◎系所教育目標：
以符合國際觀兼具本土環境需求之教學理念、兼顧理論與實務之傳授，培育土木與水資源工程領域之高級人才，以因應國家公共工程建設及社會發展需求，提昇水土資源永續利用、國家經濟發展及全民福祉。 |
| ◎核心能力 | 關聯性 |
| 1.培養數學、科學及工程知識的能力。 | 5 關聯性最強 |
| 2.培養工程實務技術能力。 | 1 關聯性最弱 |
| 3.培養溝通協調分析能力。 | 2 關聯性稍弱 |
| 4.認識時事及社會責任與培養專業倫理及國際性思維。 | 1 關聯性最弱 |
◎本學科學習目標：
1. 以力學與電磁學相關的物理知識為核心, 了解自然科學及產業技術如何建構在物理定律上.
2. 了解科技的重要產物其設計與操作如何利用物理知識.
3. 練習思考技能, 包括理則思考分析、問題的解決、數學模型的建構、理論證明、問題的簡化方法、以及明確定義的設立.
4. 學習如何利用已知的物理知識, 儘量避免儀器設計、企業規畫及國家政策在自然科學層面上的基本錯誤.
5. 感受基本物理定律如何主宰宇宙萬事萬物的運行. |
| ◎教學進度： |
| 週次 | 主題 | 教學內容 | 教學方法 |
01
09/18
09/19 | 0. vector algebra
(向量代數)
1. measurements in physics
(測量) | 0.0 數學軟體的介紹;
0.1 scalars & vectors (純量與向量);
0.2 addition & subtraction of vectors (向量的加法與減法);
0.3 multiplication by a calar (向量的倍數);
0.4 basis vectors & components (向量基底與分量);
0.5 magnitude of a vector (向量的大小);
0.6 multiplications of vectors (向量的乘法);
1.1 distance, time, & mass measurements (距離, 時間, 與測量);
1.2 converting units (單位互換);
1.3 fundamental constants & dimensional analysis (基本常數與單位因次解析);
1.4 measurement, uncertainty, and significant figures (測量, 不確定度, 與有效位數). | 講授。 |
02
09/25
09/26 | 2. motion in one dimension
(一維運動) | 2.1 position & displacement (位置與位移);
2.2 velocity & speed (速度與速率);
2.3 acceleration (加速度);
2.4 1D motion with constant acceleration (1維運動與等加速度運動);
2.5 free fall (自由落體). | 講授。 |
03
10/02
10/03 | 3. motion in two dimensions
(二維運動) | 3.1 trignometry review (三角函數復習);
3.2 scalars & vectors (純量與向量);
3.3 velocity & acceleration in 2D (2維中的速度與加速度);
3.4 projectile motion (拋體運動);
3.5 uniform cirular motion (等速率圓周運動). | 講授。 |
04
10/09
(10/10 國慶日) | 4. force & Newton's laws of motion
(力與ㄋㄧㄨㄊㄣ運動定律) | 4.1 force & mass (力與質量);
4.2 Newton's laws of motion (ㄋㄧㄨㄊㄣ運動定律);
4.3 applications of Newton's laws (ㄋㄧㄨㄊㄣ運動定律的應用); | 講授、test。 |
05
10/16
10/17 | continued
(續上週)
test of Ch 2~3 (第2~3章隨堂開書測驗) | 4.4 friction & drag (摩擦與拖曳);
4.5 Newton's laws & uniform circular motion (ㄋㄧㄨㄊㄣ運動定律與等速率圓周運動).
test of Ch 2~3 (第2~3章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
06
10/23
10/24 | 5. work & energy
(功與能)
test of vector lagebra & Ch1 (向量~第1章隨堂開書測驗) | 5.1 work done by a constant force (定力作功);
5.2 work done by a variable force (變力作功);
5.3 kinetic energy & the work-energy theorem (動能與功能原理);
5.4 potential energy (位能);
5.5 conservation of mechanical energy (機械能守恆);
5.6 power (功率).
test of vector lagebra & Ch1 (向量~第1章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
07
10/30
10/31 | 6. momentum & collisions
(動量與碰撞) | 6.1 introduction to momentum (動量);
6.2 conservation of momentum (動量守恆);
6.3 collisions & explosions in 1D (1維碰撞);
6.4 collisions & explosions in 2D (2維碰撞);
6.5 centre of mass (質心).
