Framdriftsplan (pr 26.11.2015) FY1001/TFY4145 Mekanisk fysikk og TFY4109 Fysikk Høst 2015

Litteraturhenvisninger: YF = Young og Freedman (Sears and Zemansky’s University Physics 14. eller 13. utgave) LL = Lien og Løvhøiden (Generell fysikk for universiteter og høgskoler. Bind 1 Mekanikk) Mx = Motivasjonsforelesning nr x

Uke Tema  YF  LL
35 Størrelser og enheter. SI-systemet  1
Kinematikk  2, 3  1
Sirkelbevegelse  3.4  1.7, eks 1.6
Newtons lover  4, 5  2, 3
36 Fundamentale vekselvirkninger  5.5  2.1

Newtons gravitasjonslov Coulombs lov

Tyngde  4.4  2.5
Kontaktkrefter; normalkraft, snordrag  4.1  3
Friksjon  5.3  3.1
Anvendelse av Newtons lover  5  3

Eks: Snor rundt sylinder

37 Arbeid og energi  6, 7  4
Arbeid  6.1-6.3  4.1
Effekt  6.4  4.1
Kinetisk energi  6.2  4.2
Konservativ kraft  7.3  4.4
Potensiell energi  7.1-7.4  4.3-4.4
Mekanisk energibevarelse  7.1-7.3  4.5
Friksjonsarbeid  7.3  4.3
Eks: Tyngdefeltet  7.1  4.3

Eks: Gli på kvartsirkel

Impuls. Impulsbevarelse  8  5
Kollisjoner  8.3-8.4  5.3
Sentralt støt  8.2-8.4  5.3
Rakettprinsipp  8.6  5.4
38 Tyngdepunkt (Massesenter)  8.5  5.6, 5.8
Kontinuerlig massefordeling  Oppg 8.115, 8.116  6.1

Potensiell energi for partikkelsystem i tyngdefeltet

Tyngdepunktbevegelsen  8.5  5.8

Uke Tema  YF  LL
38 ROTASJON  9, 10  6 (5)
Sirkelbevegelse (delvis repetisjon)  9.1-9.3  1.8
Sylinderkoordinater  1.1
Rotasjonsenergi  9.4  6.4
Treghetsmoment  9.4  6.3
Kinetisk energi for stivt legeme  10.3  6.6
Beregning av I  9.6  6.3
Steiners sats  9.5  6.3
39 Rulling og sluring. Sykloide  10.3  6.7
Ren rulling på skråplan  10.3  6.8
Dreiemoment  10.1  5.5, 6.4
Dreieimpuls  10.5  6.6
N2 for rotasjon (”spinnsatsen”)  10.5  6.6

Bevaringslover for E, p og L

Dreieimpuls for stivt legeme 10.5 6.6

N2 rotasjon om akse med fast orientering

40 Arbeid og effekt ved rotasjon  10.4  6.4
Statisk likevekt  11.1 - 11.3  7.1
Eksempler, demonstrasjoner:  9, 10  5, 6

Snelle i likevekt Sluresnelle

Snooker  6.7
Presesjon  10.7  6.10
Piruett  10.6  6.5

Roterende foreleser

SVINGNINGER  14  9
Harmonisk oscillator  14.2  9.1-9.3
Energi i harmonisk oscillator  14.3  9.4
Dempet fri svingning  14.7  9.7
41 Motivasjonsforedrag:

M1: A. Håti og N. B. Arnfinnsdottir: Biologiens mysterier - fra en fysikers perspektiv M2: J. Linder: Can physics make you rich and famous? M3: J. Eidsvik: The value of information M4: S. Berg: Bildeveiledet behandling og ultralyd i nanomedisin - et innblikk i SINTEFs aktiviteter innen medisinsk teknologi i Trondheim

42 Tvungen svingning og resonans  14.8  9.9
Matematisk pendel  14.5  9.6
Fysisk pendel  14.6  9.6
BØLGER  15, 16, 11.4 10, 7.2

Innledning

Harmonisk bølge  15.2, 15.3  10.2
Transversal bølge på streng; bølgeligning  15.4  10.1
43 Bølgeligning (løsning)  15.4  10.1
Elastisitet  11.4  7.2
Longitudinale mekaniske bølger. Lyd  16.1, 16.2  10.6

