Physik (MSE)
Physics (MSE)

Das Modul vermittelt die Grundlagen der Experimentalphysik und gehört somit zur naturwissenschaftlichen Grundausbildung in den Ingenieurwissenschaften. Die Vorlesung deckt zusammen mit Teil II die folgenden Kapitel ab:

Einleitung, Messgrößen, Koordinatensysteme, das SI-Einheitensystem.
Beschreibung von Bewegungen.
Die Newtonschen Bewegungsgesetze.
Kräfte und Bezugssystems.
Arbeit und Energie.
Ausgedehnte Körper und Impuls.
Deformierbare Körper
Hydrostatik und Hydrodynamik
Schwingungen und Wellen.
Akustik.
Geometrische und Wellenoptik, Licht, optische Geräte.
Elektrostatik, Ströme, Gleichstromschaltkreise.
Magnetismus, Induktion, Wechselstromschaltkreise, Maxwell-Gleichungen.

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage:

1. allgemeine Grundlagen bezüglich der Methodik und von Messvorgängen in der Physik zu kennen,
2. die Bewegung von Massepunkten zu berechnen,
3. mit den Konzepten von Kraft, Arbeit, Energie und Impuls umgehen zu können,
4. die Dynamik starrer Körper zu berechnen,
5. die Grundlagen der Hydrostatik und Hydrodynamik anwenden zu können,
6. Schwingungen und Wellen zu berechnen,
7. die Grundlagen der Akustik anzuwenden,
8. die Grundlagen der geometrischen Optik und Wellenoptik anzuwenden,
9. ausgewählte optische Geräte und deren Funktion zu kennen,
10. Gesetzmäßigkeiten der Elektrostatik und Elektrodynamik zu berechnen,
11. Gleichstromschaltkreise zu analysieren,
12. die Grundlagen des Magnetismus anzuwenden,
13. Wechselstromschaltkreise zu analysieren,
14. die Maxwell-Gleichungen anzuwenden.

Grundkenntnisse der Physik und Mathematik (Gymnasium)

Vorlesung: Frontalunterricht mit Demonstrationsexperimenten
Übung: Der Vorlesungsstoff wird mittels Übungen vertieft. Dort werden die Lösungen der Übungsaufgaben erarbeitet und präsentiert, die auf die schriftliche Klausur vorbereiten sollen. Die Übung bietet die Gelegenheit zur Diskussion und weitergehende Erläuterungen zum Vorlesungsstoff.
Sprechstunde: Klärung weiterführender Fragen zur Vorlesungsinhalten in Einzelgesprächen mit Dozentin

Präsentation bzw. Tafelanschrieb,
Demonstrationsexperimente (Erklärungen zum Download),
Beispielvideos,
Vorlesungsmitschrift zum Download,
Übungsaufgaben (Fallbeispiele) und Lösungen zum Download

Paul A. Tipler, Physik für Wissenschaftler und Ingenieure
Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik
Ekbert Hering, Rolf Martin, Martin Stohrer, Physik für Ingenieure

Es findet eine schriftliche Klausur von 90 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Rechenaufgaben und Verständnisfragen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

• Aufstellen und Lösen der Bewegungsgleichung eines Massepunktes unter Einfluss verschiedener Kräfte.
• Berechnung von Schwingungszuständen.
• Bestimmung von optischen Abbildungen.
• Berechnung von Ladungsverteilungen oder elektrischen Schaltungen.
• Berechnung von Magnetfeldern.
• Durchführung einer Impedanzanalyse von Wechselstromkreisen.

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.