Mekanikk (FYS100)

Innhold

Fysikk er en naturvitenskap, fokusert på en forståelse av de grunnleggende mekanismene og byggesteinene i verden rundt oss ved bruk av eksperimenter og matematisk modellering. Målet er å redusere systemer, som ved første øyekast virker svært komplekse, til deres elementære deler og deres interaksjoner, hvis oppførsel kan formuleres i form av enkle lover (reduksjonisme). Ordet enkel betyr her at disse lovene lar oss lage spådommer om den naturlige verden med mindre innsats enn å gjenskape det observerte systemet. Fysikere streber etter å identifisere blant de forskjellige fenomenene som finnes i den naturlige verden regularitet og dermed relasjoner som lar oss redusere beskrivelsen av våre omgivelser til grunnleggende prinsipper.

Fysikk består av to ingredienser, formuleringen av en modellhypotese om verden rundt oss, uttrykt i språket av matematikk og testing av slike hypoteser med eksperimenter. På dette kurset vil du trene ferdighetene som kreves for å bidra på begge områder. Du vil lære hvordan du kan beskrive oppførselen av mekaniske systemer som forekommer i verden rundt oss med matematiske modeller. F. eks. lineære bevegelsen og rotasjonsbevegelsen av massive kropper, oscillerende bevegelser eller bølgefenomener. På veien vil du møte noen av de mest grunnleggende lovene fysikere har identifisert: Newtons bevegelseslover og bevaringslovene for mekanisk energi, lineært impuls og drivmoment. Samtidig inkluderer forelesningen to laboratorieøvelser, hvor du skal sette opp, gjennomføre og analysere eksperimenter på lineær bevegelse og oscillerende bevegelse. Disse vil tillate deg å sette ut i praksis konsepter enheter, usikkerhet og hypotesetesting som vi vil diskutere i forelesningene.

Konkret vil vi dekke følgende temaer:

• Kinematikk,
• Vektorer,
• Newtons lover,
• mekanisk arbeid og energi,
• impuls og bevegelsesmengde,
• massesenter og treghetsmoment,
• rotasjonsbevegelse,
• spinnteoremet, drivmoment,
• statikk,
• harmoniske svingninger,
• dempede og tvungne svingninger,
• bølger

Læringsutbytte

Etter å ha fullført emnet skal studenten ha oppnådd følgende læringsutbytte:

Kunnskap

K1: Jeg kan huske sentrale begreper innen klassisk mekanikk, som Newtons bevegelseslover og bevaringslovene for mekanisk energi, impuls og drivmoment.

Ferdigheter

F1: Jeg har tilegnet meg en forståelse av Newtons bevegelseslover og kan anvende dem til å beskrive forskjellige mekaniske systemer.

F2: Jeg har utviklet ferdighetene til å anvende bevaringslovene for mekanisk energi, lineær impuls og drivmoment for å svare på spørsmål knyttet til bevegelsen til punktmasser og stive legemer.

F3: Jeg er i stand til å bruke Python til å løse Newtons bevegelseslover numerisk med Eulers metode i enkle situasjoner.

Generell kompetanse

G1: Jeg forstår verdien av å redusere kompliserte systemer til deres grunnleggende byggesteiner, hvis oppførsel jeg kan beskrive ved enkle matematiske relasjoner.

G2: Jeg har lært å bruke godt begrunnede tilnærminger for å få innsikt i verden rundt meg.

G3: Jeg har tilegnet meg evnen til å bruke matematikkens språk til å beskrive fenomener i verden rundt meg.

Forkunnskapskrav

Anbefalte forkunnskaper

Eksamen / vurdering

Vilkår for å gå opp til eksamen/vurdering

Seks av de ni obligatoriske innleveringene, samt to laboratorierapporter må være godkjent av faglærer innen 3 uker før eksamensdato for tilgang til eksamen kan gis.

Innleveringene vil omfatte alle sentrale elementer i emnets pensum og gi studenten trening i å arbeide med eksamensrelevante problemstillinger. Laboratorieøvelsene utfyller den teoretiske utdanningen av studentene, og lar dem anvende hovedkonseptene i kursplanen i en praktisk setting.

Fagperson(er)

Emneansvarlig:

Instituttleder:

Arbeidsformer

6 timer med forelesninger og 2 timer med regneøvelser pr. uke. Regneøvelsene gjennomføres sammen med studentassistenter. Av timene som er viet til øvelser, er totalt 8 timer avsatt til å gjennomføre laboratorieøvinger, under tilsyn av laboratorieingeniør og studentassistenter.

Undervisningsspråk: Engelsk

Åpent for

Emneevaluering

Litteratur