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工学系の基礎力学－公式の意味を知る－
Basic Mechanics for Engineering Students －To Realize Meaning of Formulas－

神奈川大学教授　博士（理学）　田村忠久著

Ｂ５判／220頁／定価2750円（本体2500円＋税10％）／2019年10月発行
ISBN 978-4-7853-2269-4　 C3042

　本書は，工学部の初学年向けに行ってきた，著者の長年の講義経験に基づいて執筆された力学の教科書・参考書である．
　物理に苦手意識や不安を感じている学生でも基礎的なところから一つずつ理解を積み重ねていけるように，また逆に，基礎的なことばかりでは満足できない学生もその興味や意欲を失わないように，それぞれの習熟度に応じて学習できることを目指して執筆されている．
　本書が，物理を修得したいという人たちの一助になれば幸いである．

◆本書の特徴◆

● 章のはじめに「学習目標」と「キーワード」，章末問題の前に「まとめ」を設けた．
● 出発点を，用語の意味が理解できることと，力の図示ができるところからはじめた．
● 数学的な取扱いの説明に関しては，本文中において初出のところで基本からていねいに解説し，必要最小限の数学にとどめた．
● 式展開はできるだけ式変形が理解できるように段階的に行い，その本質を説明する図および解説を併記して理解しやすいようにした．
● 例題は，本文を理解するために必要な基本的なものを選んだ．
● 類題には，現実的な数値で計算を行う問題も取り入れて，実際の物理量を単位と共に実感できるようにした．
● 章末問題は，例題や類題に収まりきらないが一度は解いておくべき問題の他，腕試しができるように少し高度な問題も含めた．

サポート情報

◎ 本書に掲載した図版の下絵集 （神奈川大学のサイト，PowerPointファイル）
◎ 類題・章末問題詳細解答例　　 ◎ 刊行にあたって （pdfファイル）
◎ はじめに（pdfファイル）　　 ◎ 索引（pdfファイル）
◎ 正誤表 （pdfファイル）

目次（章タイトル）　　→ 詳細目次

1．運動の例
2．運動の表し方（１次元）
3．運動の表し方（３次元）
4．運動方程式
5．振動現象
6．運動量
7．仕事と力学的エネルギー
8．保存力と位置エネルギー
9．衝　突
10．質点の回転運動
11．剛体の運動
12．固定軸をもつ剛体の回転運動
13．剛体の慣性モーメント
14．重心から見た剛体の運動
15．見かけの力

詳細目次　　

はじめに（pdfファイル）

1．運動の例
　1.1　いろいろな運動
　　1.1.1　自動車の運動
　　1.1.2　指で物体を押す
　　1.1.3　エレベータの運動
　　1.1.4　独楽の回転運動
　1.2　単純な運動の分類
　第１章のまとめ

2．運動の表し方（１次元）
　2.1　位置（座標）
　2.2　速度
　2.3　微小量の割り算と微分
　2.4　加速度
　2.5　時間微分の記号「ドット」
　第２章のまとめ
　章末問題

3．運動の表し方（３次元）
　3.1　位置ベクトル
　3.2　速度ベクトル
　　3.2.1　平均速度
　　3.2.2　瞬間の速度
　　3.2.3　微小ベクトルの扱い
　　3.2.4　速度の大きさ（速さ）
　　3.2.5　速度の向き
　3.3　加速度ベクトル
　　3.3.1　速度変化
　　3.3.2　平均の加速度
　　3.3.3　瞬間の加速度
　第３章のまとめ
　章末問題

4．運動方程式
　4.1　運動の法則
　4.2　運動方程式の立て方
　4.3　運動方程式の使用例
　　4.3.1　重力に関する運動の例
　　4.3.2　摩擦力に関する運動の例
　4.4　２体問題
　　4.4.1　重心の運動
　　4.4.2　相対運動
　第４章のまとめ
　章末問題

