Insinöörifysiikka (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Aloitusluento 15.1. Kontaktiopetusta viikoittain viikoilla 3-18. Tarkempi aikataulu kurssin Itslearning-sivuilla.

Tavoitteet

• osaa soveltaa kansainvälistä suure- ja mittayksikköjärjestelmää teknisen tiedon tulkinnassa ja selittämisessä.
• ymmärtää kinematiikan ja dynamiikan peruskäsitteet (nopeus, kiihtyvyys, voima, kitka).
• Ymmärtää vapaakappalekuvien piirtämisen perustekniikat ja osaa soveltaa vapaakappalekuvia sekä Newtonin lakeja mekaniikan ongelmanratkaisussa.
• Osaa ratkaista suureyhtälöitä ja soveltaa vektorilaskentaa mekaniikan ongelmanratkaisussa.
• Ymmärtää työn, energian, tehon sekä hyötysuhteen käsitteet ja osaa analysoida mekaniikan ongelmia niiden avulla.
• osaa soveltaa työ-energia-periaatetta mekaniikassa.
• osaa analysoida törmäystilanteita liikemäärän ja impulssin käsitteitä hyödyntäen.
• Ymmärtää kemianteknisten mittausten kannalta olennaisimmat optiikan käsitteet ja tulokset.

Sisältö

• Suoraviivaisen liikkeen ja kaksiulotteisen liikkeen kinematiikka; kiihtyvyys, nopeus, vauhti ja sijainnin muutos.
• Voimat, vastusvoimat ja Newtonin lait
• Työ, energia, teho ja hyötysuhde
• Työ-energia-periaate
• Liikemäärä ja impulssi
• Optiikan perusteet

Oppimateriaalit

Joko kirja
Tekniikan Fysiikka 1
Suvanto
Julkaisija Edita
ISBN 978-951-37-3842-6

tai kirja
Insinöörin FYSIIKKA (AMK), Osa I
Hautala, Peltonen
ISBN 978-952-5191-26-4

Lisäksi käytetään Itslearning-järjestelmän kautta jaettavaa tukimateriaalia. Oppikirjan korvaaminen näiden materiaalien avulla vaatii kuitenkin hyvää valmiutta englannin kielellä opiskeluun tai erinomaisia matemaattisia valmiuksia.

Opetusmenetelmät

Sulautuva oppiminen, kontaktiopetus, tehtäväperustaisuus, itsenäinen opiskelu, tiimityö, sähköiset materiaalit ja tehtävät.

Kurssilla perehdytään insinöörityön perustana oleviin fysiikan perustaitoihin. Työskentelyssä ovat ohjatun ja sähköisiin materiaaleihin ja oppikirjaan perustuvan itsenäisen opiskelun lisäksi olennaisessa osassa laskuharjoitukset ja mittausharjoitukset. Laskuharjoituksia työstetään sekä itsenäisesti että pienryhmissä. MIttausharjoitukset soveltuvat myös itsenäisesti tehtäväksi.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Osakokeet 1 ja 2 toteutuksen aikana kampuksella

Toteutuksen päätyttyä kaksi uusintatilaisuutta, joissa voi uusia kumman tahansa osakokeista 1 ja 2.

Kansainvälisyys

Opintojakso toteutetaan lähiopetuksena kampuksella. Toteutus etenee viikkoteemoittan seuraavasti:
1. Opiskelijat tutustuvat itsenäisesti teeman aihepiiriin oppikirjan, opettajan tekemien opetusvideoiden ja erilaisten tukimateriaalien avulla (jaetaan Itslearningissä). Opettajan tekemät opetusvideot toimivat opintojakson luentoina.
2. Opiskelijat harjoittelevat viikkoteeman asioita tekemällä laskuharjoituksia itsenäisesti ja pienryhmissä. Laskuharjoitukset ovat Ville-järjestelmässä. Opiskelijat tekevät laskuharjoituksensa käsityönä samaan vihkoon tai muulla tavoin yhtenäiseksi kokoelmaksi fysiikan notaatiokäytöntöjen mukaisesti. Vastaukset syötetään Ville-järjestelmään, jossa oikeista vastauksista saa Ville-pisteitä.
3. Viikoittain on laskuharjoitustilaisuus, jossa opettaja ohjaa laskuissa ja neuvoo avoimeksi jääneissä kysymyksissä.
4. Opintojakson lopulla opiskelijat esittelevät laskuharjoitusvihkonsa opettajalle tai muulla tavoin saattavat tekemiensä laskuharjoitusten kokoelman opettajan arvioitavaksi. Fysiikan notaatiokäytäntöjen mukaisesti ja selkeästi esitetyistä laskuharjoituksista saa lisäpisteitä arviointiin.

Lisäksi tehdään pienryhmissä matkapuhelimen antureita hyödyntäviä mittaus- ja raportointiharjoituksia. Raportit mittausharjoituksista palautetaan ItsLearningiin. Vähintään kaksi kolmesta mittausharjoituksesta on saatava hyväksytysti suoritetuksi.

Opintojakso on viikkoteemojen lisäksi jaettu kahteen osaan, joista molemmista on oma osakokeensa. Osakokeita voi uusia kahdessa uusintakokeessa opintojaksototeutuksen päätyttyä.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Kurssin laajuus on 5 op, eli siihen kuuluva työmäärä on noin 135 h.
Kokeisiin ja niihin valmistautumiseen tarvitaan noin 25 h. Täten kurssin 10 viikkoteemaa varten on käytettävissä 110 h eli 11 h viikkoteemaa kohti, mikä jakautuu keskimäärin seuraavasti:
-Itsenäinen työskentely 5 h.
-Ryhmätyöskentely 3 h.
-Opetustilaisuuteen osallistuminen 3 h.

Lisätiedot

Esitietona tarvitaan joko
---Opintojakso Matemaattisten aineiden perustaidot tai
---Opintojakso Johdatus matematiikkaan ja fysiikkaan tai
---Opintojakso Insinöörimatematiikan perusteet tai
---Lukion matematiikan lyhyt oppimäärä ja perustiedot vektoreilla laskemisesta