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). 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, 4 MB) (Version 21.07.21)

Kinematik und Schwingungen (PDF, 2 MB) (Version 25.07.21)

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:  Kinematik in einer, zwei und drei Dimensionen, Geschwindigkeit und Beschleunigung in kartesischen, Zylinder- und Kugelkoordinaten.

Woche 3: Periodische Bewegungen, harmonische Schwingungen, Fourier-Analyse;

Woche 4: Inertialsysteme, Trägheit, die Newton'schen Prinzipien.

Woche 5: Reaktionskräfte, Impulssatz und Anwendungen der Newton'schen Prinzipien

Woche 6: Gravitation, Arten von Kräften, Impulserhaltung

Woche 7: Impulserhaltung, Energie-Erhaltung

Woche 8:  Relativbewegungen; Drehimpulse

Woche 9: Drehmomente, Trägheitsmomente, Kreisel 

Woche 10:  Der Zusammenhang zwischen Erhaltungssätzen und Symmetrien; Elastizität, mechanische Spannung und Dehnung

Woche 11:  Elastizitäts-Tensoren, und -Module; Balkenbiegung, Oberflächenspannung

Woche 12: laminare und turbulente Strömungen, Kontinuitätsgleichung, die Gesetze von Hagen-Poiseuille und Kirchhoff

Woche 13: gedämpfte und gekoppelte Schwingungen, Resonanz, Wellengleichung, Akustik

Woche 14:  Interferenz und Beugung; Zusammenfassung; 

Übungsblätter

Näherungen für Naturkonstanten und zahlenmässige Rechnungen (PDF, 78 KB)

 

Lösungen der Übungsblätter