5．振動現象
　5.1　ばね（弾性体）
　5.2　単振動（ばねにつけた質点の運動）
　　5.2.1　単振動の運動方程式
　　5.2.2　単振動の特殊解
　　5.2.3　単振動の一般解
　5.3　強制振動
　　5.3.1　強制振動の運動方程式
　　5.3.2　強制振動の特殊解
　　5.3.3　固有振動
　　5.3.4　強制振動の一般解
　5.4　減衰振動
　　5.4.1　減衰振動の運動方程式
　　5.4.2　減衰振動
　　5.4.3　過減衰
　　5.4.4　臨界減衰
　第５章のまとめ
　章末問題

6．運動量
　6.1　運動量
　6.2　運動方程式と運動量
　　6.2.1　運動量保存
　　6.2.2　力積
　　6.2.3　全運動量
　第６章のまとめ
　章末問題

7．仕事と力学的エネルギー
　7.1　力と仕事
　7.2　積分による仕事の求め方
　7.3　力学的エネルギーの基本事項
　7.4　仕事と力学的エネルギー
　　7.4.1　重力の場合
　　7.4.2　ばねの復元力の場合
　7.5　運動方程式と力学的エネルギー
　　7.5.1　力学的エネルギー保存
　　7.5.2　外力による仕事
　第７章のまとめ
　章末問題

8．保存力と位置エネルギー
　8.1　保存力
　　8.1.1　保存力がする仕事
　　8.1.2　保存力の性質
　8.2　位置エネルギー
　　8.2.1　位置エネルギーの求め方
　　8.2.2　位置エネルギーと保存力の関係
　8.3　万有引力
　第８章のまとめ
　章末問題

9．衝　突
　9.1　反発係数（はね返り係数）
　9.2　衝突における運動量保存とエネルギー保存
　第９章のまとめ
　章末問題

10．質点の回転運動
　10.1　外積（ベクトル積）
　10.2　角運動量
　10.3　回転運動の方程式
　　10.3.1　角運動量の時間変化
　　10.3.2　力のモーメント
　　10.3.3　回転運動の方程式の立て方
　　10.3.4　$z$ 軸周りの円運動と慣性モーメント
　10.4　中心力場
　　10.4.1　中心力
　　10.4.2　角運動量保存
　第10章のまとめ
　章末問題

11．剛体の運動
　11.1　剛体の位置と姿勢
　　11.1.1　自由度
　　11.1.2　自由な剛体
　　11.1.3　オイラー角
　11.2　剛体の並進運動（重心の運動方程式）
　　11.2.1　運動方程式
　　11.2.2　重力による位置エネルギー
　11.3　剛体の回転運動（回転運動の方程式）
　　11.3.1　剛体の全角運動量
　　11.3.2　回転運動の方程式
　　11.3.3　重力による力のモーメント
　第11章のまとめ
　章末問題

12．固定軸をもつ剛体の回転運動
　12.1　角速度ベクトル
　12.2　固定軸をもつ剛体の回転運動の方程式
　　12.2.1　$z$ 軸周りの回転における角運動量の $z$ 成分
　　12.2.2　$z$ 軸周りの回転における力のモーメントの $z$ 成分
　　12.2.3　$z$ 軸周りの回転運動の方程式
　12.3　固定軸をもつ剛体の運動エネルギー
　　12.3.1　回転の運動エネルギー
　　12.3.2　回転運動の方程式と回転の運動エネルギー
　第12章のまとめ
　章末問題

13．剛体の慣性モーメント
　13.1　慣性モーメントの求め方
　　13.1.1　剛体を有限な要素に分割する
　　13.1.2　要素を微小（無限小）にする
　　13.1.3　要素を１次元として扱う
　　13.1.4　要素を２次元として扱う
　13.2　慣性モーメントに関する定理
　　13.2.1　平行軸の定理
　　13.2.2　薄板の直交軸の定理
　第13章のまとめ
　章末問題

14．重心から見た剛体の運動
　14.1　重心から見た回転運動
　14.2　重心から見た剛体の運動エネルギー
　14.3　剛体の力学的エネルギー
　14.4　剛体の平面運動
　第14章のまとめ
　章末問題

15．見かけの力
　15.1　並進加速度系
　15.2　回転座標系
　第15章のまとめ
　章末問題

問題略解
索引（pdfファイル）