Theoretische Physik 1 (Mechanik)
Theoretical Physics 1 (Mechanics)

Modul PH0005 [ThPh 1]

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom SS 2018 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
SS 2018SS 2017SS 2016SS 2011

Basisdaten

PH0005 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Grundlagen- und Orientierungsprüfung (Teil 2) im Bachelorstudiengang Physik
  • Module der Physik für Lehramtsstudierende

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
240 h 120 h 8 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH0005 ist Björn Garbrecht.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Koordinatensysteme, Inertialsysteme, Newtonssche Gesetze,
Bahnkurven, Kraft, Arbeit, kinetische Energie, Potentiale,
Systeme von Massenpunkten, Schwerpunkt, Drehimpuls und -moment,
Galilei Transformationen, nicht-inertiale Bezugssysteme,
Zwangsbedingungen und -kräfte, virtuelle Arbeit,
d'Alembertssches Prinzip,
Lagrange Gleichungen erster und zweiter Art,
Wirkungsprinzip,
Keplerproblem
Bewegung starrer Körper, Trägheitsmoment,
Kreisel, Präzession,
Schwingungen, Greenfunktionen, Normalkoordinaten,
Resonanz, Schwingungen eines Seils oder einer Membran,
Wellengleichung,
Hamilton Gleichungen (kanonischer Formalismus)
kanonische Transformationen, Poissonklammern

 

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul ist der/die Studierende in der Lage:
1. Die dynamische Formulierung von mechanischen Problemen zu verstehen
2. für mechanische Probleme den geeigneten Zugang auszuwählen und anzuwenden (z.B.: Lagrange 1. Art oder 2. Art besser/notwendig zur Lösung)
3. die Intepretation einer Dynamik aufgrund von energetischen Argumenten zu finden.

Voraussetzungen

PH0001, MA9201, MA9202

für Studierende des Bachelorstudiengangs Naturwissenschaftliche Bildung Mathematik / Physik: PH0001, MA1003, MA1004, MA1103, MA1104

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung: Frontalunterricht

Offenes Tutorium: Das offene Tutorium bietet die Gelegenheit zum Selbst und- Gruppenrechnen im Großgruppenformat. Betreut durch mehrere Tutoren bietet es die Gelegenheit zur Diskussion und Austausch.

Übung: Die Übungen sind ein Kleingruppenformat. In den Übungen werden die unter der Woche gerechneten Aufgaben von den Studierenden und einer/m wissenschaftlichen Mitarbeiter(in) an der Tafel vorgerechnet und besprochen. Die Übung bietet die Gelegenheit zur Diskussion und weitergehende Erläuterungen zum Vorlesungsstoff.

Medienformen

Tafelanschrieb bzw. Präsentation
Begleitende Informationen im Internet

Literatur

Standardlehrbücher der theoretischen Physik, z.B.:

  • T. Fliessbach, Mechanik, Springer Spektrum
  • H. Goldstein et al., Klassische Mechanik, Wiley-VCH Verlag
  • L.D. Landau, E.M. Lifschitz, Mechanik, Verlag Harri Deutsch
  • H. Stephani, G. Kluge, Klassische Mechanik, Spektrum Verlang
  • F. Scheck, Theoretische Physik 1: Mechanik, Springer-Verlag

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine schriftliche Klausur von 90 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Rechenaufgaben und Verständnisfragen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Aufstellen und Lösen der Euler-Lagrange-Gleichungen für ein System aus Massepunkten
  • Identifizierung der Symmetrien von physikalischen Systemen und Bestimmung der zugehörigen Erhaltungsgrößen

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.

Auf die Note einer bestandenen Modulprüfung in der Prüfungsperiode direkt im Anschluss an die Vorlesung (nicht auf die Wiederholungsprüfung) wird ein Bonus (eine Zwischennotenstufe "0,3" besser) gewährt (4,3 wird nicht auf 4,0 aufgewertet), wenn die/der Studierende die Mid-Term-Leistung bestanden hat, diese besteht aus dem Erreichen von mindestens 50% der Hausaufgaben-Bearbeitungspunkte

Allgemeine Hinweise zu Prüfungen im Rahmen von Grundlagen- und Orientierungsprüfung (Teil 2) im Bachelorstudiengang Physik

Die Prüfungen zu den Pflichtmodulen im ersten Studienjahr des Bachelorstudiengangs Physik unterliegen den Regeln der Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP). Jede dieser Prüfungen kann höchstens einmal wiederholt werden. Ist genau eine Prüfung der drei Prüfungen nach den Wiederholungsversuchen nicht bestanden, so wird ein Rettungsversuch gewährt, bei dem die Leistung noch auf 4,0 aufgewertet werden kann.

Studierende im Bachelorstudiengang Physik gelten Kraft FPSO zu den Modulprüfungen als gemeldet und müssen/können sich daher nicht selbst über TUMonline zu den Prüfungen anmelden. Bei Nicht-Erscheinen ist der Versuch nicht bestanden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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