Fysiikka (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojaksolla käsiteltävät sisällöt, oppikirjan otsikoiden mukaisesti, seuraavassa järjestyksessä:
Syksy
- Fysiikka ja mittaaminen: Suure- ja mittayksikköjärjestelmät. Merkitsevät numerot. Käytännön ohjeita.
- Suoraviivainen liike: Siirtymä, keskinopeus ja keskivauhti. Hetkellinen nopeus. Kiihtyvyys. Tasaisesti muuttuva liike.
- Käyräviivainen liike: Paikka- ja nopeusvektorit. Kiihtyvyysvektori. Heittoliike. Suhteellinen nopeus.
- Hiukkasen dynamiikka: Newtonin ensimmäinen laki. Newtonin toinen laki. Massa, painovoima ja paino. Newtonin kolmas laki. Newtonin lakien sovelluksia. Kitka.
Kevät
- Työ, teho ja energia: Työ. Teho. Liike-energia ja työ-energiaperiaate. Potentiaalienergia. Mekaanisen energian säilyminen.
- Liikemäärä ja Impulssi: Liikemäärä. Impulssi. Liikemäärän säilyminen. Törmäykset.
- Jäykän kappaleen pyörimisliike: Kulmanopeus ja kulmakiihtyvyys. Pyörimisenergia ja hitausmomentti. Momentti. Pyörimisliikkeen perusyhtälö.
- Liikemäärämomentti: Liikemäärämomentti. Liikemäärämomentin säilyminen.

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

Suositellaan:
INKINEN, Pentti, Jukka Tuohi. Momentti 1, insinöörifysiikka. Kustannusosakeyhtiö Otava.
Lisäksi suositellaan: Kaavasto- ja taulukkokirjat, SFS Online.

Opetusmenetelmät

Opintojaksolla käsitellään sen sisältöön liittyviä keskeisiä perusteita ja toimintatapoja sekä tavoitteisiin liittyviä tiimitehtäviä ja niiden esityksiä.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Ei tenttiä. Opintojakso koostuu osasuorituksista.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Lähi- ja etäopetus, ennakko- ja harjoitustehtävät, tiimitehtävät, tiimioppiminen, yksilöoppiminen, sähköinen oppimisympäristö.

Opintojaksolla kannustetaaan soveltamaan vastuullisuuden ja kestävän kehityksen periaatteita.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Toteutus ECTS mukaisesti.

Opiskelija käyttää aikaa sisällön läpikäyntiin sekä tehtävien ratkaisuun ja esittämiseen.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opiskelijan osaamista arvioidaan opiskelijatiimien saamien tiimitehtävien perusteella. Opiskelijan yksilöosaamisen arviointi tapahtuu tiimitehtäviä koskevien testien perusteella ja tiimiosaamisen arviointi tapahtuu tiimitehtävistä palautettavien esitysten perusteella.

Ensimmäisestä opintokokonaisuudesta on vain oppimispolkuna testit, jotka arvioidaan hyväksytty/hyvätty ja jotka on suoritettava omalla ajalla hyväksytysti, määräaikaan mennessä. Hyväksytty suoritus tarkoittaa 40 % jokaisesta testistä oikein.

Muiden opintokokonaisuuksien jälkeen pidettävillä tiimitehtäväsessioilla muodostuu kuhunkin tiimitehtäviin perustuva yksilö- ja tiimiarviointi. Näiden opintokokonaisuuksien testeistä saatava yksilöarvosana on 0...2 arvosanaa ja tiimitehtävien esityksistä saatava tiimiarvosana on 0...3 arvosanaa. Tiimitehtäväsessiolla opiskelijan kokonaisarvosana muodostuu näiden summana. Opiskelijan saama opintojakson arvosana muodostuu tiimitehtäväsessioiden kokonaisarvosanojen keskiarvona. Jokaisten tiimitehtävien testit ja palautukset kuuluvat opintojakson osaamistavoitteisiin ja ne on tehtävä kunkin tiimitehtäväsession aikana.

Hyväksytyn suorituksen arviointeja ei voi korottaa.

Arvioitavat kohteet (CDIO Syllabus)
1. Fundamental Knowledge and Reasoning (Perustiedot ja päättelytaidot)
2. Personal and Professional Skills and Attributes (Henkilökohtaiset ja ammatilliset taidot ja ominaisuudet)
3. Interpersonal Skills: Collaboration, Teamwork and Communication (Vuorovaikutustaidot: Yhteistyö, tiimityö ja viestintä)

Lisätiedot

Itslearning.