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 02.12.21 - mit multiple choice Fragen)

Strömungen (PDF, 24 MB)(Version 10.12.21 - mit multiple choice Fragen)

Resonanz und Wellen (PDF, 99 MB) (Version 18.12.21 - mit multiple choice Fragen)

Podcasts der Vorlesungen finden Sie finden Sie hier

Notizen aus der Vorlesung

Woche 1 (PDF, 1 MB)

Woche 2_1 (PDF, 465 KB)

Woche 2_2 (PDF, 898 KB)

Woche 3_1 (PDF, 1 MB)

Woche 3_2 (PDF, 799 KB)

Woche 4_1 (PDF, 1 MB)

Woche 4_2 (PDF, 861 KB)

Woche 5_1 (PDF, 1 MB)

Woche 5_2 (PDF, 773 KB)

Woche 6_1 (PDF, 982 KB)

Woche 6_2 (PDF, 1 MB)

Woche 7_1 (PDF, 1 MB)

Woche 7_2 (PDF, 262 KB)

Woche 8_1 (PDF, 513 KB)

Woche 8_2 (PDF, 976 KB)

Woche 9_1 (PDF, 754 KB)

Woche 9_2 (PDF, 192 KB)

Woche 10_1 (PDF, 948 KB)

Woche 10_2 (PDF, 788 KB)

Woche 11_1 (PDF, 440 KB)

Woche 11_2 (PDF, 625 KB)

Woche 12_1 (PDF, 1015 KB)

Woche 12_2 (PDF, 817 KB)

Woche 13_1 (PDF, 710 KB)

Woche 13_2 (PDF, 1 MB)

Woche 14 (PDF, 2 MB)

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, 

Woche 12: die Gesetze von Hagen-Poiseuille und Kirchhoff, 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)

Lösungen der Übungsblätter

Prüfung HS21 (mit Lösungen) (PDF, 1 MB)