10033 Mekanik og fysisk modellering

2024/2025

Kurset kan kun tages af studerende på "Fysik og Ingeniørvidenskab"- samt "Geofysik og rumteknologi"-bacheloruddannelserne.
Kursusinformation
Mechanics and Physical Modeling
Dansk
10
Bachelor
Polyteknisk grundlag (BSc), Fysik og Ingeniørvidenskab
Polyteknisk grundlag (BSc), Geofysik og Rumteknologi
Naturvidenskabelige grundfag, Fysik og Nanoteknologi
E2A (man 13-17) og F2A (man 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger, eksperimenter og grupperegning.
13-uger + 13-uger
F2A
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Der er en afsluttende fire timers skriftlig eksamen (70%) og et antal journaler (30%) over eksperimenter.
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
10001
100011001010011100181002010022100241002610028100501005210054100601006310065
Carsten Frouvne Knudsen , Lyngby Campus, Bygning 307, Tlf. (+45) 4525 3105 , cakn@dtu.dk
Martin Meedom Nielsen , Lyngby Campus, Bygning 307, Tlf. (+45) 4525 3226 , mmee@fysik.dtu.dk
Stefan Kragh Nielsen , Lyngby Campus, Bygning 309 , skni@fysik.dtu.dk
10 Institut for Fysik
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
At gøre den studerende fortrolig med mekanikkens grundbegreber og sætte den studerende 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.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil 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, massemidtpunktssætningen, arbejdssætningen, og impulsmomentsætningen.
  • Erkende når impuls, impulsmoment og total mekanisk energi er bevaret og anvende 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.
  • Udføre ikke-dimensionalisering for at simplificere ligninger og bestemme dimensionsløse parametre.
  • Anvende Lagrange formalismen til at udlede bevægelsesligninger for partikler og stive legemer.
  • Anvende dimensionsanalyse til at bestemme sammenhænge mellem fysiske størrelser.
  • Anvende computerprogrammer til at løse mere komplicerede problemstillinger, hvor en numerisk løsning er nødvendig for partikler og for stive legemer ved anvendelse af Newtons love, mm.
  • Foretage usikkerhedsvurderinger herunder anvendelse af fejlophobningsloven.
  • Planlægge og udføre eksperimenter, herunder håndtere dataopsamling, dataanalyse og at sammenholde resultater fra eksperimenter med modeller.
  • Skrive journaler over eksperimenter.
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). Centralbevægelse. Keplerbevægelse. Elementer af Lagrange og Hamilton formalismerne. Praktiske forhold omkring computersimulering, hvor der benyttes programmeringssproget Python. Anvendelse af usikkerhedsvurdering. Anvendelse af dimensionsanalyse og ikke-dimensionalisering.
Sidst opdateret
02. maj, 2024