Mekanikk

Emnet kan tas som enkeltemne.

Emnet gir en omfattende innføring i kinematikk og dynamikk av punktmasser i flere dimensjoner: inertialsystemer og akselererte referansesystemer; krefter og pseudokrefter; bevegelsesmengde, vinkelmoment og energi; svingninger; stive legemers dynamikk; gravitasjon og to-legemeproblemet. Videre omfatter emnet også en introduksjon til mekaniske bølger og spesiell relativitetsteori. Anvendelser omfatter for eksempel dagliglivets mekanikk, celest mekanikk, klimadynamikk og/eller fornybar energi.

Generell studiekompetanse + SIVING (Matematikk R1 og R2 + fysikk 1)

Lokalt opptak gjennom søknadsweb med søknadskode 9391 - enkeltemner i ingeniørfag.

Kunnskaper

• forstå grunnleggende begreper i Galileis og Newtons mekanikk og formulere Newtons tre lover
• forstå hvordan fiktive krefter oppstår i akselererte og roterende referansesystemer og hvordan sentrifugalkrefter og Coriolis-krefter manifesterer seg i naturen
• forstå begrepet mekanisk energi og skille mellom konservative krefter og ikke-konservative krefter
• formulere bevegelseslovene for translatorisk bevegelse og rotasjon til stive legemer
• kjenne til Keplers lover og baneligningen for satellittbevegelse
• kjenne til bølgeligningen for forskjellige mekaniske systemer
• beskrive og forstå grunnleggende bølgefenomener som bølgebevegelse, harmoniske bølger, den generelle bølgeligninga, elastiske bølger, trykkbølger i gasser, fasehastighet, interferens, gruppehastighet og dopplereffekt
• forstå behovet for å reformulere Galileis og Newtons relativitetsteori i form av Einsteins spesielle relativitetsteori
• forstå Euler og Euler-Cromers metode for numerisk løsning av differensialligninger

Ferdigheter

• løse problemer i punktmekanikk som innebærer integrasjo­­n og løsning av ordinære differensialligninger
• løse bevegelsesligningene for punktmasser i roterende referansesystemer
• bruke energikonservering til å løse mekanikkproblem, og identifisere situasjoner med friksjonskrefter, der energikonservering ikke kan benyttes
• løse bevegelsesligningene for stive legemer for enkle situasjoner, innebefattet rullebevegelse
• løse bevegelsesligningene for enkle satellitt- og planetbaner
• bruke Newtons gravitasjonslov til å etablere Keplers lover for planetbevegelser
• løse bevegelsesligningene for enkelharmoniske, dempede og tvungne svingninger
• analysere ulike problemstillinger innen bølgefysikk med matematiske metoder som involverer differensial- og integralregning
• gjøre beregninger med dopplereffekt, interferens, harmoniske bølger, fasehastighet og gruppehastighet
• avgjøre om en funksjon er løsning til bølgeligningen og bruke den i beregninger
• bruke Lorentz-transformasjonen og løse problemer knyttet til relativistiske fenomener som lengdekontraksjon, tidsdilatasjon og tap av samtidighet
• skrive programkode for numerisk løsning av differensialligninger som beskriver fysiske systemer som studeres i emnet, også når en inkluderer krefter som luftmotstand og dynamisk friksjon, og for simulering av partikkelbevegelse ut fra bevegelsesligninger og potensialer

Generell kompetanse

• erkjenne viktigheten av matematisk beskrivelse i fysikk
• erkjenne forskjellen mellom grunnleggende naturlov (falsifiserbar hypotese) og lover dedusert fra slike grunnleggende lover
• anvende innsikten i mekaniske konserveringslover til å lære om generaliseringa av disse lovene til elektromagnetisme og kvantemekanikk
• anvende kunnskapen om mekaniske potensialer og bølger til å lære om tilsvarende fenomener i elektromagnetisme
• samarbeide med medstudenter om å løse fysikkproblemer

Anbefalte forkunnskaper

FYS-0100 Generell fysikk, MAT-1002 Kalkulus 2

Du vil få en reduksjon i antall studiepoeng (som oppgitt under), dersom du avlegger eksamen i dette emnet og har bestått følgende emne(r) fra før av:

• FYS-111 Mekanikk 10 stp

Undervisnings- og eksamensspråk

Mer info om arbeidskrav

Kontinuasjonseksamen