Mekanikk (FYS100)

Innhold

Den klassiske mekanikk ble utviklet av Newton på 1600-tallet med sikte på å beskrive bevegelsen til hverdagsobjekter. Sentrale begreper er krefter som virker mellom objekter og bestemmer deres akselerasjon, som beskrevet av Newtons tre bevegelseslover. Krefter gir grunnlag for å definere størrelser som energi, momentum og spinn, som viser seg å tilfredsstille egne bevaringslover. Denne enkle, men ekstremt effektive formalismen kan deretter brukes på baller, biler, fjærer, skip, raketter, planeter, væsker, faste stoffer og det meste annet i verden rundt oss.

Dette emnet gir en introduksjon til klassisk mekanikk; først uttrykkes deler av fysikkpensum i vgs med mer avanserte matematiske verktøy og for mer komplekse applikasjoner; deretter introduseres nye og effektive konsepter og metoder for å angripe translasjons- og rotasjonsbevegelser i 2 og 3 dimensjoner.

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 dette emnet, skal studenten:

Kunnskap

K1: Ha god kunnskap om sentrale begreper innen klassisk mekanikk, inkludert kinematikk, krefter, Newtons lover og bevaring av energi, momentum og spinn, for punktpartikler og stive legemer.

K2: Ha kunnskap om hvordan fysikk bruker matematiske modeller for å beskrive den fysiske verden, og hvordan disse verifiseres, justeres og falsifiseres gjennom eksperimenter og observasjoner.

Ferdigheter

F1: Kunne anvende begrepene og bevegelseslovene på et bredt spekter av mekaniske systemer, og eksplisitt utlede deres fysiske egenskaper.

F2: Kunne sette opp mekaniske problemer i et kvantitativt matematisk formelspråk, og omvendt kunne tolke et matematisk resultat i en fysikksammenheng.

Generell kompetanse

G1: Ha kunnskap om hvilken rolle forenkling, modellering og tilnærming spiller i beskrivelsen av den fysiske verden, og kunne vurdere styrken av en tilnærming eller antakelse.

Forkunnskapskrav

Matematikk på et nivå tilsvarende R1 (S1+S2).

Anbefalte forkunnskaper

Elever med R2 eller/og Fysikk 1 fra vgs vil kunne kjenne igjen deler av stoffet, men dette er ikke et krav. Det anbefales å ta MAT100 før eller samtidig med dette emnet.

Eksamen / vurdering

Vilkår for å gå opp til eksamen/vurdering

6 av 9 obligatoriske oppgaver må være godkjent for å få tilgang til eksamen.

Det kreves 75% oppmøte på regneøvelser for å få tilgang til eksamen.

Fagperson(er)

Emneansvarlig:

Instituttleder:

Arbeidsformer

6 timer forelesninger + 2 timer regneøvelser per uke. Regneøvelser gjennomføres under veiledning av studentassistenter.

Undervisningsspråk: Engelsk. Eksamensspråk: Engelsk. Innleveringene og eksamen kan besvares på engelsk eller norsk.

Åpent for

Emneevaluering

Litteratur