NBU日本文理大学

シラバス情報

注）公開用シラバス情報となります。在学生の方は、「UNIVERSAL PASSPORT」で詳細をご確認下さい。

科目名 航空特別演習２（Special Exercises in Aeronautics 2）
担当教員名 大江　克利
配当学年 1 開講期 後期
必修・選択区分 選択 単位数 1
履修上の注意または履修条件 Sクラスの特待生は必ず履修してください。特待生でない学生も履修可能です。
説明の担当日に欠席すると授業が先へ進みませんので、必ず出席してください。
受講心得 必ず予習をすること。
教科書 鷹尾洋保著「力と数学のはなし」（日科技連）
参考文献及び指定図書
関連科目 航空特別演習１、力学要論
オフィスアワー
授業の目的 　航空特別演習1に引き続き、航空宇宙工学の専門科目では、力学の知識が必要不可欠です。その力学を解く道具として微分方程式やベクトル解析などの数学が必要であり、お互いに緊密に関連し合っています。そこで、力学と数学を同時進行的に学びながら専門科目の基礎となる力学を習得することを目的とします。
授業の概要 　ゼミ形式で、教科書を使って講義を進める。小単位終了毎に、小テストを行って、理解を深める。
授業計画 学習内容 学習課題(予習・復習)
〇第１回　万有引力
　万有引力の法則を数式で扱うことに慣れるよう、極座標系での運動方程式を表し方を学びます。
〇第２回　ケプラーの法則
　ケプラーの第１～第３法則が数式で表されることを学びます。
〇第３回　エネルギー保存の法則の応用
　万有引力は保存力であり、エネルギー保存の法則が成立することを学びます。さらに、人工衛星の軌道や弾道軌道等について学びます。
〇第４回　小テスト
　これまでに学んだ範囲での小テストを行い、復習効果を確かめます。
小テストでは、教科書、ノート、関数電卓の持込可とします。
○第５回　回転
　回転する物体の力学を扱うために、最初に角運動量とモーメントの関係について学びます。また、回転の力学を理解するには、ベクトルの外積を使うのが便利です。ベクトルの外積の基礎を学びます。
○第６回　ベクトルの外積
　ベクトルの外積を使って角運動量やモーメントを表します。また、座標系の回転や剛体の回転を考える過程で出てくるベクトルの３重積や流体力学などで出てくるベクトル場の微分について概要を学びます。
〇第７回　小テスト
　回転に関する小テストを行い、ベクトルの計算に慣れます。
○第８回　質点系の運動
　多くの質点がグループになって、そのグループの運動を考えます。このグループを質点系といいます。質点系の運動量保存の法則と角運動量保存の法則について学びます。
○第９回　２体問題
　２つの質点があって、質点間がバネでつながれたり、万有引力が働くような場合である２体問題について学びます。また、２体問題の例として海水の干満である潮汐について学びます。
○第１０回　衝突
　質点系として考えられる例として、衝突の問題があります。２つの質点が完全弾性衝突し、お互いの速度が変化する場合を学びます。
〇第１１回　小テスト
　質点系の運動についての小テストを行い、衝突問題等が解けるようになります。
○第１２回　剛体の運動
　剛体は多数の質点が堅く結合された物体と考えることができます。すなわち、相互の位置が変化しない質点系と考えることができます。剛体の運動を理解するため回転するコマを考え、慣性モーメント、回転角、角速度、角運動量、モーメント、運動方程式、運動エネルギーを導出し、直線運動のときと対比して学びます。
○第１３回　慣性主軸
　剛体には特別な軸があり、そのまわりに回転させれば他の軸には角運動量が発生しない軸があります。このような軸が剛体には３本あり重心をとおり直交しており慣性主軸といいます。慣性主軸や慣性乗積、慣性モーメントについて学びます。
○第１４回　剛体運動の具体例
　剛体運動の具体例として、剛体振り子や斜面を落ちる円柱、野球のバットのスィート・スポット、コマの歳差運動について学びます。
〇第１５回　剛体運動の具体例（２）
　剛体運動の具体例として、コマの歳差運動、飛行機の運動方程式について学びます。
〇第１６回　小テスト
　剛体の運動に関する小テストを通じて、慣性モーメント、剛体運動の理解を深めます。　
授業の運営方法 授業はゼミ形式とし、学生が教科書の担当部分を予習して資料を作成し、教壇に立って説明して学生自身で授業をすすめてもらいます。教員は予習した内容に対して助言を与え、学生の問題解決能力やプレゼンテーション能力を養いながら力学を学習します。
備考
学生が達成すべき到達目標 　物理の基本となる力についての概念を身に付け、数式として表すことができる。
評価方法 評価の割合 評価の実施方法と注意点
試験
小テスト 70 講義の内容を理解できているかを確認します。
レポート 20
成果発表
作品
その他 10 授業への出席、授業態度を見ます。
合計 100 ―