Fysikaliska modeller

Mål

Kursens syfte är att behandla grundläggande delar av den klassiska mekaniken. Kursen ska ge kunskaper i att använda, bedöma och skapa modeller av förlopp relaterade till detta område av fysiken. Efter genomgången kurs ska studenten kunna modellera och analytiskt eller numeriskt beräkna grundläggande mekanikproblem med hjälp av rörelselagar, kraftlagar och därur härledda momentekvationer och energiprinciper. Vidare ska studenten kunna tillämpa fysikaliskt modelltänkande och experimentell problemlösning inom det aktuella området. Inom basgruppsmomentet ska studenten:

• Självständigt och i grupp kunna identifiera inlärningsbehov i relation till givna problem relaterade till terminens kurser.
• Samarbeta med kollegor både i lärande och i problemlösning, samt leda tekniska problemlösningssituationer kopplade till terminens områden.
• Bidra till diskussion och resultat i en basgrupp.

Innehåll

• Partikelmekanik: Kinematik: läge, tid, hastighet, acceleration, vinkelläge, vinkelhastighet, vinkelacceleration, rörelseekvationerna, och relativ rörelse. Kinetik: massa, rörelsemängd, kraft, rörelsemängdsmoment, kraftmoment, och Newtons kraftlagar. Arbete, kinetisk energi, effekt, konservativ kraft, potentiell energi, och bevarande av mekanisk energi.
• Partikelsystemmekanik och statik: Masscentrum, total rörelsemängd, rörelsemängdens bevarande, totalt rörelsemängdsmoment, rörelsemängdsmomentets bevarande, partikelsystems kinetiska energi, och tröghetsmoment. Jämvikt, statisk jämvikt, och gravitationscentrum.
• Mekanisk svängningsrörelse och vågrörelse: Amplitud, frekvens, våglängd, periodtid, och vinkelfrekvens. Våglängd, repetens, vinkelrepetens, fas, utbredningshastighet. Superposition, interferens, stående vågor.
• Modelltänkande: Modellskapandets komponenter idealisering, formalisering, beräkning och tolkning. Experimentell problemlösning. Hypotes, dimensionsanalys, mätning, och rimlighetsbedömningar.
• Muntlig presentation av ett tekniskt projekt inför grupp.