Utbildning

Kursplan för Mekanik baskurs

Mechanics Basic Course

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA105
  • Utbildningsnivå: Grundnivå
  • Huvudområd(en) och successiv fördjupning: Fysik G1F, Teknik G1F
  • Betygsskala: Underkänd (U), 3, 4, 5
  • Inrättad: 2008-05-13
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2018-02-26
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 30, 2018
  • Behörighet: Algebra och geometri eller motsvarande.
  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • använda vektoralgebra i tre dimensioner med olika baser, längd, addition och multiplikation av vektorer, skalärprodukt, vektorprodukt, för beräkningar inom mekanik.
  • använda skalärproduktens och vektorproduktens egenskaper, geometriska och fysikaliska tolkningar, deriveringsregler för vektorfunktioner, derivering av koordinater och basvektorer i olika koordinatsystem för beräkningar inom mekanik.
  • använda vektorbegrepp 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.
  • förklara och använda teorin inom den klassiska mekaniken, bestående av relationer mellan de fundamentala storheterna utgående från Newtons lagar, i enkla givna exempel.
  • tillämpa de fundamentala storheterna och den klassiska mekanikens teori genom att analysera fysikaliska förlopp och ställa upp matematiska modeller för statik och 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. 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.
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.
Accelererade referenssystem. Speciell relativitetsteori.
Mekanikens utveckling. Keplers lagar. Kort introduktion till svängningsrörelse och stela kroppars plana rörelse.
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.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 03, 2018

Bedford-Fowler: Engineering Mechanics, Dynamics, Fifth edition in SI -units, Addison-Wesley. ISBN: 981-06-7940-8.
Supplement: Mekanik I (särtryck ur "Statics" av Bedford-Fowler). Boken och supplementet säljs tillsammans i paket av bokhandlare i Uppsala.

Nordling-Österman: Physics Handbook, Studentlitteratur.