力学の基礎２

選択必修・２単位・１年後期

機械や構造物の運動を解析し（あるいは予測し），設計どおりに制御するためには，具体的な形と大きさを持つ物体についての知識（物質の微視的構造に関する知識と力学的思考法）が必要です．
この授業では，後者に関する知識 ーすなわち剛体の力学ー を修得し，その知識を使いこなせるようになることを主目的としています．

達成目標

1. 極座標で速度，加速度および運動方程式を記述することができ，それらを利用して物体の運動を求めることができる
2. 物体の角運動量を計算することができる
3. 角運動量保存則の物理的な意味を理解し，これを実際の問題に適用して物体の運動を決定することができる
4. 慣性モーメントの物理的な意味を理解し，簡単な形状の物体について慣性モーメントを計算することができる
5. 剛体のつり合い問題を解くことができる
6. 剛体の回転の方程式を記述することができ，これを用いて剛体の平面運動を決定することができる

授業資料

エネルギー変換工学

選択必修・２単位・３年後期

莫大なエネルギー消費に支えられた現代社会が持続的に発展していくためには，環境を汚染せずに自然から効率良くエネルギーを抽出する技術が不可欠です．そのような技術の構築に向けて機械工学は答を出していく立場にありますが，エネルギー科学を支える理論的背景を正確に理解し，現状の課題を認識しておかなければ，新たな技術を開発していくことは困難です．
この授業では，これまで専門科目の中で断片的に触れられてきたエネルギーの概念を整理し，できるだけ統一的な立場からエネルギーについて理解することを第一の目的とします．さらにその理解に基づいて，輸送現象を中心としたミクロな立場と熱機関の効率化を中心としたマクロな立場とから，エネルギー変換システムについて説明できるようになることを第二の目的としています．

達成目標

1. 広義のエネルギー変換についてその意味を説明することができ，主要なエネルギー形態の違いを区別することができる
2. 質点および流体に対する力学的エネルギー保存則（Bernoulliの定理）を流体機械等の解析に適用し，必要な物理量を求めることができる
3. 熱力学第一法則の本質をミクロな視点から説明できるとともに，実際の工学問題に対して適切に熱力学第一法則を適用することができる
4. 熱流体を利用したエネルギー変換機の特性を、エンタルピーやエントロピーを用いて説明することができ、その知識を機器の性能評価や簡単な設計に適用することができる
5. 現在使われているエネルギー機器とその将来性について熱力学的な観点から理解することができる
6. エネルギーをテーマとした英語の文献を読み，その概要を理解することができる

授業資料

流体力学１

選択必修・２単位・３年前期

流体は気体や液体の総称で，変形しやすいという特徴があります．固体も力を加えれば変形しますが，弾性変形の範囲内であれば，力を取り除いたときに元の状態に戻ります．しかし流体ではそのようなことは起きず，流体に作用する力と変形速度との間に比例関係が成立し，それによって複雑で多様な流体運動が生じます．
この授業では，上述のような性質を持つ流体（Newton流体）の運動を微分方程式で記述する方法について学び，その基礎方程式から代表的な流体運動を説明していきます．

達成目標

1. 粘性や圧縮性など流体のもつ基本的な性質について説明することができる
2. 流れの解析方法に関する基礎的な考え方を理解し，流体要素の挙動について調べることができる
3. 流体の基礎方程式である連続方程式および運動方程式を導くことができる
4. 理想流体のポテンシャル流について複素ポテンシャルを計算することができ，様々な条件における流線を描くことができる
5. 非圧縮性粘性流体の流れの性質を理解し，その速度分布やパイプライン輸送における圧力損失等を計算することができる