Advanced Dynamics
Numbering Code | U-LAS12 10014 LJ57 | Year/Term | 2022 ・ Second semester |
---|---|---|---|
Number of Credits | 2 | Course Type | Lecture |
Target Year | Mainly 1st & 2nd year students | Target Student | For science students |
Language | Japanese | Day/Period | Tue.4 |
Instructor name | SUGANUMA HIDEO (Graduate School of Science Associate Professor) | ||
Outline and Purpose of the Course | 質点(1粒子)の力学の知識を前提として、【質点系】(=多粒子系)と【剛体の力学】および、【回転座標系】などの【加速度系】における運動方程式とその応用について、【ニュートン力学】に基づいて学習する。本講義により、(地球を含め)回転を伴う物体の運動の多彩なダイナミックスの理解を目指す。理科系学生を対象とする。 | ||
Course Goals | ニュートン力学に基づいた、【多粒子系の運動】、【剛体の運動】、【回転座標系】に関する基本的な法則を習得する。レポート課題、演習問題に取り組み、具体的な応用問題を解く能力を身につける。 | ||
Schedule and Contents |
講義の主な内容は以下の通りである。授業回数はフィードバックを含め全15回とし、1回の講義で2~3の小項目を扱う。 (幾つかの小項目はレポート問題にする場合もある。) 1.質点系の力学 1-0 質点の力学(復習) 1-1 質点系の運動方程式~重心運動 1-2 2質点系の相対運動 1-3 2つの天体の運動 1-4 角運動量(復習) 1-5 2質点系の角運動量 1-6 N質点系の重心運動と角運動量 1-7 ロケットとジェットの力学 1-8 連成振子(水平バネ振子)の基準振動 2.剛体の力学~回転運動 2-1 剛体の概念と運動方程式 2-2 角速度ベクトルと慣性モーメント 2-3 剛体の一般の運動~並進と回転 2-4 回転と並進のエネルギー 2-5 慣性モーメントの性質と計算 2-6 固定軸周りの回転~タイヤの回転 2-7 剛体振子 2-8 回転の例1~ヨーヨー 2-9 回転の例2~円柱の転がり 2-10 回転の例3~ビリヤード 2-11 ジャイロ現象 2-12 地球の歳差運動(ジャイロ現象)~大周期(約26,000年)で地軸方向が変わる 3.非慣性系(回転系)での運動 3-1 慣性系と非慣性系~回転系での遠心力とコリオリ力 3-2 自転する地球上での運動方程式 3-3 高速回転する中性子星~パルサー 3-4 静止衛星 3-5 静止物体を回転系から見た場合 3-6 地球の自転の効果:落下運動に対する影響~ナイルの放物線 3-7 地球の自転の効果:水平運動に対する影響~フーコー振子と弾道 4.剛体の回転とオイラーの運動方程式 4-1 剛体の回転と剛体系 4-2 剛体系での回転の運動方程式~オイラーの運動方程式 4-3 対称コマの自由回転~小周期(約1.2年)で地軸方向がブレる歳差運動 4-4 剛体の自由回転の安定性と不安定性~ラケットの回転の安定と不安定 |
||
Evaluation Methods and Policy | 【筆記試験】の結果と【レポート】の内容に基づいて評価する。詳しくは授業中に説明するのでそちらを参照すること。 | ||
Course Requirements | 講義の理解には「物理学基礎論A」を履修していることが望ましい。 | ||
Study outside of Class (preparation and review) | 授業で取り上げた例題、レポート課題等は各自解いて復習しておくこと。 | ||
References, etc. |
力学, 植松恒夫, (学術図書出版), ISBN:978-4-87361-918-7 力学, 青山秀明, (学術図書出版), ISBN:978-4780606584 |