一般物理学 最終更新日= 2016.1.26
対象=北九州市大国際環境工学部(環境生命工学科、1年後学期)
科目種類=1学期, 2単位, 必修,
1.概要(授業の背景、目的、位置づけについてはシラバスに記載)
2.勉強の仕方
予習・復習など学習の仕方についてのアドバイス:
(1) まずは大まかに捉えるべし
(2) きちんと手順を踏んで覚えるべし
(3) 何度も失敗を繰り返し覚えるべし
(池谷裕二「記憶力を強くする」講談社、ブルーバックス、2001年. P.139.より)
3.講義関連の通知と資料
◎講義関連の通知事項
今後の一斉連絡はこのホームページのこの欄において行うので、受講者は最低、毎回の講義前後に
レポート課題1:2015.10.13新規
中間試験の実施 2015.11.20新規
中間試験の問3(2)の解答は{2.7Nまたは−2.7N}のいずれも正解にします.
中間試験の追試験の実施 2015.12.8 新規
休講(2016.1.5)と補講(2016.1.12)
レポート課題2:2016.1.19新規
期末試験の実施 2016.1.26 新規
[0]ガイダンスと序論
物理学の考え方と方法 2015.10.6更新
例題:次元解析による物理量の関数形の推定 2015.10.7加筆修正(比例記号∝の使用と説明)
例題:次元解析による津波の速さの推定 2015.10.7新規
[1]速度と加速度
要点:位置と速度と加速度の数学的準備 2015.10.13 更新+ミス修正
要点:位置と速度と加速度(1次元) 2015.1125 更新
要点:位置と速度と加速度(3次元) 2015.10.19 加筆更新
教科書(1.1速度・加速度)の主な問いの解答例 2015.10.12新規
例題:速度の計算−2つの単位 2015.11.21新規
例題:等加速度運動ー自動車のブレーキ 2015.11.25 新規
例題:位置,速度,加速度の関係−放物運動 2015.11.21新規
例題:位置,速度,加速度の関係−単振動 2015.11.21新規
例題:等速円運動の速度,加速度 2015.11.25 新規
[3](力と)運動の法則
要点:力と運動の法則 2015.11.24更新(運動法則による揚力の理解(3ページ)をさらに1ページ追加)
要点:運動方程式-微分方程式としての運動の第2法則 2015.11.10新規
教科書(1.2運動の法則)の主な問いの解答例 2015.10.26新規
例題:2つの粒子の衝突(モンキー・ハンティング) 2015.11.26 新規
例題:ひもでつながれた(2つまたは)3つの物体の運動 2015.11.30 新規
例題:空気中の抵抗力と重力による運動とその終端速度 2015.11.30 新規
参考:単振動(または調和振動) 2015.11.10新規
[4]運動量・仕事・エネルギー
要点:運動量・仕事・エネルギー 2015.12.10更新(力積,平均の力について加筆)
教科書(1.3エネルギー・運動量・角運動量)の主な問いの解答例 2015.11.16新規
(運動量と力積,平均の力)
例題:運動量変化と力積-1 2015.12.8 更新
例題:運動量変化と力積-2 2015.12.8 更新
例題:運動量変化と力積-3 2015.12.8 更新
例題:自動車のシートベルトの効果 2015.11.30 新規
参考:ツアーバスの事故で生き残る方法 2016/01/25新規
(仕事とエネルギー)
例題:水平なバネと重りの系における力学的エネルギー保存 2015.11.30 新規
例題:垂直なバネと重りの系における力学的エネルギー保存 2015.11.30 新規
[5]角運動量と力のモーメント(=トルク)
準備:ベクトル積(外積)とその応用 2015.11.23新規
要点:粒子の回転運動-角運動量と力のモーメント 2015.11.23新規
例題:角運動量とその次元 2015.11.23新規
例題:直線運動における角運動量と力のモーメント 2015.11.23新規
例題:平面運動における角運動量と力のモーメント 2015.12.1更新
例題:平面極座標における角運動量と力のモーメント 2015.11.23新規
教科書(1章練習問題pp.46-47)の1.1-1.4解答例 2015.11.26新規
[6]熱伝達(対流,伝導,放射)
要点:熱とその伝達 2015.12.14更新(「移動」を多くの教科書で使われている「伝達」に修正)
例題:動物のサイズ 2015.12.8新規
例題:金属の熱伝導率 2015.12.8新規
例題:ウィーンの変位則 2015.12.8新規
例題:太陽定数の推定 2015.12.8新規
例題:地球表面温度の推定 2015.12.8新規
[7] 理想気体の状態方程式と気体分子運動論
要点:気体分子運動論とその応用 2015.12.14新規
参考:気体分子の速度分布則 2015.12.22新規
教科書(4.1節,4-2節 練習問題pp.76-84)の部分的解答例 2015.12.14新規
例題:水素分子の速度と気体拡散が速くない理由 2015.12.22新規
例:酸素分子の速度,肺における吸収 2015.12.22新規
[8] 熱力学の立場と熱力学的変化
要点:熱力学の立場と熱力学的変化 2016.1.18 更新(比熱容量,モル比熱容量という用語の追加説明)
[9] 熱力学第一法則とその応用
要点:熱力学第一法則とその応用 2016.1.18 更新
確認問題: 2016.1.12 更新(問題文の簡略化)
教科書4.3節の問いの詳解 2016.1.12 新規
例題:等圧変化 2016.1.12 更新(文言ミス修正)
[10] 熱力学第二法則とその応用
要点:熱力学第二法則とその応用 2016.1.19 更新(カスケード式熱機関の効率の追加)
例題:熱機関の効率向上の方法と課題 20161.26新規
例題:火力発電所の効率と温廃水 20161.26新規
例題:原子力発電所の効率と温廃水 20161.26新規
例題:有効エネルギー(エクセルギー)と熱力学第二法則効率 20161.26新規
参考:カスケード方式熱機関(コンバインド・サイクル)の熱効率 20161.26新規
例題:カルノーの法則からクラウジウスの不等式を導く 20161.26新規
例題:冷蔵庫の原理,ヒートアイランド現象 20161.26新規
例題:冷蔵庫に使う電力の計算 20161.26新規
例題:ガスを燃やして冷やすガス冷蔵庫の原理 20161.26新規
4.履修上の注意
講義の予習、復習を行うと、講義の理解がより深く、確実になる。
5.教科書・参考書
教科書: 潮 秀樹、上村洸「第2版 やさしい基礎物理」森北出版社
参考書:
(生物学,ライフサイエンスに話題を選んだ書籍)
本川 達雄 (著)「ゾウの時間 ネズミの時間―サイズの生物学」 中公新書,1992年.
Paul Davidovits (著),吉村 建二郎 (編集), 曽我部 正博 (翻訳)「生物学と医学のための物理学 原著第4版」共立出版,2015年.
Sternheim (著), Kane (著), 石井 千穎 (翻訳)「ライフサイエンス物理学」広川書店,2000年.
(環境問題の数理科学入門)
J. ハート (著), 小沼 通二 (翻訳), 蛯名 邦禎 (翻訳)「環境問題の数理科学入門」丸善出版,2012年.