機械力学Ⅰ

Dynamics of Machinery Ⅰ

専門教育科目

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工学部

1年

HETBA2MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2026年度後期

(Fall semester)

比嘉 昌

工学研究科

日本語

目標9

授業終了後・6504室

higa@eng.u-hyogo.ac.jp

1◎／2◎

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目標１:磨き続ける力

【講義目的】

　機械力学Ⅰは，力学基礎で習った力学の法則を用い，さまざまな機械振動を解析する能力を身に付けることを目標にしている。ニュートンの力学の法則そのものは簡単な式で表現できるが，それを自在に使いこなすことができるように，例題と演習を通して実戦的な解析能力を養うことを主眼に講義する。

【到達目標】

　フーリエ級数展開法，振動の指数関数表現の方法，および減衰のある線形1自由度振動系の自由振動と強制振動の解析法まで自在に使いこなせること。

【サブタイトル】
振動工学の基礎を学ぶ
【キーワード】
振動、複素数、運動方程式、フーリエ級数解析、ばね、ダンパ、自由振動、強制振動

【講義内容】
　機械力学とは、機械や構造物の動的な動きを取り扱う学問で、動力学の一分野と位置付けられる。動力学は、材料力学のような静力学に比べると、時間や慣性力というファクターが入ってくることから難しいと受け止められている。しかし、動力学は驚くほど少ない基本原理の上に成り立っている学問であり、論理的思考が身に着けば、少しの知識で広範囲の問題に応用できる。この授業では、動的問題を解析するのに必要な幾つかの数学的手法を学習する。複数の解法を修得し、問題に応じてそれらを使い分けることができるようになることが望ましい。多くの例題と演習を通して、動力学の基本法則が機械の振動問題を解くのにどのように使われるのかを学ぶ。
【授業計画】

第１回：質点系の運動、運動量保存の法則、剛体の釣り合い

第２回：角運動量保存の法則、剛体の運動、慣性モーメントの計算

第３回：機械力学の例題

第４回：単調和運動とうなり、調和運動の指数関数表現

第５回：離散フーリエ級数の演習・その１：サンプリング定理

第６回：離散フーリエ級数の演習・その２：フーリエ展開式の証明、フーリエ変換

第７回：微分方程式の解き方と複数ばねの等価ばね定数の計算法

第８回：減衰のない１自由度系の自由振動

第９回：減衰のある１自由度系の自由振動の取り扱い、対数減衰率

第１０回：前半の総括

第１１回：前半の総括

第１２回：１自由度減衰系の自由振動の例題と演習

第１３回：減衰のある１自由度系の強制振動 (過渡応答と定常応答)

第１４回：減衰のある１自由度系の強制振動 (周波数応答と振動伝達率)

第１５回：１自由度強制振動系の例題と演習

定期試験

対面

利用する場面を限定し許可

　生成AIの利用については担当教員の指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成AIを利用したことが判明した場合は、単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。生成AIの出力した内容については、事実関係の確認や出典・参考文献を確認・追記することが重要である。
　生成AIの利用にあたっては『本学の教育における生成AIの取扱いについて(学生向け)』の記載内容について留意すること。

資料配布

「理工系野基礎物理　力学」　学術図書出版社

【予習】授業資料の読み込み、演習問題解答作成（30h)
【復習】講義内容の理解を深め定着させるために授業資料の読み直し(30h)

該当しない

【成績評価の基準】講義目的・到達目標に記載された項目の到達度に基づき、Ｓ（90点以上）,Ａ（80点以上）,Ｂ（70点以上）,Ｃ（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】前半の総括までの内容 30点，定期試験 40点，演習問題レポート 30点の重みで合計して評価する。

講義中に行った課題や演習問題は、模範解答を講義内で解説する。
定期試験は、全体的な講評や模範解答をユニバーサルパスポートを使って示す。

代数学Ⅰ、解析学Ⅰ、力学基礎を履修しておくことが望ましい。

該当しない