弾性体力学

科目ナンバリング U-SCI00 33401 LJ58 開講年度・開講期 2021 ・ 前期
単位数 2 単位 授業形態 講義
配当学年 3回生以上 対象学生
使用言語 日本語 曜時限 金4
教員 金子 善宏 (理学研究科 准教授)
授業の概要・目的 弾性体力学の基礎と固体地球物理学における基礎的な適用を理解することを目標とする。固体地球物理学では, 地震・火山活動・プレート運動など, 様々な時空間スケールの現象が混在している。これらの現象の多くは弾性体力学の枠組みで記述できるため, その理解が欠かせない。本科目は,「地球物性物理学」(科目番号3417), 「固体地球物理学A・同B」(科目番号3413・3414)を理解するための基礎となる。
到達目標 (1) 応力や歪について理解する。
(2) 弾性体の変形や運動について理解する。
(3) 弾性体中の変位不連続(食い違い)によって生じる変位場を理解する。
(4) グリーン関数を理解する。 
(5) 授業時に行うクイズや課題を通して学んだことを習得する。
授業計画と内容 以下の各項目について講述する。各項目には【 】で指示した週数をあてる予定だが,受講生の理解の状況に応じて内容や順番を変更することもある。したがって,下記の一部の項目を扱えない場合がある。

1.弾性体力学の基礎【1~2週】
 ベクトル、テンソルの復習、総和規約
 場と微分
 積分定理
2.弾性体力学の構成【4~5週】
 歪テンソル
 応力テンソル
 弾性体の運動方程式
3.線形弾性論【4~5週】
 線形弾性体の変形と運動
 構成則と弾性定数
 弾性波動方程式と変位ポテンシャル
 波動方程式のグリーン関数
4.変位食い違いとそれによる変位場【3~4週】
 断層運動と応力変化
 変位食い違いとモーメント関数
5.破壊と摩擦構成則【1~2週】
履修要件 「物理のための数学1」(科目番号2217)程度の物理数学の知識は前提とする。必須ではないが、「地球連続体力学」(科目番号2404)を履修していることが望ましい。また「関数論」(全学共通科目)や「物理のための数学2」(科目番号2218)を履修していると理解の助けになるだろう。
授業外学習(予習・復習)等 (1)特定の教科書に沿わず、参考書等をもとに板書で講義を進める。ノート・講義資料・参考書をもとにして復習することを勧める。
(2)講義内容の習得状況を確認するためにクイズを実施する。講義内容を十分に復習してから講義に臨むことを求める。
教科書  教科書は使用しない。
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