Modulbeschreibung
Physik 1: Mechanik und Wärme
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
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haben die grundlegenden Zusammenhänge der Newton’schen Mechanik und der Wärmelehre in Form der Grundgesetze, der Erhaltungssätze und physikalischer Konzepte verstanden und können sie auf konkrete Situationen anwenden.
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können physikalische Situationen erfassen, physikalische Systeme modellieren, Modelle weiterentwickeln und verfeinern und qualitative und quantitative Ergebnisse aus den Modellen gewinnen.
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lernen die physikalische Denk- und Arbeitsweise als Teil der modernen Denk- und Arbeitsweise des Ingenieurs kennen und können diese anwenden. Dazu gehören Methoden wie das Experimentieren, das Modellieren bzw. Idealisieren und das Analogiedenken.
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können die gelernten Konzepte der Differentialrechnung aus Analysis 1 direkt in der Bewegungslehre anwenden.
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Zusätzliche Eingangskompetenzen:
Parallel sollte das Modul Analysis 1 sowie Elektrotechnik und Lineare Algebra 1 besucht werden.
Modultyp:
Bemerkungen:
Das Modul findet im Herbstsemester statt.
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Während der Unterrichtsphase:
Es werden 4 Kurztests geschrieben, von denen die besten 3 in die Zwischennote eingehen
Bewertungsart:
Gewichtung:
Es finden 4 Kurztest (Gewicht 30%) sowie eine abgesetzte Modulschlussprüfung statt (Gewicht 70%)
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- haben die grundlegenden Zusammenhänge der Newton’schen Mechanik und der Wärmelehre in Form der Grundgesetze, der Erhaltungssätze und physikalischer Konzepte verstanden und können sie auf konkrete Situationen anwenden.
- können physikalische Situationen erfassen, physikalische Systeme modellieren, Modelle weiterentwickeln und verfeinern und qualitative und quantitative Ergebnisse aus den Modellen gewinnen.
- lernen die physikalische Denk- und Arbeitsweise als Teil der modernen Denk- und Arbeitsweise des Ingenieurs kennen und können diese anwenden. Dazu gehören Methoden wie das Experimentieren, das Modellieren bzw. Idealisieren und das Analogiedenken.
- können die gelernten Konzepte der Differentialrechnung aus Analysis 1 direkt in der Bewegungslehre anwenden.
Modul- und Lerninhalt:
Mechanik
- Trägheitsprinzip, Aktionsprinzip, Reaktionsprinzip, Kräfte, Bezugsysteme
- Bewegungsgleichungen vektoriell (1D, 2D, 3D)
- Energieerhaltung, Impulserhaltung, Stösse, Drehimpulserhaltung
- Bewegung von Massepunkten und starren Körpern
- Analogien zwischen Translationsmechanik und Rotationsmechanik
- Rollen und Gleiten
Wärmelehre
- Temperatur, Wärme, Kalorimetrie
- Ideale Gasgleichung, elementare Zustandsänderungen, pV-Diagramme
- Erster und zweiter Hauptsatz der Wärmelehre
- Thermodynamische Maschinen
- Reale Gasgleichung, Phasenübergänge, pT-Diagramme
Lehr- und Lernmethoden:
Klassenunterricht mit Lehrvortrag, Übungen, Selbststudium, Gruppenarbeiten, etc.
Lehrmittel/-materialien:
Präsentationsunterlagen, online-Ressourcen (Applets)
Sammlung von Übungsaufgaben & Lösungen
Empfohlene weiterführende Literatur: Paul A. Tipler, Physik
Bemerkungen:
Die Unterrichtsprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind zum Teil auf Englisch.