Detaljer om emnet FYS101

FYS101 Mekanikk

English course Information

Søk etter andre emner

Viser emnet slik det undervises i studieåret med start i 2015 .

Emneansvarlige: Arne Auen Grimenes
Studiepoeng: 10
Ansvarlig fakultet: Institutt for matematiske realfag og teknologi
Frekvens: Årlig
Undervises på språk: NO
(NO=norsk, EN=Engelsk)
Undervises i periode:
Emnet starter i vårparallellen. Emnet har undervisning/vurdering i vårparallellen, .
Første gang: Studieår 2009-2010
Fortrinnsrett: -
Emnets innhold:

Fagstoffet gjennomgås tematisk på forelesninger, 4 timer pr uke.

Studentene arbeider med temaene på øvelser og i organiserte kollokvier i 4 timer pr uke, foruten selvstudium og fri kollokvering. Forventet arbeidsinnsats er 300 timer fordelt med 20 timer pr uke i 15 uker.

Emner:

  • Kinematikk og dynamikk: Partikkeldynamikk, partikkelsystemers mekanikk, todimensjonal dynamikk til stive legemer, bevaringslover (energi, bevegelsesmengde, spinn), fluidmekanikk.
  • Bølger: Mekaniske bølger og lydbølger. Periodiske bølger, bølgehastighet, energitransport i bølgebevegelse. Interferens, superposisjon, og grensebetingelser. Bølger på en streng. Svevninger. Dopplereffekt.
  • Relativitet: Fysiske lover i treghets-systemer, samtidighet, lengdekontraksjon og tidsdilatasjon. Lorentztransformasjoner. Relativistisk bevegelsemengde, energi og arbeid. Ekvivalensprinsippet. Dopplereffekten for elektromagnetiske bølger.
  • Gravitasjon: Newtons gravitasjonslov, potensiell energi i tyngdefelt, satelitt- og planetbevegelse. Keplers lover.
Læringsutbytte:

Forstå og kunne bruke de mekaniske prinsippene som danner grunnlaget for å vedlikeholde og forbedre teknologien i vårt moderne/industrielle samfunn samt grunnprinsippene innen utvikling, design og vurdering av ny teknologi og produkter.

Forstå hvordan mekanikk brukes til å modellere naturfenomener og forstå at grunnprinsippene i mekanikk er nødvendige for vurdering av miljøkonsekvenser.

Forstå hvordan enkle prinsipper kan brukes til å beskrive kompliserte fenomener i naturen.

Forstå og kunne bruke bevaringslovene (bevaring av energi, bevegelsesmengde og spinn), beskrive og beregne bevegelsen av partikler, to-dimensjonale stive legemer og svingende mekaniske systemer, forstå og kunne bruke grunnprinsippene innen fluidmekanikk.

Kunne formulere og løse matematiske modeller tilknyttet bevegelse og vekselvirkning mellom mekaniske systemer, fluidmekanikk og bølger.

Kunne beskrive ulike bølgefenomener både kvalitativt og kvantitativt. Forstå hvordan felles matematiske prinsipper brukes til å beskrive bølgefenomener og kunne bruke matematikken til å beskrive og regne på alle bølgens egenskaper f.eks. deres amplitude, periode, og energitransport .

Kvalitativt og kvantitativt beskrive, forstå og beregne de fysiske lovenes invarians i ikke-akselererte koordinatsystemer. Det innebærer å forstå og kunne beregne virkningen av relativiteten av samtidighet og til tidsintervaller og av fysikse lengder. Kjenne ekvivalensprinsippet og tidsbegrepet i den generelle relativitetsteorien.

Kunne Newtons gravitasjonslov og bruke den til å beskrive og beregne potensiell energi for gjenstander i et tyngdefelt, beskrive satelitters og planetenes bevegelse, forstå og kunne bruke Keplers lover på matematisk form.

