Insinöörifysiikka (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Tämä kurssi käsittelee tieto- ja viestintätekniikan (ICT) kannalta oleellisen fysiikan perusteet ja esittelee näiden sovelluksia käytännön näkökulmasta. Kurssi koostuu kahdesta osasta ja näitä vastaavista osakokeista.

Osa 1: Mekaniikka 1/2024 - 3/2024
• SI-järjestelmän perusteet
• Liikeoppi: Liikeopin perusteet, liike 1-ulottuvuudessa, liike 2-ulottuvuudessa
• Voimat: Newtonin lait, voimat 1-ulottuvuudessa, voimat 2-ulottuvuudessa.
• Energia, työ ja teho
• Osakoe 1

Osa 2: Sähkömagnetismi 3/2024 - 4/2024
• Sähköstatiikan perusteet
• Tasavirtapiirit
• Kirchhoffin lait ja tasavirtapiirien sovelluksia
• Sähkömagnetismin perusteet ja induktio
• Sähkömagnetismin sovelluksia (esim. muuntaja ja vaihtovirta)
• Osakoe 2

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa:
- käyttää SI-järjestelmän mukaisia suureita ja yksiköitä
- ratkaista suoraviivaiseen ja heittoliikkeeseen liikkeeseen liittyviä tehtäviä
- tehdä ja tulkita graafisia esityksiä
- piirtää vapaakappalekuvan
- ratkaista Newtonin lakien avulla voimiin liittyviä ongelmia
- soveltaa työtä, energian ja liikemäärän sekä pyörimismäärän säilymislakeja ongelmien ratkaisuissa
- käyttää sähkö- ja magneettikenttiin sekä aaltoliikkeeseen liittyviä keskeisiä ominaisuuksia insinöörin työssä

Sisältö

- SI-järjestelmä
- kinematiikka
- kitka
- Newtonin lait ja niiden sovelluksia
- työ, teho jaenergia
- ympyrä- ja pyörimisliike
- Coulombin laki
- sähkökenttä, sähköpotentiaali
- kapasitanssi, varauksen ja magneettikentän vuorovaikutus
- Faradayn induktiolaki, induktanssi

Oppimateriaalit

Oppimateriaalina voi käyttää mitä tahansa aihealuetta sopivalla syvyydellä käsittelevää oppikirjaa. Alla on listattuna muutama esimerkki tällaisista oppikirjoista.

• Momentti 1, Insinöörifysiikka, Pentti Inkinen & Jukka Tuohi. Otava.
• Momentti 2, Insinöörifysiikka, Pentti Inkinen, Reijo Manninen & Jukka Tuohi. Otava.
• Lukion fysiikan oppikirjat, jotka käsittelevät mekaniikan ja sähkömagnetismin osa-alueita (menemme hieman syvemmälle, mutta näissä on riittävät perustiedot)

Näiden lisäksi käytämme kaavakirjoja. Kaksi hyvää esimerkkiä ovat:
• Tammertekniikka: Tekniikan kaavasto
• Otava: MAOL-taulukot
• Lisäksi kurssilla on meidän koostamamme hieman suppeampi kaavakokoelma (ei sisällä matematiikan kaavoja)

Lisäksi kurssilla on käytössä opettajan laatimaa oppimateriaalia, kuten luentodioja ja sähköistä materiaalia, jotka jaetaan ITSlearning työtilan kautta.

Opetusmenetelmät

Kurssilla käytetään seuraavia oppimismenetelmiä

• Lähiopetus: Luennoilla käydään läpi teoriaa sekä ratkaistaan yhdessä esimerkkitehtäviä. Teoria on liitetty osaksi ICT-alan käytännön sovelluksia teorian sallimissa rajoissa.

• Laskuharjoitukset: Laskuharjoituksissa pääpaino on opiskelijoiden omatoimisella työskentelyllä yksin tai ryhmässä. Näillä tunneilla on varattu aikaa kysymyksille ja kertaukselle sekä ongelmien ja tehtävien läpikäynnille.

• Omatoiminen opiskelu: vaikka laskunneilla on varattu aikaa kysymyksille, AMK painottaa omatoimiseen opiskeluun. Tavoitteena on opettaa opiskelijaa arvioimaan omaa osaamistaan, hakemaan tietoa sekä kertaamaan kurssin asioita omatoimisesti.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Kurssilla on kaksi osakoetta:
• Osakoe 1: vko 10
• Osakoe 2: vko 17-18

Uusintakoe järjestetään touko-kesäkuussa ja tarkempi ajankohta sovitaan osallistujien kanssa kurssin aikana.

Kansainvälisyys

Opintojaksolla käydään teoriaa ja hyödynnetään sitä käytännön ongelmien ratkaisuun. Kurssin pääidea perustuu insinöörin perustaitoihin ja niiden kehittämiseen. Tällaisia ovat ongelmanratkaisu, looginen ajattelu sekä tehtävien hahmottaminen yksinkertaistettuina tapauksina.

Kontaktiopetuksen lisäksi laskutunneilla on mahdollisuus käytännön harjoitteluun yksin tai pienemmissä ryhmissä. Opiskelijoilla on mahdollisuus jakaa omaa osaamistaan ja oppia muilta kurssilla vaadittavia taitoja.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Mikäli opiskelija haluaa suorittaa opintojakson näyttökokeella ilman kotitehtäviä, niin siitä on erikseen sovittava opettajan kanssa.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

5 opintopisteen kurssi vastaa laskennallisesti n. 135 työtuntia.

Alla on esitetty arvio tuntimäärästä, jos matematiikan ja fysiikan perusteet ovat hallussa. Siinä on myös huomioitu, että joskus on tarve kerrata matematiikan perustaitoja, kuten yhtälönratkaisua, tai sitten käydä läpi teoriatunnilla opetettuja asioita omatoimisesti.
• Kurssin luennot ja laskuharjoitukset 52h
• Kotitehtävien omatoiminen tekeminen 33h (3h / viikko)
• Teorian omatoiminen kertaaminen oppituntien lisäksi ja kokeisiin valmistautuminen 25h (1h / viikko + 5h / koe)

Esitietovaatimukset

Lukion lyhyt tai pitkä matematiikan oppimäärä
TAI
peruskoulun matematiikan oppimäärä ja ammattiopetuksen matematiikan opintojaksot
TAI
vastaavat tiedot ja taidot

Lisätiedot

Opintojaksolla tarvitaan laskinta (funktiolaskin, graafinen laskin tai CAS-laskin).

Opintojaksolla on läsnäolopakko vähintään 50% oppitunneista, koska kursseilla harjoitellaan kotitehtävien lisäksi myös erilaisia ratkaisustrategioita ja oppitunniella syvennytään pohtimaan teoriaa ICT-alan kannalta. Laskuharjoituksissa pohditaan kysymyksiä ryhmissä.

Kaikki käytännön asiat, kuten tarkempi arviointi, aikataulu ja keskustelupalsta, löytyvät ITSlearningistä.

Opettajan tavoittaa sähköpostilla tai ITSlearningin viesteillä.