Kursplan för |
|
FTF195 - Mekanik
|
| |
| Kursplanen fastställd 2016-02-15 av programansvarig (eller motsvarande) |
| Ägare: TKBIO |
|
|
6,0 Poäng |
| Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd |
| Utbildningsnivå: Grundnivå |
|
Huvudområde: Teknisk fysik |
|
Institution: 16 - FYSIK
|
Undervisningsspråk: Svenska
| Modul |
|
Poängfördelning |
|
Tentamensdatum |
|
Lp1 |
Lp2 |
Lp3 |
Lp4 |
Sommarkurs |
Ej Lp |
| 0102 |
Tentamen |
6,0hp |
Betygskala: TH |
|
|
|
|
6,0hp
|
|
|
|
31 Maj 2018 fm SB, |
07 Okt 2017 fm M, |
29 Aug 2018 fm M |
I program
TKBIO BIOTEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 1 (obligatorisk)
Examinator:
Universitetslektor
Carlo Ruberto
Gå till kurshemsida
Behörighet:
För kurser på grundnivå inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program där kursen ingår i programplanen.
Kursspecifika förkunskaper
Matematisk analys i en och flera variabler och linjär algebra motsvarande MVE460, MVE465 and MVE470
Syfte
Kursen ger förutom grundläggande kunskaper i mekanikämnet en möjlighet att träna och utveckla ett antal färdigheter. En insikt om mekanikens historiska roll som den först utvecklade exakta naturvetenskapen är viktigt för att förstå kvantmekanikens grunder. Mekaniken är vidare ett sätt att angripa problem och fenomen som rör makroskopiska kroppars rörelse, men även problem på molekylnivå kan ibland angripas med dess metoder. Kursen ger en träning i att använda matematiken som ett exakt språk med vars hjälp teorin och modellerna för olika fenomen formuleras samtidigt som man blir förtrogen med mekanikens begrepp och lagar. Mekanik är dessutom ett sätt att kommunicera med andra ingenjörer, då tillämpad mekanik ingår i större eller mindre grad i alla ingenjörers verksamhetsområden. Genom hela kursen används biologiska exempel, speciellt människokroppen, varför den även ger en ökad förtrogenhet att arbeta med mer komplexa system, ända ner på molekylär nivå.
Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)
Efter fullbordad kurs förväntas studenten
- ha en god förståelse för den Newtonska mekanikens grundbegrepp och principer.
- kunna översätta ett fysikaliskt problem till en matematisk modell.
- kunna analysera den matematiska modellen och tolka resultatet tillbaka till det fysikaliska problemet.
- förstå hur enkla fysikaliska modeller kan användas för att analysera biologiska system.
De grundbegrepp som kursen syftar till att introducera och tillämpa omfattar bland annat:
Kraftbegreppat: Studenten skall efter fullbordad kurs kunna rita ut de krafter som verkar på en kropp under olika betingelser och tillämpa denna kunskap på jämviktsproblem.
Dynamik: Studenten skall efter fullbordad kurs ha tillägnat sig metoder för att lösa Newtons endimensionella rörelseekvation i det allmänna fallet och kunna tillämpa dessa i de fall då den applicerade kraften beror av tiden, läget eller hastigheten.
Energilagen: Studenten skall efter fullbordad kurs ha erhållit förståelse för under vilka omständigheter energilagen är tillämpbar på mekaniska problem samt kunna tillämpa denna under dessa omständigheter. Begreppet potentiell energi är en viktig ingrediens i denna del av kursen.
Impuls och rörelsemängd: Studenten skall efter fullbordad kurs ha tillägnat sig begreppen impuls och rörelsemängd samt kunna tillämpa dessa på bl.a. stötproblem i en eller flera dimensioner.
Periodisk svängningsrörelse: Studenten skall efter fullbordad kurs kunna förstå under vilka betingelser en kraft ger upphov till en periodisk svängningsrörelse hos en kropp. Speciellt centralt i detta avsnitt är begreppet "harmonisk oscillator" samt färdigheten att kunna lösa den endimensionella rörelseekvaionen i detta fall.
Rotation kring fix axel: Studenten skall efter fullbordad kurs ha tillägnat sig förståelse för en stel kropps allmänna rörelse. Speciellt skall de begrepp som krävs för att studera den stela kroppens rotation kring en fix axel ha inhämtats. Analogin mellan partikelns endimensionella rörelse och den stela kroppens rotation kring en fix axel demonstreras. Rörelseekvationen i det senare fallet skall kunna uppställas och lösas i de vanligaste specialfallen. Begreppet rörelsemängdsmoment skall inhämtas och kunna tillämpas.
Innehåll
Undervisningen ges i form av föreläsningar, räkneövningar och laborationer. Viktiga inslag är vektoralgebra, kinematik, krafter, dynamik, system av partiklar, stela kroppen, rörelseekvationer, harmonisk svängningsrörelse, energilagarna, stela kroppens rörelse (speciellt kring fix axel) och impulsmomentlagen.
Organisation
Kursen ges i form av föreläsningar, räkneövningar och laborationer. Räkneövningarna är uppdelade i självverksamhet med handledning i mindre grupper samt storgruppsövningar där modellösningar till valda problem demonstreras.
Litteratur
Kurslitteraturen består av Mekanik I,
Statik och partikeldynamik, Nicholas Apazidis, upplaga 2:2
Examination
Skriftlig tentamen samt en obligatorisk laboration. Dessutom ges en frivillig deltentamen inom kursen .