(測驗暫停1週) | 講授。 |
08
11/06
11/07 | 7. oscillations
(振盪)
test of Ch 4 (第4章隨堂開書測驗) | 7.1 periodic motion (週期運動);
7.2 simple harmonic motion (簡諧運動SHM);
7.3 energy in simple harmonic motion (SHM的能量);
7.4 SHM and uniform circular motion (SHM與等速率圓周運動).
test of Ch 4 (第4章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
09
11/13
11/14 | 8. rotational motion
(旋轉)
test of Ch 5 (第5章隨堂開書測驗) | 8.1 rotational kinematics (旋轉運動學);
8.2 kinematic equiations for roational motion (旋轉方程式);
8.3 rotational & tangential motion (旋轉與切線運動);
8.4 kinetic energy & rotational inertia (動能與轉動慣量);
8.5 rolling bodies (滾動);
test of Ch 5 (第5章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
10
11/20
11/21 | continued
(續上週)
test of Ch 6 (第6章隨堂開書測驗) | 8.6 rotational dynamics (旋轉動力學);
8.7 mechanical equilibrium (機械平衡);
8.8 angular momentum (角動量);
8.9 rotational motion with vector quantities (旋轉運動與向量).
test of Ch 6 (第6章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
11
11/27
11/28 | 11. waves & sound
(波與音)
test of Ch 7 (第7章隨堂開書測驗) | 11.1 wave properties (波);
11.2 interference & standing waves (干涉與駐波);
11.3 sound waves (音波);
11.4 musical instruments & harmony (樂器與泛音);
11.5 the Doppler effect (ㄉㄛㄆㄌㄜㄦ效應).
test of Ch 7 (第7章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
12
12/04
12/05 | 15. electric charges, forces, & fields
(電荷, 電力與電場)
test of Ch 8 (第8章隨堂開書測驗) | 15.1 electric charges (電荷);
15.2 Coulomb's law (ㄍㄨㄌㄛㄥ定律);
15.3 Coulomb's law for multiple charges (多電荷時的ㄍㄨㄌㄛㄥ定律);
15.4 electric fields (電場);
15.5 charged particles in electric fields (電場中的帶電粒子).
test of Ch 8 (第8章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
13
12/11
12/12 | 16. electric energy, potential, & capacitors
(靜電能, 電位與電容)
test of Ch 11 (第11章隨堂開書測驗) | 16.1 electric potential energy (電位能);
16.2 electric potential (電位);
16.3 electric potential & electric field (電位與電場);
16.4 capacitors (電容);
16.5 dielectrics (介電質).
test of Ch 11 (第11章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
14
12/18
12/19 | 17. electric current, resistance, and circuits
(電流, 電阻與回路)
test of Ch 15 (第15章隨堂開書測驗) | 17.1 current & resistance (電流與電阻)
17.2 batteries: real & ideal (電池: 實際與理想)
17.3 combining resistors (電阻組合)
17.4 electric energy & power (電能與功率)
17.5 RC circuits (RC電路)
17.6 semiocnductors & superconductors (半導體與超導體)
test of Ch 15 (第15章隨堂開書測驗) | 講授、test。 |
15
12/25
12/26 | online class on 25th (25日非同步教學, 線上欣賞影片, 無面授課程)
test of Ch 16 on 26th (26日第16章隨堂開書測驗) | online class on 25th (25日非同步教學, 線上欣賞影片, 無面授課程)
test of Ch 16 on 26th (26日第16章隨堂開書測驗) | online class, test。 |
16
(01/01元旦)
01/02 | 18. magnetic fields & forces
(磁場與磁力)(測驗暫停2週) | 18.1 magnets, poles & dipoles (磁鐵, 磁極, 與磁矩);
18.2 magnetic force on a moving charge (移動電荷上的磁力);
18.3 applications of magnetic forces (磁力的應用); | 講授。 |
17
01/08
01/09 | continued
(續上週)(測驗暫停2週) | 18.4 magnetic forces on conducting wires (導線的磁力);
18.5 the origin of magnetism (磁力的起源);
18.6 magnetic materials (磁性物質). | 講授。 |
18
01/15
01/16 | test of Ch 17 & 18 on 15th of Jun
(1月15日第17~18章隨堂開書測驗) | test of Ch 17 & 18 on 15th of Jun (1月15日第17~18章隨堂開書測驗) | test。 |
◎課程要求：
每週參加隨堂開書測驗. 隨堂開書測驗在離開教室前要繳交, 已交卷的同學不要在教室中討論, 要補測的同學需提示正式假單或影本.
要能夠讀簡單的科學英文, 並能夠使用向量, 計算基礎的物理問題.
微積分相關的物理計算會提示在輔助教學平臺或部份上課投影片中, 但測驗時不要求. |
◎成績考核
小考70% : 隨堂開書測驗. 可使用英文詞典. 請自行攜帶掌上工程用計算機, 但勿以通訊道具上網, 也不要互相討論或傳紙條.
線上作業. 請於規定期限之前在輔助教學平臺上完成. 某些作業可以重複上傳, 請依輔助教學平臺上的指示. 30%
補充說明：Please always bring your scientific calculator and traditional-Chinese dictionary with you.
(每週有隨堂開書測驗, 請隨時攜帶工程用掌上計算機及英文詞典. 但勿以通訊道具上網, 也不要互相討論或傳紙條.)
* 科學日文列為獎分項目. |
◎參考書目與學習資源
text book: Essential College Physcics, by Andrew Rex & Richard Wolfson, 歐亞書局代理, 電話02-8912-1188, 傳眞02-8912-1166, 教師恕不處理訂書事宜.
* 同作者Richard Wolfson所著利用微積分技巧的Essentila University Physics列為參考或作業, 測驗時不含微積分. 注意訂書時不要訂錯. |