Fysiikka (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Aloitusluento viikolla 3. Opetus viikoittain viikoilla 3-17. Tarkempi aikataulu kurssin Itslearning-sivuilla.

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
• Kulmanopeus, kulmakiihtyvyys, kiertokulma, ratanopeus, tangentiaalikiihtyvyys ja normaalikiihtyvyys
• Ympyräradalla pysymisen ehdot
• Vääntömomentti, hitausmomentti ja liikemäärämomentti
• Pyörimisliikkeen perusyhtälö

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija
• 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 pyörimisliikkeen peruskäsitteet ja osaa soveltaa niitä pyörimisliikkeen kinematiikan analysointiin
• Ymmärtää vääntömomentin, hitausmomentin ja liikemäärämomentin käsitteet ja osaa soveltaa pyörimisliikkeen perusyhtälöä niiden analysointiin.

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
• Kulmanopeus, kulmakiihtyvyys, kiertokulma, ratanopeus, tangentiaalikiihtyvyys ja normaalikiihtyvyys
• Ympyräradalla pysymisen ehdot
• Vääntömomentti, hitausmomentti ja liikemäärämomentti
• Pyörimisliikkeen perusyhtälö

Oppimateriaalit

Kurssin aiheet löytyvät ilmaisesta kirjasta
College Physics for AP® Courses 2e
openstax.org/details/books/college-physics-ap-courses-2e

Suomen kielitaidon kehittyessä opiskelija voi käyttää kirjana
Tekniikan Fysiikka 1
Suvanto
Julkaisija Edita
ISBN 978-951-37-3842-6

tai

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

Lisäksi käytetään Itslearning-järjestelmän kautta jaettavaa tukimateriaalia.

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. Laskuharjoituksia työstetään sekä itsenäisesti että pienryhmissä.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

-Osakokeet 1 ja 2 kurssin aikana kampuksella
-Kurssin päätyttyä kaksi uusintatilaisuutta, joissa voi uusia kumman tahansa osakokeista 1 ja 2.

Kansainvälisyys

Opintojakso toteutetaan lähiopetuksena kampuksella. Kurssi etenee viikkoteemoittain seuraavasti:
1. Opiskelijat tutustuvat itsenäisesti teeman aihepiiriin oppikirjan, opetusvideoiden ja erilaisten tukimateriaalien avulla ennen luentoa (jaetaan Itslearningissä).
2. Opiskelijat ottavat osaa luentokertaan, jossa teoria omaksutaan aiheeseen soveltuvilla monipuolisilla oppimistekniikoilla.
3. Opiskelijat harjoittelevat viikkoteeman asioita tekemällä laskuharjoituksia itsenäisesti ja pienryhmissä. Laskuharjoitukset ovat Ville-järjestelmässä. Opiskelijat tekevät laskuharjoituksensa samaan vihkoon tai muulla tavoin yhtenäiseksi kokoelmaksi fysiikan notaatiokäytöntöjen mukaisesti. Vastaukset syötetään Ville-järjestelmään, jossa oikeista vastauksista saa Ville-pisteitä.
4. Viikoittain on laskuharjoitustilaisuus, jossa opettaja ohjaa laskuissa ja neuvoo avoimeksi jääneissä kysymyksissä.

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.

Viikkoteemojen lisäksi kurssi on jaettu kahteen osaan, joista molemmista on oma osakokeensa.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Kurssin laajuus on 5 op, eli siihen kuuluva työmäärä on noin 135 h.
Kokeisiin ja niihin valmistautumiseen sekä Ville-tehtäviin tarvitaan noin 15 h. Täten kurssin 12 viikkoteemaa varten on käytettävissä 120 h eli 10 h viikkoteemaa kohti, mikä jakautuu seuraavasti:
-Itsenäinen työskentely ja pienryhmätyöskentely 7-8 h
-Opetustilaisuuteen osallistuminen (vinkkivideot ja tukitilaisuudet keskimäärin) 2-3 h.