工業力学
Industrial Mechanics
第1回:本授業のガイダンス
● 講義はこのスクリーンを用いて行います.
見にくい学生はスクリーンに近い座席に着席してください
● 配布物:講義ノート (p.1~24:6枚),解答用紙 1枚
(解答用紙は今日は出欠をとるためのみ使用  氏名・番号のみ記入)
(取り逃しが多いので,ちゃんと全ページをとったか確認すること)
知能システム工学科 井上 康介
日立キャンパス E2棟801号室
担当教員自己紹介
 井上 康介(いのうえ こうすけ)
 身分:講師,居室:E2棟 8階801号室
 専門分野:生物模倣型ロボット(現在は主に
ヘビ型ロボットを扱っています)
■
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講義の概要
 下位科目:力と運動
上位科目:機械力学,材料力学
 1年次前期に学んだ「力と運動」では,主に 質点の力学
を扱い,大きさを持つ物体の力学については扱ってこな
かった.これは実際に起こっている力学現象を簡素化し
たモデルであり,現実の物体の運動の記述には不十分
 本講義では 剛体 の相互作用に関する 静力学,運動学
および 動力学 (基礎部分) を学習する
 剛体 (rigid body):外部から力が加わっても変形しない
(変形量が微少で,無視できる) 大きさを持つ物体
 要するに,大きさを持った (変形しない) 物体の力学の
基礎を学ぶ (ただし,2次元空間での議論のみ)
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講義の概要
 静力学 (statics):静止状態にある物体における力やモー
メントの均衡を扱う
 運動学 (kinematics):物体の運動を,その原因,すな
わち力との関係を考慮することなしに,主に幾何学的に
論ずる
 動力学 (dynamics):物体の運動状態を力との関係に基
づいて論ずる
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授業の概要
 メカを設計・製作し,これを動かすに当たっては,大き
さを持ち多少変形する機械部品の耐久性 (材料力学)
や,部品同士の力学的相互作用 (機械力学),その他を数
理的に計算する必要がある
 例)ロボットにおいては,各モータにどの程度の電流を
流すとアーム先端がどのような加速度で動くかなど
 例)橋の設計をする際,台風が来たときに橋の固有振動
数の振動 (共振) が起こって橋が崩落することを防ぐ場
合,振動の計算やそれに基づく材料強度計算など
 このようなメカの設計・制御のあらゆる側面において必
要となる基礎がこの講義であり,理解できずにドロップ
アウトすることは 許されない (故に必修)
 他の講義で寝ている学生も,本講義はまじめに!
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到達目標
1. 質点系および剛体系における力・モーメントの合成と分
解ができる
2. 質点系および剛体系における釣り合い,安定の条件を理
解し,求められる
3. 並進運動,回転運動とニュートンの運動法則との関係を
理解し,記述できる
4. 動力学の基礎として,単振動,自由振動,強制振動の事
象を理解できる
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授業計画
1. 本授業のガイダンス
2. 力 (力・力のモーメントの定義,合力,分解)
3. 力のつりあい
4. トラス
5. 物体の重心 (計算方法)
6. 物体の重心 (パップス・ギュルダンの定理・物体の安定性)
7. 慣性モーメント
8. 物体の運動学・動力学
9. 中間試験
10. 運動量と力積
11. 運動量保存,物体の衝突
12. 仕事・エネルギー・動力
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授業計画
13.
14.
15.
16.
摩擦
簡単な機械 (てこ,滑車,輪軸),機械の効率
演習
期末試験
ただしこれはあくまで目安で,ここまで進めない可能性大.
(講義の途中途中でみなさんに理解度を聞いたり,あるいは小テストので
きなどを見て,説明を部分的に手厚く行ったりする)
動力学については本講義では基礎のみ扱う.教科書最後のあ
たりの振動などについては,他の講義で詳しく行う.
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講義の進め方
 講義は今回と同様PC+プロジェクタを利用して行う
 今回と同様,重要箇所を空欄としたノートを配布する.
空欄を埋めつつ,重要と思ったことを空欄にメモしなが
ら講義を受けること.
 講義の進行
1. 前回の宿題の回収
2. 前回の講義内容のおさらい
3. 前回の講義内容に関連する小テスト (兼 出欠調査)
4. 今回の講義
5. 今回の宿題の出題
6. 今回までの内容に関する質問の受付 (授業前後)
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指定教科書 (必須)

工業力学:青木 弘・木谷 晋 共著,森北出版株式会社
本体価格 2,000円
 教科書の演習問題などを講義で参照するため,必ず講義
に持参してください
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成績評価と注意
 成績の評価方法
 宿題 (25点)+小テスト (25点)+中間試験 (25点)+期末
試験 (25点) で評価する
 採点においては,各解答過程を評価.分からなくても分か
るところまではきっちり書くこと.答えのみは0点.
 60点未満 (12T以前は50点未満) は 不合格.