Lydhastighet i gasser

Energi ved bølgeforplantning  15.5, 16.3 10.5, 10.6

Uke Tema  YF  LL
43 Effekt. Intensitet  16.3  10.5
Desibelskalaen  16.3  10.6
44 Bølgeforplantning i vilkårlig retning
Kulebølger. Sylinderbølger. Plane bølger  15.5, 16.3  10.5, 10.6
Refleksjon og transmisjon av bølge på streng  15.7  10.3
Stående bølger  15.7, 15.8, 16.4  10.3
Dopplereffekt  16.8  10.8
45 Interferens  15.6, 16.6  10.7
Svevning (Interferens i tid)  16.7  10.7
Dispersjon. Gruppehastighet  10.10

Overflatebølger på vann

GRAVITASJON  13  11
Keplers lover  13.5  11.5
Newtons gravitasjonslov  13.1  2.5, 11.1
Potensiell energi og gravitasjon  13.3  11.1
Satellittbevegelse  13.4
Potensial og felt  11.1
46 Potensial og felt fra massefordeling  13.6  11.2
SPESIELL RELATIVITETSTEORI  37  12
Michelson-Morley-eksperimentet  35.5  12 (s. 356)
Einsteins postulater  37.1  12.1
Samtidighet  37.2  12.5
Tidsdilatasjon  37.3  12.4
Lengdekontraksjon  37.4  12.4
47 Lorentztransformasjonene  37.5  12.2
Transformasjon av hastighet  37.5  12.3
Dopplereffekt for elektromagnetiske bølger  37.6  12.6

Relativistisk mekanikk:

Relativistisk impuls og energi 37.7, 37.8 12.7,12.8,12.10

Eksempler

48 Snikksnakk
49 Eksamensforberedelser man-tor 14.15-16.00 EL3

Siste ordinære forelesning: Tirsdag 24. november. Eksamen TFY4109: Mandag 14. desember kl 09.00 – 13.00. Eksamensform: 50 flervalgsoppgaver. Spørretime TFY4109: Fredag 11. desember kl 08.15 i auditorium R1.

Eksamen FY1001/TFY4145: Fredag 18. desember kl 09.00 – 13.00. Eksamensform: 45 flervalgsoppgaver. Spørretime FY1001/TFY4145: Torsdag 17. desember kl 08.15 i auditorium R1.

Litt om innholdet i regneøvingene på neste side:

Nr Uke Tema  YF  LL
Ø1 36 Vertikalt kast  2.4, 2.5, 2.6 1.4
Skrått kast i motbakke 3.3 1.5

(inkl plotting i PYTHON/MATLAB) Flervalgsoppgaver

Ø2 37 Sirkelbevegelse  3.4  1.7
Pendel  4, 5.4  3.4
Vertikal sirkelbevegelse  3.4, 5.4
Skråplan, friksjon  5.3  3.1
Ø3 38 Newtons lover. Friksjon  4, 5  2, 3

Målefeil Statikk: Form på klessnor (inkl iterativ løsningsmetode i PYTHON/MATLAB)

Ø4 39 Tyngdepunkt  8.5  6.1
Variabel masse: Rakett (PYTHON/MATLAB)  8.6  5.4
Ø5 40 Treghetsmoment  9.6  6.3

Dreiemoment. Dreieimpuls.

Rotasjonsenergi 9.4 6.4
Ø6 41 Mekanisk likevekt: Stupebrett  11.1-11.3 7.1
Mekanisk likevekt: Ball på vegg  11.1-11.3 7.1

Rotasjonsdynamikk og kollisjoner, dreieimpulsbevarelse Sluresnelle, Snooker

Ø7 42 Svingninger
Oktober  Numerisk øving: Matematisk pendel

PYTHON/MATLAB: Euler-metoden

Ø8 43 Transversal bølge på streng

Addisjon av harmoniske bølger Bølgepuls på streng

Num øving 44
Ø9 45 Lydbølger

Stående bølger Bølge på roterende stang

Ø10 46 Dopplereffekt. Svevning. Interferens.

Transmisjon og refleksjon av bølger PYTHON/MATLAB: Animasjon av reflektert og transmittert bølge Tyngdebølger på grunt og dypt vann

Ø11 47 Gravitasjon: Svingeperiode T (h)

Satellittbevegelse: Energiforhold Geostasjonær satellitt

Ø12 48 Spesiell relativitetsteori