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. Momentin työ ja teho.
- 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

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.

Kansainvälisyys

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.

Lisätiedot

Itslearning.