講義のページ/物理学概論
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講義全体の教材
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テキスト「つながる物理学」
※ 文章内に相互リンクが張られています。例えば、目次や索引などで、ページ数のところをクリックしてみてください。
毎回の授業に対応した練習問題
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問題番号
1
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6
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8
9
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11
12
13
14
15
練習問題
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◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
-
-
勉強の方法についてのヒント
予 習:
NHKテストの花道「今日からできるカンタン予習法」(ダイジェスト:6分, ※受講者のみ)
ノート:
NHKテストの花道「成績を伸ばすカギ!“ノート術”」(ダイジェスト:9.5分, ※受講者のみ)
対応関係
NHK笑わない数学から
「『対応』とガロア理論」
※受講者のみ
NHKピタゴラスイッチから
「対応の歌」
※受講者のみ
グラフで対応関係を考える教材
問題番号
1
2
3
4
練習問題
天気図
18歳人口
GapMinder
鉄道ダイヤグラム
数学について
傾きについての復習と加速度についてのプリント
比例と式変形の確認のプリント
おすすめ書籍
新体系・高校数学の教科書 上 (ブルーバックス)
新体系・高校数学の教科書 下 (ブルーバックス)
↑
テキストに沿った教材
†
↑
1. 物理学とは
†
↑
2. 量と単位 ▼(クリックして開く)
†
指数について(Powers of 10) 10秒で10倍の大きさを見てみたら、10秒で1/10の大きさを見てみたら、この世の中はどう見えるでしょうか。
単位の定義(単位=文明力!明日宇宙人に出会ったら…)
2019年5月に、SIの基本単位の定義(例えば、きっちり1[kg]というのはどういう質量か)が変更になりました。
↑
3. 力学
†
3.1 座標系
3.2 ベクトル
3.3 運動の表現
▼(開く)
動画で表現する
軌跡を描き加える表現
Eテレ2355から
「バレエ・ロトスコープ」
※ 受講者のみ
残像を残す表現
速度ベクトルを描き入れる表現
時間変化のグラフとしての運動の表現
横軸が時間のグラフの起源は?
鳥獣戯画
でも、空間的な位置の違いで時間を表現していますね。
横軸に時間軸をとる、ということは、人間の本能的な発想なのかもしれません。
電車のダイヤグラム
■
北陸新幹線のダイヤグラムの例
(
yoshi223の鉄道館
へのリンク)
グラフが表す運動を考える
1
2
3
4
グラフ
運動
■
■
■
■
運動とグラフ
■
■
■
■
計算機を使って横軸が時間のグラフを作成する
目で見タイム
動画から位置の時間変化のグラフを作る
・
サンプル集 : 自由落下・衝突・波
マウスの動きから位置の時間変化のグラフを作る
点の運動と座標の時間変化のグラフの対応
3.4 グラフの傾きと微分法
▼(開く)
傾きについての復習と加速度についてのプリント :
Inclination_20171025.pdf
傾きについての
ビデオ
「極限」で考えるグラフの傾き
・アニメーションによる例示
・操作しながら考える微分係数(
平均の傾きと微分係数
)
Geogebra による操作しながら考える微分係数については、
こちらのページ
を参照のこと。
3.5 位置と速度と加速度
▼(開く)
グラフで考える微分法(
ビデオ
)
様々な関数を微分する
詳細は
こちらのページ
を参照のこと。
3.6 運動の法則
3.7 力の単位
3.8 加速度と速度と位置
▼(開く)
グラフで考える積分法
Googleドライブ
積分の練習
(
GeoGebra
による)
運動方程式とラプラスの悪魔(いずれも著作権のために、受講生のページで)
ラプラス「確率論」の冒頭
NHK 超AI入門特別編
「脳と宇宙が繋がる?AIと人間を分かつ意識とは?」から
(1分)
NHK ヘウレーカ
「僕らの気持ちはどこからうまれるの?」から
(4分弱)
Eテレ 100分で名著カント
「純粋理性批判」(4)から
(4分)
3.9 等速直線運動
3.10 等加速度運動
▼(開く)
自由落下について
目で見タイム
アポロ15号の月面での実験
月面でのハンマーと羽根の自由落下
外部へのリンク
ビデオの英語を文字にしたもの(外部へのリンク)
重さと質量の違い
■ Eテレ 科学塾から
重さと質量の違いについて
■ 日テレ 世界まる見え!テレビ特捜部から
カーン君の重量の変化
自由落下と特殊撮影 :
ウルトラセブン
3.11 等速円運動
▼(開く)
等速円運動のアニメーション
位置ベクトル、速度ベクトル、加速度ベクトルの関係がわかる。詳しくは、
ページ
を開いて説明を読むこと。
※ ブラウザでフラッシュプレイヤーが有効でないとうまく表示できません。表示できない場合のために、動画を掲載します。
上のページで表示される動画の例
万有引力によって引き合う物体の運動
2つの1kgの物体が1m離れて静止していたとする。万有引力だけでどのように運動するか?詳しくは
このページ
を参照のこと
復習ビデオ
(受講生のみ)
「数式がどうも苦手」という人は、このビデオを見ながら、自分で紙に式を書いて計算してみませんか?これができれば、きっと自信になるはず!!
