At gøre den studerende fortrolig med mekanikkens grundbegreber og sætte ham/hende i stand til med analytiske metoder at løse simple mekaniske og tekniske problemer. Ved at kombinere anvendelse af analytiske metoder med computersimulering tilstræbes det at give den studerende en mere intuitiv forståelse af bevægelseslovene. Samtidig skal det med computersimulering være muligt at løse mere komplicerede og teknisk mere relevante problemstillinger. Der lægges gennemgående vægt på modellering som en proces og et værktøj.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Problemløsningsteknik, dvs. kunne analysere en problemstilling, planlægge og udføre løsning samt kontrollere resultatet .
Definere vigtige begreber i mekanisk fysik så som position, hastighed, acceleration, vinkelhastighed, impuls, impulsmoment, inertimoment, kinetisk og potentiel energi, massemidtpunkt, kræfter og fiktive kræfter.
Kende relevante fysiske love og deres afledede: Newtons love, gravitationsloven, massemidtpunktssætningen, arbejdssætningen, og impulsmomentsætningen. Newtons 2. lov, når fiktive kræfter indgår.
Genkende når impuls, impulsmoment og total mekanisk energi er bevaret og anvede bevarelseslovene til mekanisk problemløsning.
Anvende symbolsk matematik til at kunne løse simplere problemstillinger for partikler og stive legemer ved anvendelse af Newtons love, massemidtpunktssætningen, impulsmomentsætningen, bevarelsessætninger mm.
Udlede og forklare udtryk for tvungne og dæmpede svingninger, koblede svingninger, den svingende streng, centralbevægelse, keplerbevægelse, Bernoullis ligning og grundtvandsbølger.
Anvende Lagrange ligninger i det konservative tilfælde til at udlede bevægelsesligninger for partikler og for stive legemer.
Anvende analytisk mekanik i forbindelse med små svingninger.
Anvende computerprogrammer til at løse mere komplicerede problemstillinger, hvor en numerisk løsning er nødvendig for partikler og for stive legemer ved anvendels af Newtons love, mm.
Kursusindhold:
Newtons love og impulsmomentsætningen anvendt dels på partikler, dels på stive legemer. Arbejdssætningen, konservative og ikke-konservative kræfter. Stød. Introduktion af fiktive kræfter. Svingninger, koblede svingninger og introduktion til simple kontinuerte medier (svingende streng, væskestrømning). Centralbevægelse. Keplerbevægelse. Elementer af analytisk mekanik. Praktiske forhold omkring computersimulering, hvor der benyttes sproget Maple.
Litteratur:
Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, 12te udgave, ISBN-13: 978-0-321-50130-1 og noter.
Bemærkninger:
Kurset tæller som teknologisk liniefag for bachelorstuderende i Fysik og Nanoteknologi.
