Mekanik baskurs
Kursplan, Grundnivå, 1FA105
- Kod
- 1FA105
- Utbildningsnivå
- Grundnivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik G1F, Teknik G1F
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 12 maj 2015
- Ansvarig institution
- Institutionen för fysik och astronomi
Behörighetskrav
Algebra och geometri eller motsvarande.
Mål
Efter godkänd kurs ska studenten kunna:
- redogöra för vektoralgebra i tre dimensioner med olika baser, längd, addition och multiplikation av vektorer, skalärprodukt, vektorprodukt, trippelprodukt.
- redogöra för skalärproduktens och vektorproduktens egenskaper, geometriska och fysikaliska tolkningar, deriveringsregler för vektorfunktioner, derivering av koordinater och basvektorer i olika koordinatsystem.
- redogöra för hur vektorbegrepp kan användas för att beskriva geometriska kvantiteter som kurvor, ytelement, och volymselement samt fysikaliska kvantiteter som hastighet, acceleration, kraft och kraftmoment.
- beskriva och förklara fundamentala storheter inom kinematik och dynamik för partiklar och partikelsystem i inertial respektive icke-inertialsystem.
- visa förståelse för teorin i den klassiska mekaniken, bestående av relationer mellan de fundamentala storheterna utgående från Newtons lagar, genom att förklara och använda teorin i enkla givna exempel.
- tillämpa de fundamentala storheterna och den klassiska mekanikens teori genom att analysera fysikaliska förlopp och ställa upp matematiska modeller för olika föremåls rörelse.
- visa analytisk problemlösningsförmåga vid mekaniska och tekniska tillämpningar samt bedöma resultatens rimlighet.
- genomföra fysikaliska experiment samt redovisa, förklara och försvara resultaten.
Innehåll
Geometri, trigonometri och vektoralgebra: vektoralgebra i tre dimensioner med olika baser, längd, addition och multiplikation av vektorer, skalärprodukt, vektorprodukt, trippelprodukt. Skalärproduktens och vektorproduktens egenskaper, geometriska och fysikaliska tolkningar, deriveringsregler för vektorfunktioner, derivering av koordinater och basvektorer i olika koordinatsystem. Kurvor, ytelement, volymselement. Rotationer, speglingar och ortogonala projektioner i planet och i rummet samt matriser för dessa operationer.
Tillämpningar på statik och geometri: kraft, kraftmoment, mm.
Partiklars kinematik beskriven med hjälp av olika koordinatsystem, kartesiska-, tangential/normal- samt polära koordinater.
Partiklars dynamik: Kraft, rörelsemängd, impuls, kraftmoment, rörelsemängdsmoment, impulsmoment, Newtons lagar.
Partikelsystem, masscentrum, Eulers lag för masscentrums rörelse. Masstransport, raketekvationen.
Arbete och energi. Energirelationer. Gradient och rotation.
Accelererade referenssystem. Speciell relativitetsteori.
Mekanikens utveckling. Keplers lagar.
Modeller för föremåls rörelse med tillämpningar.
Experimentellt arbete, laborationer, muntliga och skriftliga redogörelser.
Undervisning
Föreläsningar, lektioner, gruppövningar och laborationer. Gästföreläsning eller studiebesök.
Examination
Skriftlig tentamen vid kursens slut samt frivillig skriftlig kontinuerlig examination som kan ersätta delar av tentamen (9 hp). Laborationer med muntliga och skriftliga redovisningar (1 hp).
Övriga föreskrifter
Kursen kan inte tillgodoräknas i examen tillsammans med någon av kurserna Mekanik I 1FA101 eller Mekanik 1FA104.
Litteraturlista
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2023, version 2
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2023, version 1
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2022
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2020
- Litteraturlista giltig från och med vårterminen 2019
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2018
- Litteraturlista giltig från och med vårterminen 2018
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2015
- Litteraturlista giltig från och med vårterminen 2013
- Litteraturlista giltig från och med vårterminen 2012
- Litteraturlista giltig från och med höstterminen 2011