　地球惑星物理学演習I

2013年

科目名称(英文)	Exercise of the Earth and Planetary Physics I
講義題目
単位	2.0単位
授業科目区分	選択
学期	後期
対象学年	2学年
主任教員	吉田茂生
担当教員
授業の目的	物理数学，熱力学，力学に関連する演習問題を解かせ，基礎学力の涵養を図る．
キーワード
授業概要	各科目から，以下の内容について演習問題を課す．物理数学： (1) 複素平面 (2) Taylor級数 (3) Fourier級数，Fourier積分 (4) 1階1次常微分方程式 (5) 2階1次常微分方程式 (6) 変数分離法による偏微分方程式 (7) 複素関数の微分・積分 (8) 留数定理をもちいた定積分力学： (1) 質点の運動（放物運動，単振動・減衰振動・強制振動） (2) 重力の法則（エネルギー，中心力・万有引力） (3) 力のモーメントと角運動量熱力学： (1) 状態方程式 (2) 熱と仕事 (3) 熱力学第一法則 (4) 熱力学第二法則 (5) 熱力学的関数 (6) 閉鎖系の平衡条件 (7) 開放系の平衡条件 (8) 化学平衡定数 (9) 気体と分子運動
授業計画	以下の順序で演習問題を解いてゆく１　物理数学(1) 基本操作　①Taylor展開②複素平面③線形代数④常微分方程式２　力学(1) 運動方程式を直接解く　①重力下での運動②微小振動３　物理数学(2) 偏微分と完全型微分方程式　①偏微分②完全微分の積分③完全型微分方程式４　熱力学(1) 偏微分を使った計算　①状態方程式の偏微分②熱力学関数の偏微分③準静的断熱変化５　力学(2) エネルギー保存則　①１次元運動②２次元空間内の１次元束縛運動６　熱力学(2) 熱力学第１法則、第２法則　①サイクル機関②不可逆過程７　熱力学(3) 相平衡　①化学ポテンシャル②Clapeyron-Clausiusの式③気体分子運動論８　物理数学(3) 極座標　①２次元極座標②３次元極座標９　力学(3) 運動量と角運動量　①運動量保存則②角運動量保存則１０　物理数学(4) 偏微分方程式　①Fourier級数②変数分離法③Fourier級数の方法１１　物理数学(5) 複素関数　①微分と積分②留数定理を用いた定積分
授業の進め方	重要事項の復習の講義，受講者による問題演習，小テストから構成される．問題演習においては，受講者が問題の解答を板書し説明する．教員は受講者の解答や説明に誤りがあれば修正し，不足があれば補足する．
学修目標	受講者全員が物理数学，力学，熱力学の標準的・基礎的な問題については難なく解けるようになることを目標とする．
履修条件	地球惑星数学I・II，地球惑星力学，熱・統計力学を受講することが望ましい．
評価方法・基準	出席状況,演習問題の解答の状況,および小テストと期末テストによって評価する．
履修者への要望	講義が受動的な授業形態であるのに対し，演習は受講者の能動的な授業参加が求められる．受講者は，各自が与えられた問題を解き説明することによって，授業が成立することを明記してほしい．
教科書	問題集を配布する．
参考書	物理のための数学，和達三樹著，岩波書店考える力学，兵頭俊夫著，学術図書出版社熱力学，三宅哲著，裳華房
オフィスアワー	水曜日　演習終了後
備考