 不合格のヤバさと,それに至る典型的パターン
 落とすと,ほぼ留年確定:Aコース  Bコース聴講不可,
往復の時間 / Bコース  時間割が詰まりすぎ
 レポートと小テストだけで50点を占めることを甘く見す
ぎて落とす学生が多い (予習・復習の重要性)
 途中でサボるとその先が一気につらくなる
 分からないくせに教員にも友達にも聞かない
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恐怖の実績データ
 昨年度までの実績は右の表 受講者中の単位取得者割合
の通りである.
Aコース Bコース
 昨年度は多少改善している
2011
76.7% 93.6%
が,たまたまその世代が
2012
69.8%
84.1%
優秀なだけの可能性もある
(特に難易度は変えてない)
2013
70.0% 76.6%
 不合格者の特徴
2014
86.2% 78.0%
 レポート提出をさぼる
 小テストが不出来 (復習に時間を使わない)
 この講義の性質上,復習に たっぷり 時間が必要
(講義時間だけで習得できるのはかなり頭のいい学生のみで,
基本的に復習の時間が習得のメインステージとなると心得よ)
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履修上の注意
 1年前期の教養の物理学「力と運動」を習得しているこ
とを前提に授業を行う.ほぼ毎回レポートおよび小テス
トを出すので,しっかり予習・復習を行うこと.
 中間試験終了後と期末試験の前の週ごろにアンケートを
実施するので,日頃からこのことを意識して受講してほ
しい (その際,必要な批判はきちんと行うこと).
 オフィスアワー:月曜2限,金曜6限 (ただし日立にいます)
 質問を躊躇しないこと.授業料を支払っているだけの
サービスを受けてよいのだから,遠慮した結果理解がで
きなくなってドロップアウトという事態は絶対に避ける
基本的に,Aコース:講義直後の昼休み,Bコース:授業前30分間
他に,希望に応じて別途時間を取ります.遠慮無く希望すること.
 E-mail:
(メモを)
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ホームページの活用
 講義において,講義ホームページを活用する.内容は以
下のとおり:
 連絡事項 (テストの実施場所など)
 各回に進んだ範囲
 実施した小テストとその模範解答・解説
 各回に出題した宿題
 教科書の章末問題のヒント集
 オリジナル練習問題とその模範解答・解説
 中間・期末テストの問題・模範解答・解説
 教科書の誤植
http://biorobot2.ise.ibaraki.ac.jp/inoue/lecture/im/
(メモってください)
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小テスト・宿題・テストにおける注意
 この講義では,テスト等における回答において,最終的
な答えは必ず数値化すること,および正しい単位を表記
すること.これをやらないと減点する.
また,有効数字は指示がない場合は3桁とする.
例)
4p
N = 3 cos
 ダメな例
3
N = -0.866 [Nm]
 OK
 単位の表記の際には,カギカッコでくくること.
 ベクトルは必ず太字で書くこと.
 レポートは A4版で提出すること.
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基本的な平方根の数値
 高校までで, 2 = 1.4, 3 = 1.7 のように,2桁で習って
いるかもしれないが,本講義では有効数字は 3桁.
少なくとも 2 = 1.41 , 3 = 1.73 と 3桁で計算する.
 「平方根 憶え方」などでググれば簡単に見つかる.
 2 ; 1.41421356 (一夜一夜に人見ごろ)
 3 ; 1.7320508 (人並みにおごれや)
 5 ; 2.2360679 (富士山麓オウム鳴く)
 7 ; 2.64575
(菜に虫いない)
 大学の工学部にいるのであれば, 2 = 1.4 とかはちょっ
とありえないと考えてください.
 というか,「精度」や「有効桁数」といったものに関す
る考えをしっかり持っておくことは,皆さんが将来作る
製品の品質に直結します.この講義を機に意識を!
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お説教的な…
 まず最初にお詫び:井上は教え方が上手ではありませ
ん.他の先生より分かりやすくもありません.
 講義の時間だけ井上の言うことを聞いていると工業力学
がいつのまにか理解できているというようなすばらしい
現象は,この講義に限っては,決して起こりません.
 授業改善の努力は続けていますが,一方で,大学とはど
ういうところか も理解してもらう必要があります.
 大学での勉強は小中高とは根本的に違います.学ぼうと
いう主体性のない人間が,口を開けて餌を待つような 受
け身の姿勢 でいても何も身につきません.「おい,早く
オレに分からせろ」という気持ちは捨ててください.
 将来何をしたいのか,そのために何を身につけなければ
ならないのかを踏まえ,主体的に 取り組んでください.
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お説教的な…
 つまり,講義の予習復習に長い時間を用意すること,
分からないときに質問をすることを面倒がらないこと.
 分かろうとする努力,これを我々は全力でサポートしま
す.一方で,分かろうとしていない人間に無理に理解さ
せるという趣旨の教育機関 (小中高) ではない というこ
とを理解してください.自分でやるしかないわけです.
 質問対応の時間 (活用してください)
 Aコース:授業後 (昼休み)
 Bコース:授業前30分間
※ ただし,提出前の宿題についてはあまり教えません.
ガイダンスは以上
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