2025年度後期力学3

曜日・時限 火曜日2時限 期別 後期 週時間数 2
ナンバリング EH230201
開講学科等 工学部-電子機械工学科
教員名 入部 正継
入部 正継
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e5%85%a5%e9%83%a8%e3%80%80%e6%ad%a3%e7%b6%99

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目的

ロボットに代表されるメカトロニクス機器の制御を行う際には,機械要素を力学的モデルとして数式で表現することが必須である.
本講義では,この力学的モデルを作成するために必要な「解析的な力学手法」と「剛体の力学」について学ぶ.具体的には,質点系の力学の復習から開始し,簡単な剛体の運動方程式と解を導出するところまで講義する.

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 AC 質点の運動1(慣性の法則) 事前学修 教科書の3章3.1~3.3節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
2 AC 質点の運動2(回転運動) 事前学修 教科書の3章3.4節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
3 AC 質点の運動3(回転運動の解析) 事前学修 講義3回までのノートを再読する
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
4 AC 力のモーメントと回転の運動方程式 事前学修 教科書10章10.3節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
5 A 力のモーメントと慣性モーメント 事前学修 教科書10章10.3節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
6 AC 回転運動の運動エネルギーと慣性モーメント
(回転運動時の質点の運動エネルギー計算と剛体の運動エネルギー計算)
事前学修 教科書10章10.1~10.2節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
7 AC 剛体の角運動量
(質点系の角運動量の導出,剛体での角運動量の導出)
事前学修 教科書10章10.4~10.5節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
8 AC 剛体に作用する力のつり合い1(力のつり合い式) 事前学修 教科書11章11.1~11.2節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
9 AC 剛体に作用する力のつり合い2(力のモーメント量のつり合い式) 事前学修 教科書11章11.3節と例題1~3を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
10 AC 剛体の運動と運動方程式1 事前学修 教科書12章12.1節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
11 AC 剛体の運動と運動方程式2 事前学修 教科書12章12.2~12.3節を読んでおく
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
12 AC 具体的な運動方程式の導出と解答法1 事前学修 講義12回までの講義中に解いた例題を再読・復習する
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)
13 A,C 具体的な運動方程式の導出と解答法2 事前学修 講義12回までの講義中に解いた例題を再読・復習する
(2時間)
事後学修 講義ノートを再読し,講義で解説した例題を自身で解いて理解する
(2.6時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
 「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
○修得内容:知識・理解【DP-H-1-1】
・質点の力学の原理を定式化を通して理解する
・剛体の力学の原理を定式化を通して理解する
・1自由度の剛体の運動の運動方程式を導出し,その過程を説明できる
○修得内容:文章力【DP-H-2-1】
・修得した知識を文章で説明し報告書(レポート)を作成できる

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 50% 70% 30% 100%
小テスト、小論文 0%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 講義中の演習解答:::::::::: 50% 50% 50% 100%
その他2(具体的に: 0%
100% 60% 40% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

・教科書:「力学・要論と演習」原康夫著(東京数学社)
・参考書:図書館にある「力学」に関する専門書,または物理学の専門書の力学分野を参考にするとよい

オフィスアワー

(授業期間中)木曜日4限以降 A号館3階27教員室

その他

★授業に関する詳細
・力学3では機械システムを設計するのに必要な剛体の力学に関する内容を講義する.
 ここで学修する知識内容はあらゆる機械を設計する際に必要となるものである.
・講義での課題と期末テストの答案は返却しない.

★欠格条件:以下の3つの条件の一つでも満たす場合は欠格(E評価)とする.
・6回以上の欠席(学務課発行の欠席証明を提出すれば,その欠席は6回のうちに入らない)
・講義での課題を6回以上未提出
・定期試験を未受験

★出席の各種判断について:以下の通りとします
・出席:出席入力の指示が出て10分以内に入力した場合は出席とする
・遅刻:出席入力の指示が出て10分以上経過して入力した場合は遅刻とする
・欠席:出席の入力が無く,課題提出が無い場合は欠席とする
・欠席:遅刻が50分以上の場合は欠席とする(講義のほぼ半分を欠席のため)

★その他
・線形代数1・2,微積分,微分方程式,を2年次までに履修しておくことで,より理解が容易になる.
・レポート課題の解説はレポート提出日に行う

実務経験のある教員による授業科目

総合家電メーカでの商品開発・設計,生産技術・製造技術開発,ロボット研究開発の経験をもとに,講義内容が研究・開発・設計の現場でどのような現象として現れるのか,学んだ知識がどのように活かされるのか,を適宜解説しながら講義を進める.
特にロボット・メカトロニクス機器の実際の設計時の事象を主体にして,講義内容と照らし合わせながら解説する.