| 授業の目標と概要 |
振動の具体例には機械系と分子、原子 系の模型があり、現実の波には水面 波、音波、地震波等がある。これらの
具体例の中からメトロノーム、地震 計、ブランコ、ヴァイオリン、水面 波、音波、地震波等を取り上げそのしく
みを理解する。演習を通じて日常的 な問題に応用する。単振動、減衰振 動、強制振動、連成振動では微分方程式
の応用例を学ぶ。他では運動方程式 を立てて波動方程式等を導く。
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履修上の注意
(準備する用具・
前提とする知識等)
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定数係数の微分方程式。本科3年後期 数学例題程度を使う。同様な応用物理 の力学の知識は必須。 偏微分を少し
だけ使います。
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| 到達目標 |
微分方程式を立てられる事。
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| 成績評価方法 |
演習とレポート、試験を含めて60%以上を合格とする。
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| テキスト・参考書 |
教科書 講談社基礎物理学シリーズ 2: 長谷川修司著、波動ー振動 参考書 ファインマン物理学:光、 熱、波動
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| メッセージ |
力学系のしくみには振動が重要ですので是非履修して下さい。
応用数学、応用物理の一部を実際に使ってみましょう。
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| 授業の内容 |
授業項目 | 授業項目ごとの達成目標 |
1、振動、波動現象(1 回) 2、単振動(3回) 1、バネ振り子、単振り 子、振動のエネルギー 2、2原子分子の熱振 動、電気回路での振動、 メトロノーム
3、演習
3、減衰振動 (2回)、 1、抵抗を受けるバネ振 り子 、電気回路での減衰 振動
2、演習 4強制振動と共振(5 回)
1、強制単振動 2、過渡現象、電気共 振、地震計
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振幅、位相、角振動数、
固有振動数の説明が出来
ること。振り子の等時性
を説明出来ること。
剛体回転の運動方程式が
書けること。
釣りの浮きの振動の微分
方程式が立てられる。
抵抗力の強弱による運動 の変化が分る事。 LCR回路が理解出来る。 外力との共振が説明出来 る。地震計の簡単な模型 を理解出来る。
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| 前期中間試験 |
実施する
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3、加速度計、パラメー ター励振:ブランコ 4、自励発振:ヴァイオ リン
5、演習
4、媒質を伝搬する現実
の波(4回)
1、水面波
2、音波
3、地震波
4、演習
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ブランコは何故こげるの
か理解出来る。
ヴァイオリンの鳴る機構
を考えてみる。
水深が波の波長に較べて
大きい、小さい場合の伝
搬速度をエネルギー保存
則等から求める事。疎密
波が説明出来る事。弾性
体のずれ変形と地震の関
係が簡単に説明出来る
事。
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| 前期期末試験 |
実施しない
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