Phy111 Physik I
Inhalt und Unterlagen
Dieses Modul gibt eine Einführung in die klassische Physik, insbesondere der Mechanik der Punktmassen, starren Körper und Kontinua. Sie wird im FS fortgesetzt durch PHY121 Physik II, welche die Thermodynamik, Elektrodynamik und Optik umfasst.
Das Modul besteht aus einer Vorlesung (4 Lektionen pro Woche), wöchentlichen Uebungen (jede Woche zwei Stunden Besprechung). Das Modul wird mit einer Prüfung Anfang Januar abgeschlossen und ergibt im Total 8ECTS.
Lernziele: Am Ende der Veranstaltung sollten Studierende folgende Fähigkeiten erworben haben:
1. Die Newton'schen Prinzipien verstehen und anwenden können auf Systeme von Punktmassen
2. Die Ursprünge und Anwendungen der Energie- und Impulserhaltung kennen
3. Bewegungsgleichungen als Differenzialgleichungen aufstellen und lösen können.
4. Drehimpulserhaltung und Drehmomente auf die Beschreibung von Kreisbewegungen und Kreiseln anwenden können.
5. Beugungs- und Interferenz-Eigenschaften von Wellen kennen und auf Probleme anwenden können.
6. Den Einfluss von Viskosität und Kontinuität auf Strömungen quantitativ beschreiben.
7. Den Ursprung des internationalen Einheitensystems kennen und Probleme mit Hilfe von Dimensionsanalyse quantitativ lösen können.
Leistungsnachweis:
- genügende Note in der Schlussprüfung (schriftliche Prüfung am 11.Januar 2022, 14-16 Uhr im Hörsaal 04G30). Zusätzlich 60 % der Uebungen sinnvoll bearbeitet
Literatur:
Die in der Vorlesung gezeigten Folien sind unten verfügbar.
Ein Skript zu den Vorlesungen Physik I und II finden Sie hier (PDF, 39 MB)
Weitere Literatur:
- Demtröder, Experimentalphysik 1, Springer
- Feynman lectures Band 1, Addison-Wesley
- Ghertsen, Meschede, Physik, Springer
- Tipler, Physik
- Giancoli, Physik
- Halliday, Resnik, Walker, Halliday Physik
In der Vorlesung gezeigte Powerpoint Folien:
Einführung/Fehlerrechnung/Einheiten/Skalengesetze (PDF, 3 MB) (Version 18.10.21 - mit multiple choice Fragen)
Kinematik und Schwingungen (PDF, 1 MB) (Version 18.10.21 - mit multiple choice Fragen)
Kräfte, Impuls, Energie und Bewegungsgleichungen (PDF, 1 MB) (Version 29.10.21 - mit multiple choice Fragen)
Bezugssysteme, Zentralfelder, Drehimpulse (PDF, 596 KB) (Version 03.08.21)
Starrer Körper, Kreisel (PDF, 1 MB) (Version 19.11.21 - mit multiple choice Fragen)
Elastizität (PDF, 1 MB) (Version 11.08.21)
Strömungen (PDF, 3 MB)(Version 09.08.21)
Resonanz und Wellen (PDF, 30 MB) (Version 09.08.21)
Podcasts der Vorlesungen finden Sie finden Sie hier
Notizen aus der Vorlesung
Vorläufiger Plan Inhalt (in Semesterwochen):
Woche 1: Einleitung, Quantifizierung, Fehlerrechnung, Einheiten, Dimensionsanalyse, Skalengesetze.
Woche 2: Skalengesetze, Kinematik in einer, zwei und drei Dimensionen, Geschwindigkeit und Beschleunigung in kartesischen, Zylinder- und Kugelkoordinaten.
Woche 3: Kreisbewegungen, Periodische Bewegungen, harmonische Schwingungen, Fourier-Analyse;
Woche 4: Inertialsysteme, Trägheit, die Newton'schen Prinzipien, Reaktionskräfte.
Woche 5: Anwendungen der Newton'schen Prinzipien, Impulserhaltung, Kraftsösse
Woche 6: Impulserhaltung, Energie-Erhaltung
Woche 7: Arten von Kräften, Gravitation, Relativbewegungen
Woche 8: Drehimpulse, Drehmomente
Woche 9: Trägheitsmomente, Kreisel
Woche 10: Elastizität, mechanische Spannung und Dehnung; Elastizitäts-Tensoren, und -Module; Balkenbiegung
Woche 11: Oberflächenspannung, Kontinuitätsgleichung; laminare und turbulente Strömungen, die Gesetze von Hagen-Poiseuille und Kirchhoff,
Woche 12: Wirbelströmungen, gedämpfte und gekoppelte Schwingungen, Resonanz,
Woche 13: Wellengleichung, Akustik; Interferenz und Beugung;
Woche 14: Zusammenfassung, Fragestunde;
Übungsblätter
Näherungen für Naturkonstanten und zahlenmässige Rechnungen (PDF, 78 KB)
Einteilung der Uebungsgruppen (PDF, 26 KB)
Lösungen der Übungsblätter