English

Kort om emnet - Hva lærer du? - Opptak og adgangsregulering - Forkunnskaper - Overlappende emner - Undervisning - Eksamen - Evaluering av emnet

Kort om emnet

Dette kurset gir en innføring i Newtonsk mekanikk samt spesiell relativitetsteori. Dette er grunnlaget for videre studier av fysikk. Du lærer om bevegelse i en, to og tre dimensjoner; Newtons lover; Kraftmodeller for gravitasjon, viskøs kraft og fjærkraft; Krumlinjet bevegelse og rotasjon; Bevegelsesmengde; Spinn og kraftmoment; Mangepartikkelsystemer og stive legemer; Spinnsatsen og massesentersatsen; Bevaringssatser for bevegelsesmengde, spinn, og mekanisk energi; Fiktive krefter; Enkel lineær elastisitetsteori; Spesiell relativitetsteori.

Hva lærer du?

Læringmål:

Etter kurset skal studenten kunne:

Bevegelse:

• Beskrive bevegelse (posisjon, hastighet og akselerasjon) i en, to og tre dimensjoner grafisk, matematisk og numerisk.
• Tolke grafiske og matematiske beskrivelser av bevegelse.
• Kjenne definisjonene av hastighet og akselerasjon som tidsderiverte av posisjon, og anvende definisjonene til å finne bevegelseslikningene.
• Anvende bevegelseslikningen til å finne bevegelsen til et legeme: med gitt hastighet eller gitt akselerasjon med både analytiske og numeriske metoder; med et vilkårlig uttrykk for hastighet eller akselerasjon med numeriske metoder; samt kunne løse og tolke bevegelseslikningen for dempet bevegelse og periodiske svingninger.

Newtons lover:

• Kjenne Newtons lover.
• Bruke et frilegeme-diagram til å finne kreftene som virker på et legeme eller et system av legemer.
• Anvende Newtons andre lov og massesentersatsen til å finne bevegelseslikningene for et legeme eller et system av legemer.
• Kjenne kraftmodeller for gravitasjon i homogent gravitasjonsfelt og Newtons generelle gravitasjonslov; Anvende disse til å finne bevegelseslikningene for et legeme.
• Kjenne kraftmodeller for en konstant kraft, luftmotstand og fjærkraft; anvende disse modellene som tilnærminger for mer generelle krefter.
• Anvende en vilkårlig oppgitt kraftlov til å finne bevegelseslikningene for et legeme.
• Anvende Newtons lover til å finne krefter for en gitt bevegelse, tolke gyldighetsområdet for en slik tilnærming, og anvende tilnærmingen til å diskutere snor- eller normal-krefter.
• Kjenne kraftmodeller for dynamisk og statisk friksjon; anvende modellene til å finne bevegelseslikningene for et legeme og løse bevegelseslikningene analytisk og numerisk.

Arbeid og energi:

• Kjenne definisjonen av mekanisk arbeid og relasjonen til mekanisk energi.
• Anvende arbeids-energiteoremet for kraftmodellene nevnt over.
• Kjenne definisjonen av potensiell energi og konservative krefter, kjenne potensialene for konstant kraft, fjærkraft og gravitasjonskraft.
• Anvende energibetraktninger til å løse problemer med konservative krefter, med ikke-konservative krefter som ikke gjør arbeid, samt med ikke-konservative krefter som gjør arbeid.
• Forklare hva et energidiagram er; anvende diagrammet til å finne likevektspunkter og skissere og tolke bevegelser i et energidiagram.
• Relatere potensiell energi til krefter.
• Kjenne definisjonen av effekt; anvende definisjonen til å finne effekten og løse problemer med gitt effekt.

Bevegelsesmengde:

• Kjenne definisjonen av bevegelsesmengde for et legeme og et system av legemer.
• Relatere bevegelsesmengde til impuls og midlere kraft i en kollisjon.
• Anvende bevaring av bevegelsesmengde på kollisjoner.
• Kjenne begrepet restitusjonskoeffisient, elastisk, uelastisk, og fullstendig uelastiske støt og anvende begrepene til å relatere begynnelses- og slutt-tilstanden i et støt.
• Kjenne og anvende rakett-likningen.

Mangepartikkel-systemer og stive legemer:

• Kjenne definisjonen av massesenteret for et mangepartikkel-system, finne massesenteret for enkle og sammensatte systemer ved bruk av parallell-akse teoremet, ved summasjon, integrasjon og ved numeriske metoder.
• Anvende massesentersatsen på samme måte som Newtons andre lov.
• Kjenne potensiell og kinetisk energi i et mangepartikkel-system, forstå og anvende energi-partisjonering i et mange-partikkelsystem.
• Kjenne potensiell energi for et mangepartikkel-system i et konstant kraftfelt og anvende energibevaring til å løse problemer med mangepartikkelsystemer.

Rotasjoner, spinn, og kraftmoment:

• Beskrive rotasjon av et stivt legeme i to og tre dimensjoner, anvende definisjonen av vinkelhastighet og vinkelakselerasjon til å finne bevegelseslikningene for et roterende legeme i to dimensjoner, og kunne løse bevegelseslikningene for rotasjonsvinkelen analytisk og numerisk på samme måte som for posisjon.
• Kjenne definisjonen av spinn, kraftmoment, og spinnsats (Newtons andre lov for rotasjonsbevegelse) for en punktpartikkel.
• Kjenne definisjonen av treghetsmoment for en punktpartikkel, for et mangepartikkelsystem, og for et stivt legeme.
• Regne ut treghetsmomentet for mangepartikkelsystemer ved summasjon, ved bruk av parallell-akse teoremet, ved analytisk og numerisk integrasjon.
• Anvende spinnsatsen (Newtons andre lov for rotasjonsbevegelse) om massesenteret og om et fast punkt for et mangepartikkelsystem og et stivt legeme til å finne bevegelseslikningene for legemet.
• Anvende bevaringssatsen for spinn på problemer om rotasjon og for kollisjoner med stive legemer og mangepartikkelsystemer.
• Kjenne potensiell og kinetisk energi for mangepartikkelsystemer og stive legemer.
• Anvende energi-betrakninger for bevegelser og kollisjoner.
• Relatere translatorisk og rotasjonsbevegelse for koblede systemer slik som rullende hjul.

