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物理学演習１

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令和２年度以降入学者 物理学演習１
令和元年度以前入学者 物理学演習１
教員名 阿部伸行
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 前期 履修区分 必修
授業の形態 【対面授業】対面での授業を基本とし、状況によってはオンラインでの双方向授業またはオンデマンド授業とする。
Blackboard ID：20221473
授業概要 力学と物理数学の演習
授業のねらい・到達目標 古典力学と物理数学を扱う演習科目である。力学に関しては一年後期科目「力学1」と二年前期科目「力学2」の範囲の演習問題を、物理数学に関しては二年前期科目「物理数学1」の範囲の演習問題を扱う。また、他科目（電磁気学等）と関連した内容もある程度は含む。演習問題を解くことを通して、日常生活のおける現象に潜む科学的問題を発見し、専門的な知識に基づいて正しく説明できるようになることを目指す(A-4-2)。

この科目は文理学部(学士(理学))のDP4及びCP4に対応しています。
授業の方法 授業の形式【演習】
①Blackboardコースに登録し、授業日前日までに事前学習資料をダウンロードして予習すること。
②毎回の授業の最初に小テストを行う。その後、授業の前半は配布された問題を各自で解く。後半の時間では全体発表を行い問題についての理解を深める。
③対面授業が困難な学生については教員の許可を受けてオンライン参加ができる。Blackboardのメールを使って授業日の午前9時までに連絡し許可を得ること。
履修条件 「力学2」、「物理数学１」を履修中、または、履修済みであること。
授業計画
1 物理数学の基礎の復習のための演習【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】微分積分や力学の復習を行う。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
2 常微分方程式を解く（その１：１階常微分方程式）【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
3 常微分方程式を解く（その２：２階常微分方程式）【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
4 常微分方程式を解く（その３：２階常微分方程式-特に線形）【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
5 微分方程式としての運動方程式とその解法（その１：１粒子１次元問題）【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
6 微分方程式としての運動方程式とその解法（その２：２粒子系、連成振動、その他）【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
7 授業内中間試験とその解説【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】第６回までの復習を行う。 （2時間）
【事後学習】試験問題を解き直す。 （2時間）
8 力とベクトル場、スカラーポテンシャルと勾配【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
9 ベクトル場の微分とベクトル微分演算子【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
10 線積分と仕事【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
11 面積分、ガウスの定理、ストークスの定理【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
12 円柱座標や球座標での力学に関する問題演習【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
13 中心力中の質点の力学【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
14 ケプラー運動【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】事前学習資料を読む。 （2時間）
【事後学習】問題を解くために必要だった基本原理 について改めて復習し理解を深める。 （2時間）
15 授業内試験とその解説【対面授業】
(A-4問題発見・解決力)
【事前学習】第１回から第１４回までの授業内容を復習する。 （2時間）
【事後学習】試験問題を解き直す。 （2時間）
その他
教科書 なし
参考書 和達三樹 『物理のための数学』 岩波書店
和達三樹 『例解　物理数学演習』 岩波書店
兵頭俊夫 『考える力学』 学術図書出版社
成績評価の方法及び基準 レポート(30%)、授業内テスト(70%)
対面授業に参加できない場合は、授業実施日の午前9時までにBlackboardを通して教員に連絡すること。状況に応じてzoomによるオンライン参加もしくは課題提出によって評価する。
オフィスアワー 基本的にはBlackboardを通して質問を受け付ける。

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