一つのキッカケになるはずです!!
再生できない場合には、右上のポップアウトのマークをクリックしてください。
3.12 運動量とその保存則
▼(開く)
分裂(互いに押し合って離れる運動)
分裂と運動量保存則(解説ビデオ)
※ ひどい言い間違いをしています。「質量と速度の合計」ではなく、「質量と速度の積の合計」です!
Youtube掲載のビデオ
(3分)
復習ビデオ(受講生のみ)
「数式がどうも苦手」という人は、このビデオを見ながら、自分で紙に式を書いて計算してみませんか?これができれば、きっと自信になるはず!!
一つのキッカケになるはずです!!
再生できない場合には、右上のポップアウトのマークをクリックしてください。
NHKの動画
・ NHK
国際宇宙ステーションと初のハイビジョン中継(宇宙で平泳ぎ)
(※ 受講生のみ, 4分)
・ NHK 大科学実験
降りると進む満員電車
~ (※ 受講生のみ)
目で見タイム
目で見タイム
でグラフ化したもの
事例
ビデオ
グラフ(目で見タイム)
分離
衝突
目で見タイム
でグラフ化したもの
事例
ビデオ
グラフ(目で見タイム)
衝突
衝突
衝突(軽→重-速)
衝突(軽←重)
衝突(重←重)
3.13 エネルギー保存則
3.14 慣性力
▼(開く)
一定の速度で移動する慣性系での運動
■ 電車の中でボールを投げる
■ 運動しながら落下する物体(Youtube の動画)
外部へのリンク
■
大科学実験「ボールは戻ってくる?」
■
大科学実験「高速で止まるボール!?」
コリオリの力
いずれも
外部へのリンク
回転しながらボール投げ(MIT)
↑
4. 電磁気学
†
電磁気学的現象
電気と電気、磁気と磁気、電気と磁気の組み合わせがある。
電気に
磁気に
電気が
磁気が
電荷と磁荷の電磁気学
GeoGebra
によるアニメーション(Youtube 見るだけ。)
走る電荷のまわりの電場と磁場
走る磁荷のまわりの電場と磁場
GeoGebra
によるアニメーション
※ ブラウザで Flash が動けば操作できます。
※ 起動に時間がかかります。
走る電荷のまわりの電場と磁場
走る磁荷のまわりの電場と磁場
電荷と磁荷の周りの電場や磁場を表す立体模型
電磁気学的現象は3次元的です。これを表すために、飛び出す絵本式の模型を作成しました。
・ 立体模型の型紙(厚紙に印刷してください。)
立体模型_電荷.pdf
立体模型_磁荷.pdf
・ 立体模型の作り方:次の3ステップで完成!
