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授業ホームシラバス講義資料

開講部局:教養教育院

三浦裕一 准教授

物理学基礎 I

授業時間 2011年度前期金曜2限
対象者 理学部の高校時物理未履修者

2単位、週1回全15回

本授業の目的およびねらい

物理法則、特に「力学の法則」を理解する。そして、法則を現実の問題に適用し、自分で計算できるようにする。それを通して、合理的に自然現象をとらえる姿勢を身につける。

授業の工夫

力学法則から出てくる結論には、思い当たるものと、意外な結果もある。それは、我々が多くの前提条件を当然と思って生活しているためである。授業では力学法則を多くの実例に適用することにより、実感を持って理解できるように工夫している。 例えば、「摩擦」はエネルギーを損失させる「悪役」と思われているが、もし全く無かったらどうなるか? 諸君は足が滑って、大学に登校すらできないであろう。このように、具体的に法則と前提条件を検討して、理解を深める。 例として、現実の事故に法則を適用し、危険性を定量的に評価し、安全対策がいかにあるべきか考える。計算から、「何となく危なそう」ではなく「頭蓋骨が潰れる」くらい危険なことも結論される。逆に、どこをどれだけ改善すれば安全なのか、合理的に判断できる。 また、全く関連がなさそうな現象の関係も明らかにしていく。例えば、気体の「圧力」の起源は何か? テニスの「壁打ち」と気体の圧力の起源が同じとは、なかなか思いつかないだろう。圧力は、分子と壁との衝突から力学法則により説明できる。

複雑な生命現象も、化学反応も物理法則を無視することは許されない。表には見え難くても、しっかり成り立っている。そこでは、多数の粒子が関わる「熱力学・統計力学」が必要になるが、その重要な概念も一部取り上げる。例として、「乱雑さ」とエネルギーの関係を、ここで紹介している。 法則を直感的に理解するために、授業中に机上で簡便な実験をいくつか体験してもらう予定である。その一部を、ここで紹介する。参考にして考察してほしい。

最終更新日:2014年11月24日
最終更新日の時点の講義内容で公開を行っております。
最新年度の講義と内容が異なる可能性がありますのでご注意ください。

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