Andre emner:

• Kjenne fiktive krefter i et roterende koordinatsystem, anvende fiktive krefter til å tolke og beregne krefter og bevegelse i et akselerert koordinatsystem med spesiell vekt på bevegelser ved jordoverflaten.
• Kjenne definisjonene av spenning og tøyning, Youngs modulus, og skjærmodulus; relatere det til krefter på legemer.
• Kjenne definisjonen av en hendelse (i tid og rom).
• Kjenne Lorentz-transformasjonene for posisjon og hastighet og anvende transformasjonene til å forklare lengdekontraksjons- og tidsdilatasjons-effekter.
• Kjenne til relativistisk masse og bevegelsesmengde.

Generelle ferdigheter:

• Anvende og vurdere bruken av flere løsningsstrategier for et konkret fysisk problem, innføre og vurdere tilnærminger til problemet og vurdere og drøfte gyldigheten av en løsning funnet ved en bestemt løsningsstrategi.
• Bedømme, vurdere, og tolke resultater fra analytiske og numeriske løsninger av et fysisk problem, sette resultatene i en fysisk sammenheng.
• Skrive programmer som løser bevegelseslikningen, visualisere løsningene, sammenlikne med forenklede, analytiske løsninger, og sammenfatte funnene.

Opptak og adgangsregulering

Studenter må hvert semester søke plass på undervisningen og melde seg til eksamen i StudentWeb.   

Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke opptak til våre studieprogrammer,  eller søke om å bli enkeltemnestudent.

Id eksisterer ikke i fellesteksten

Forkunnskaper

Obligatoriske forkunnskaper

I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav:

En av disse:

• Matematikk R1
• Matematikk (S1+S2)

Og en av disse:

• Matematikk (R1+R2)
• Fysikk (1+2)
• Kjemi (1+2)
• Biologi (1+2)
• Informasjonsteknologi (1+2)
• Geofag (1+2)
• Teknologi og forskningslære (1+2)

De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter. Les mer om spesielle opptakskrav.

Anbefalte forkunnskaper

MAT-INF1100 - Modellering og beregninger, MAT1100 - Kalkulus og INF1100 - Grunnkurs i programmering for naturvitenskapelige anvendelser. Det er meget sterkt anbefalt at studentene har full fordypning i fysikk (Fysikk 2)) fra videregående skole.

Overlappende emner

10 studiepoengs overlapp mot FYS-MEF1110 - Mekanikk for MEF (nedlagt), og mot det nedlagte emnet FY-ME100, som ble undervist for siste gang våren 2003.

Undervisning

Emnet går over et helt semester m/ 7-8 timer undervisning per uke (forelesninger, oblig-verksted og kollokvier/regneverksted). Det kreves innlevering av 5+1+5 obligatoriske oppgaver, og 3+1+3 må være bestått for å gå opp til eksamen. Studenter som har deltatt aktivt i undervisningen ved å avgi svar på mer enn 3/4 av klikker-spørsmålene på forelesningene vil få fritak for en obligatorisk innleveringsoppgave.

Adgang til undervisning

Id eksisterer ikke i fellesteksten

Eksamen

Avsluttende skriftlig eksamen (4 timer).
Det kreves innlevering av obligatoriske oppgaver som må være bestått for å gå opp til eksamen. Det gis 5+1+5 innleveringer. Studenter som har deltatt aktivt i undervisningen ved å avgi svar på mer enn 3/4 av klikker-spørsmålene på forelesningene vil få fritak for en obligatorisk innleveringsoppgave.

Hjelpemidler

Id eksisterer ikke i fellesteksten

Øgrim og Lian eller Angell og Lian: "Fysiske størrelser og enheter". Rottman: "Matematisk formelsamling". Godkjent kalkulator.

Eksamensspråk

Id eksisterer ikke i fellesteksten

Karakterskala

Emnet bruker karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om karakterskalaen.

Begrunnelse og klage

Du kan be om begrunnelse for eksamenskarakterene, og du kan klage over karakterfastsettingen eller over formelle feil ved eksamen. Les mer om begrunnelse og klage.

Adgang til ny eller utsatt eksamen

Id eksisterer ikke i fellesteksten

Dette emnet tilbyr ny eksamen i begynnelsen av påfølgende semester til kandidater som stryker eller trekker seg under ordinær eksamen.

Trekk fra eksamen

Id eksisterer ikke i fellesteksten

Tilrettelagt eksamen

En student som har en funksjonshemning og/eller kroniske eller akutte helseproblemer som fører til vesentlige ulemper i eksamenssituasjonen i forhold til andre studenter, kan søke om tilrettelegging ved eksamen. Mødre som ammer kan søke om tilleggstid på eksamen.

Evaluering av emnet

Tilbakemelding fra studentene våre er avgjørende for at vi skal kunne tilby best mulige emner og studieprogrammer. Vi gjennomfører fortløpende evaluering av dette emnet, og med jevne mellomrom ber vi studentene delta i en mer omfattende, periodisk evaluering av emnet.