1) 黒い線は切る(十字の部分は不要なので廃棄)
2) 点線は山折りにする
3) 折りたたんだ状態で糊付けする
力線の電磁気学
琉球大学の前野先生の作られた
「よくわかる電磁気学」を読むためのシミュレーション
がとてもわかりやすい。
電荷間の電気力線
こちらのページ
を参照のこと。下の図では、電荷の位置を変え、電気量を調整しました。
異符号の電荷間の電気力線(引力)
同符号の電荷間の電気力線(斥力)
磁荷と電流の磁力線
こちらのページ
を参照のこと。下の図では、磁荷と電流は一つとし、磁化と電流が受ける力の向きを描き入れました。
磁化と電流の相互作用
パルス電流によって破断するコイルの動画
(※受講者のみ, 1.5分)
↑
5. 振動と波動 ▼(クリックして開く)
†
単振動
目で見タイム
でグラフ化したもの
事例
ビデオ
グラフ(目で見タイム)
振り子
バネの振動(おもりが軽い場合)
バネの振動(おもりが重い場合)
等速円運動を横から
波動
波の進行方向の変化と時間変化
波の性質
波の干渉
基準となる例
幅が広い場合
位相がずれた場合
位相がもっとずれた場合
位相が逆転した場合
↑
6. 原理
†
↑
7. 物理と人間生活 ▼(クリックして開く)
†
放射線について外部へのリンク
福島大学放射線副読本研究会
上記研究会による副読本(初版)
上記研究会による副読本(改定版)
文科省による副読本
(文科省の副読本)
知っておきたい放射線のこと(高校生版)
前編
・
後編
霧箱の映像
国立科学博物館(みなさんの学生証で無料で入館して見ることができます。)
↑
物理学概論の関係者(Wikipedia)
†
ルネ・デカルト
朝永振一郎
ガリレオ・ガリレオ
アイザック・ニュートン
ピエール=シモン・ラプラス
ヘンリー・キャベンディシュ
マイケル・ファラデー
↑
以前の講義
†
2023年度秋学期
2023年度春学期
2022年度秋学期
2022年度春学期
2021年度秋学期
授業回
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14
コメント
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◯
◯
2020年度秋学期
テキスト
「
つながる物理学
」(2020年度用)
リアクションペーパー・フィードバック
2017年度
秋学期
コメントに対するフィードバック
授業回数
1
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5
6
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フィードバック
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-
2015年度
秋学期
回数
1回
2回
3回
4回
5回
6回
7回
8回
9回
10回
11回
12回
13回
14回
15回
フィードバック
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◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
13回と合併
◯
個別返却のみ
個別返却のみ
2013年度
2012年度秋学期
2012年度春学期
2011年度秋学期
シラバス
配布物
1回
2回
3回
4回
5回
6回
7回
8回
9回
10回
11回
12回
13回
14回
15回
フィードバック 01
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13
2011年度春学期
配布物
2010年度
2009年度
2008年度秋学期
2008年度春学期
↑
参考
†
高校での勉強に自信がない人へ
NHK 高校講座 物理基礎
さくらーにんぐ
添付ファイル:
Mirror_Object_S.png
72件
[
詳細
]
Linear_Object_S.png
100件
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詳細
]
Sin_Object_S.png
88件
[
詳細
]
Cubic_Object_S.png
100件
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詳細
]
Gairon_Laplace_300.jpg
25件
[
詳細
]
Gairon_Galileo_300.jpg
29件
[
詳細
]
Gairon_Faraday_300.jpg
27件
[
詳細
]
Gairon_Descartes_300.jpg
23件
[
詳細
]
Gairon_Cavendish_300.jpg
27件
[
詳細
]
Gairon_Tomonaga_300.jpg
25件
[
詳細
]
Gairon_Newton_300.jpg
27件
[
詳細
]
Note_20230414.pdf
690件
[
詳細
]
Math_All.pdf
659件
[
詳細
]
Inclination_20171025.pdf
1327件
[
詳細
]
立体模型_磁荷.pdf
797件
[
詳細
]
立体模型_電荷.pdf
938件
[
詳細
]
力線の電磁気学の図-ひねくれた力.png
885件
[
詳細
]
力線の電磁気学の図-斥力.png
837件
[
詳細
]
力線の電磁気学の図-引力.png
876件
[
詳細
]
Last-modified: 2024-04-24 (水) 18:49:02
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講義のページ/物理学概論/2021A/1回目の授業のコメント
講義のページ/GeoGebra/等速円運動
講義のページ/GeoGebra/平均の傾きと微分係数
講義のページ/物理学概論/リアクションペーパー・フィードバック(2020秋学期)
講義のページ/GeoGebra
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サイトマップ
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講義のページ/物理学概論2008S