Som helhet er kursets mål å bidra til at studentene skal forstå hvordan fysikk beskriver naturlige og menneskeskapte systemer og deres oppførsel. Studentene skal lære og forstå slike beskrivelser i et matematisk språk som forenkler og gjør det mulig å forutsi oppfølselen til slike systemer. Kurset skal gjøre studentene i stand til å tolke fysiske lover i matematisk språkdrakt . Studentene skal lære å bruke naturlover og formelverk til beregninger og analyser av sammensatte fysiske systemer.

Læringsaktiviteter:
  • Forelesninger - går gjennom sentrale begreper og teorier.
  • På øvingstimer vil studenten løse kvantitative og begrepsinnøvende oppgaver over temaer som er tatt opp i forelesningene.
  • Organiserte kollokvier (og øvingstimer) brukes til oppgavegjennomgang, bruk av grunnprinsippene på praktiske problemer og til å diskutere og ta opp faglige spørsmål med samfunnsrelevans, praktiske eksempler og til obligatoriske delprøver.
  • I oppgaveløsningen kan både analytiske løsninger og numerisk løsning på datamaskin inngå.

I alle undervisnings- og læringsprosesser er studentsamarbeid i tomannskollokvier sentralt

Læringsstøtte:
Alle studentervil bli plassert i kollokviegrupperforå samarbeide om innlæringen av faget med andre studenter. Studentene kan treffe foreleser utenfor den strukturerte undervisningstiden forgenerell faglig veiledningssamtale. Studentene kan kommunisere daglig (også anonymt) med foreleser og hjelpelærere gjennom kurssidene.
Pensum:

Standardlitteratur for kalkulusbasert mekanikk som Tipler, Serway, Young, Løvhøiden etc.

Navn på pensumbok legges ut på læringsplattform i god tid før emneoppstart sammen med en oversiktspensumliste.

Det vil foreligge en detaljert pensumliste for hvert tema/kapittel.

Forutsatte forkunnskaper:
Fysikk 1 fra videregående skole eller FYS100. R2 fra videregående skole og MATH111 og MATH112 (som tas parallelt).
Anbefalte forkunnskaper:
Fysikk 2 fra videregående skole
Obligatorisk aktivitet:
Obligatoriske innleveringsoppgaver.
Vurderingsordning:
Tre skriftlige prøver av maksimalt 1 times varighet. Middelkarakteren av de to beste av de tre prøvene teller 25 % av eksamenskakakteren. Skriftlig avsluttende prøve; 3,5 timer. Teller 75 % av eksamenskarakteren.
Sensor:
Ekstern sensor deltar sammen med intern sensor ved utformingen av eksamensoppgavene og sensorveiledningen. Ekstern sensor kontrollerer intern sensors vurdering av et tilfeldig utvalg kandidater som en kalibrering med visse mellomrom i henhold til instituttets retningslinjer for sensur.
Merknader:
-
Normert arbeidsmengde:

Pr. uke: 20 timer i 15 uker fordelt på

Forelesninger: 4 timer.Oppgavegjennomgang: 2 timer.Øvinger / regneverksted: 2 timer.Org. kollokvier: 2 -4 timer.Selvstudium (lesing og eksempelregning) 4-6 timer.Kollokvering (oppgaveløsing) 4-6 timer.

Totalt: 300 timer.

Opptakskrav:
Realfag
Undervisningstid:

Undervisningsperioden består av 13 uker (pluss 2 uker til eksamensavvikling). 

  • Forelesninger: 2 x 2 timer x 13 uker = 52 timer.
  • Oppgavegjennomgang: 1 x 2 timer x 13 uker = 26 timer
  • Regneøvelser: 2-4 timer x 13 uker = 26-52 timer.
Hjelpemidler ved skriftlig eksamen(er): Utdelt kalkulator Spesifiserte andre hjelpem.
Eksamensdetaljer: Langsgående vurdering: A - E / Ikke bestått