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Physik 1

Modulbezeichnung: Physik 1
Modulbezeichnung (engl.): Physics1
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2102
SWS/Lehrform: 4V+1U (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur
Zuordnung zum Curriculum:
E2102 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
E2204 Grundlagen der Elektrotechnik 2


[letzte Änderung 05.10.2019]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
- Kinematische Größen und ihre Zusammenhänge sicher kennen. Bewegungsgleichungen für verschiedene Bewegungen und bezüglich verschiedener Bezugssysteme aufstellen und daraus Lösungen ermitteln. Erlernen komplexe Bewegungen durch Anwendung von Superposition in Teilbewegungen zu zerlegen.
- Kraft und Impuls als physikalische Größen kennen und beherrschen mit diesen Größen Ursache, Zustand und Wirkung einer Bewegung zu erfassen. Modelle kennen, mit denen Reibung zwischen Körpern und von Körpern in Flüssigkeiten und Gasen beschrieben werden, und diese anwenden können.
- Drehmoment und Drehimpuls kennen und diese für die Dynamik der Drehbewegung nutzen. Die Analogien und Unterschiede zwischen Translation und Rotation kennen und wiedergeben können. Erfahren wie die Prinzipien vom Massenpunkt auf den starren Körpern übertragen werden können.
- Die Definitionen  von Arbeit, Leistung und Energie sicher beherrschen und die verschiedenen Einheiten für diese Größen kennen. Den Begriff der konservativen Kraft kennen lernen und erfahren wie dieser bei der Definition der potentiellen Energie  benutzt wird.
- Die Gravitationskraft als elementare Wechselwirkung  und Folgerungen aus deren Eigenschaft wie z. B. Gesetze von Kepler wiedergeben können.
- Impulserhaltung, Drehimpulserhaltung und Energieerhaltung als Methode beherrschen und an Beispielen wie z. B. beim mehrdimensionalen Stoß anwenden können.
- Ursachen von Schweredruck und Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen  kennen und die Folgerungen daraus wiedergeben können. Erfahren in welche Arten  Strömungen unterteilt werden können und wie diese erfasst werden. Strömungen ohne Turbolenzen mittels Gleichungen beschreiben und bestimmen.
- Temperatur und Wärmemenge als grundlegende Größen erfahren. Die Prinzipien und Folgerungen der kinetischen Gastheorie erläutern können. Hauptsätze der Thermodynamik wiedergeben können und davon Anwendungen kennen und erklären können.
- Einblicke gewinnen und wissen wo physikalische Gesetze und Methoden  im Alltag , in der Technik und insbesondere bei Sensoren angewandt  werden

[letzte Änderung 18.07.2019]
Inhalt:
Kinematik
Definition der kinematischen Größen bei der geradlinigen Bewegung,
geradlinige gleichförmige Bewegung, geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung, freier Fall,
nichtgeradlinige Bewegungen, insbesondere Kreisbewegung, schiefer Wurf, Schwingungen
Dynamik des Massenpunktes
Kraft und Impuls, Impulserhaltung, insbesondere elastischer und unelastischer Stoß, Newtonsche Gesetze,
Reibung,
Dynamik bei krummliniger Bewegung, insbesondere Kreisbewegung, Drehmoment und Drehimpuls, Drehimpulserhaltung,
Arbeit, Leistung, potentielle und kinetische Energie, Energieerhaltung bei konservativer Kraft,
Gravitationskraft
 
Dynamik des starren Körpers
Schwerpunkt und Trägheitsmoment eines starren Körpers, Gleichungen der Drehbewegung,
physikalisches Pendel, Torsionspendel,
Rotationsenergie, Kreisel
 
Mechanik der Flüssigkeiten und Gase
Schweredruck und Auftrieb in Flüssigkeiten,
Gesetz des Archimedes und Gesetz von Boyle Mariott,
Schweredruck und Auftrieb in Gasen, insbesondere der Atmosphäre,
laminare Strömung, insbesondre Kontinuitäts- und Bernoulli-Gleichung, Gesetz von Hagen Poisuellle
turbulente Strömung, Reynoldszahl
 
Wärmelehre
Temperaturbegriff, Messung der Temperatur, Wärmekapazität,
Phasenumwandlungen, Kinetische Gastheorie, Zustandsgleichung des idealen Gases, van der Waals-Gleichung, Zustandsänderungen,
Hauptsätze der Thermodynamik, Entropie, Kreisprozesse, Wärme-Kraft-Maschinen, Wärmeleitung, Strahlungsgesetze

[letzte Änderung 18.07.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Tafel, Skript, Präsentation

[letzte Änderung 13.12.2018]
Literatur:
Hering, Ekbert; Martin, Rolf; Stohrer, Martin: Physik für Ingenieure, Springer Vieweg, (akt. Aufl.)
Hering, Ekbert; Martin, Rolf; Stohrer, Martin: Taschenbuch der Mathematik und Physik, Springer Vieweg
Turtur, Claus Wilhelm: Prüfungstrainer Physik, Springer Spektrum

[letzte Änderung 18.07.2019]
[Mon May 25 22:08:38 CEST 2020, CKEY=e3E2102, BKEY=ei, CID=E2102, LANGUAGE=de, DATE=25.05.2020]