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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．
知能システム工学科 井上 康介
E2棟 8階 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)
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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. ガイダンス
2. 力（力の定義，合力，分解）
3. 力の釣り合い（剛体と質点）
4. 重心（安定と不安定）
5. 剛体の運動 I (速度，加速度，相対速度)
6. 剛体の運動 II (ニュートンの運動法則，平面運動)
7. 中間試験
8. 中間試験解説
9. 衝突 (運動量と力積，運動量の保存)
10.仕事，エネルギー，動力 (力学的エネルギーの保存)
11.摩擦 (すべり・転がり摩擦，ブレーキ，軸受)
12.簡単な機械 (てこ，滑車，斜面など)
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授業計画
13.動力学：振動 I (単振動，いろいろな振り子)
14.動力学：振動 II (自由振動と強制振動)
15.演習
ただし，これは予定であり，実際には多少ずれる可能性あり (ていうか
ほぼ確実です．すいません)
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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
 レポート (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，途中点を重視するので，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
…お分かりいただけるだろ
2011
76.7% 93.6%
うか？
2012
69.8%
84.1%
 3割近くが落としている，
という事実は，よく考え
2013
70.0% 76.6%
るとかなり恐ろしい話
 不合格者の特徴
 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)
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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: [email protected] (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/im14/
(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)
N=
4p
3 cos
3
N = -0.866 [Nm]
 ダメな例
 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．
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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
現象を期待してはいけません．
 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…
 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．
 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．
以上
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