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, 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

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)

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)

Blatt 1 (PDF, 129 KB)

Blatt 2 (PDF, 143 KB)

Blatt 3 (PDF, 123 KB)

Blatt 4 (PDF, 222 KB)

Blatt 5 (PDF, 364 KB)

Blatt 6 (PDF, 1 MB)

Blatt 7 (PDF, 190 KB)

Blatt 8 (PDF, 233 KB)

Blatt 9 (PDF, 355 KB)

Blatt 10 (PDF, 122 KB)

Lösungen der Übungsblätter

Blatt 1 (PDF, 193 KB)

Blatt 2 (PDF, 164 KB)

Blatt 3 (PDF, 321 KB)

Blatt 4 (PDF, 277 KB)

Blatt 5 (PDF, 262 KB)

Blatt 6 (PDF, 1 MB)

Blatt 7 (PDF, 257 KB)

Blatt 8 (PDF, 207 KB)

Blatt 9 (PDF, 240 KB)