M002 – Physik

Modul
Physik
Physics
Modulnummer
M002
Version: 1
Fakultät
Maschinenbau
Niveau
Bachelor/Diplom
Dauer
2 Semester
Turnus
2 Semester, Start Wintersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr. rer. nat. Matthias Zschornak
matthias.zschornak(at)htw-dresden.de
Dozent/-in(nen)

Prof. Dr. rer. nat. Matthias Zschornak
matthias.zschornak(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Physik 1" ,"Physik 2"

Prof. Dr.-Ing. Rhena Krawietz
rhena.krawietz(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Physik 2"

Dr. rer. nat. Wolfgang Schneider
wolfgang.schneider(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Physik 2"

Dr. rer. nat. Robert Klemm
robert.klemm(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Physik 2"
Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Physik 1"

Deutsch
in "Physik 2"
ECTS-Credits

5.00 Credits
3.00 Credits in "Physik 1"
2.00 Credits in "Physik 2"
Workload

150 Stunden
90 Stunden in "Physik 1"
60 Stunden in "Physik 2"
Lehrveranstaltungen

6.00 SWS (5.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum)
3.00 SWS (3.00 SWS Vorlesung) in "Physik 1"
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Physik 2"
Selbststudienzeit

60.00 Stunden
45.00 Stunden in "Physik 1"
15.00 Stunden in "Physik 2"
Prüfungsvorleistung(en)
Keine
Prüfungsleistung(en)

Schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 100%
in "Physik 2"

Alternative Prüfungsleistung - Laborpraktikum
Wichtung: 0% | nicht benotet
in "Physik 2"
Lehrform
Physik 1:
  • Vorlesung mit Übungsanteil
  • fakultative Übung
  • Übungsaufgaben zum Selbststudium
Physik 2:
  • Vorlesung
  • fakultative Übung
  • Übungsaufgaben zum Selbststudium
  • Praktikum
Medienform
Physik 1:
  • wahlweise elektronische Tafel (Tablet), Präsenter oder Kreidetafel
  • Beamer, Power Point Präsentation
  • Vorlesungsexperimente und physikalische Simulationen
  • Skripte
  • Aufgabensammlung
Physik 2:
  • siehe Physik 1
  • zusätzlich: eigene Versuchsstände
Lehrinhalte/Gliederung
Physik 1:
  • Physikalische Messgrößen
  • Kinematik der ein-, zwei- und dreidimensionalen Bewegung
  • Newtons Gesetze der Bewegung
  • Arbeit, Energie und Leistung
  • Impuls und Mehrkörperprobleme, Schwerpunktsberechnung, Stoßprozesse (elastisch, inelastisch)
  • Dynamik der Drehbewegung des starren Körpers, Drehschwingung/Pendelschwingung, Drehimpuls, Kreisel
  • Mechanik deformierbarer Körper
  • Ruhende und strömende Flüssigkeiten und Gase
  • Beschleunigtes Bezugssystem, Gravitation, Himmelsmechanik
  • Schwingungen und Wellen, Interferenz, Gekoppelte Pendel
Physik 2:
  • Grundlagen Elektrodynamik, Gesetze, Ladungstransport
  • Elektrostatik, Stationäres Magnetfeld, Materie im E-/B-Feld
  • Instationäre Felder, Wechselstromkreis
  • Elektromagnetische Wellen, Elektrischer Schwingkreis
  • Grundlagen Optik, Reflexion/Transmission/Absorption
  • Beugung Spalt/Gitter, optische Instrumente, Auflösungsvermögen
Qualifikationsziele
Physik 1:
  • Fachkompetenz zu den behandelten Themen erwerben
  • Physikkenntnisse aus der Schulbildung aufgreifen und als Teilmenge der nun erworbenen Fachkompetenz erkennen
  • Mathematische Werkeuge, wie Vektorrechnung, Differenzialrechnung, Mehrfachintegration (z.B. Volumenintegrale, Linienintegrale) auf physikalische Fragestellungen anzuwenden
  • Die Bedeutung der Mathematik als Sprache der Physik für den Ingenieur zu erkennen
  • Interesse für analytische Lösungen physikalischer Probleme wecken und gleichzeitig die Vorraussetzungen für die Lösung physikalischer Probleme mit Hilfe der Informatik zu schaffen (Die Studierenden müssen nicht schwere Volumenintegale lösen können aber das Prinzip verstanden haben; dies versetzt Sie in die Lage, Algorithmen für Programme selbst zu erstellen oder deren Anwendung sicher zu verstehen.)
  • Die physikalischen Fachkenntnisse auf ähnliche Sachverhalte zu übertragen (z.B. mechanische Resonanz auf elektrische Resonanz)
  • Die Physik als ein entscheidenes Werkzeug des Ingenieurs im Maschinenbau zu erkennen
  • Nach Abschluss der Physik 1 Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage das Praktikum in der Physik 2 Veranstaltung mit der erforderlichen Selbstständigkeit durchzuführen.
Physik 2:
  • Selbstständiges Arbeiten
  • Den Zusammenhang zwischen unterschiedlichen Wellen (Mechanik, Akustik, Licht ) begreifen
  • Die Bedeutung optischer Geräte für die praktische Anwendung zu erfassen (Interferometer)
  • Interesse am eigenen Experimentieren zu wecken
  • Die erworbenen physikalischen Fachkenntnisse auf das Praktikum zu übertragen
  • Protokollanfertigung
  • Fehlerrechnung
  • selbständiges Nachdenken über Verbesserung der Versuchsaufbauten und die Versuchsdurchführung
  • Vergleich theoretisch ermittelter Werte mit experimentell gewonnen Daten (Literaturwerte hinzuziehen)
Sozial- und Selbstkompetenzen
Physik 1:
  • Kenntnis der eigenen  Schwächen und Stärken (Können meine Mathematikkenntnisse erfolgreich zur Lösung physikalischer Fragestellungen einsetzt werden)
  • Entwickeln von Neugierde und Motivation (Spaß an der Physik)
  • Entwicklung einer kritischen Haltung bei zu einfachen Ansätzen
  • Entwicklung einer offenen Haltung für berufs- und alltagsbegleitendes Lernen
  • Bereitschaft für unterschiedliche Lösungsansätze
  • Freude an der Diskussion physikalischer Probleme
  • Durch den Erwerb von Fachkenntnissen, das Selbstvertrauen zur eigenen Bearbetung von physikalischen Fragestellungen zu steigern
Physik 2:
  • Arbeiten in der Gruppe
  • Abstecken von Zielen
  • Kommunikation innerhalb der eigenen Zweiergruppe aber auch bei Problemen mit den anderen Praktikumsgruppen
  • Bei Zeitmangel wichtige Aufgaben (Messwerterfassung) zu priorisieren und Auswertungen auf später zu verschieben
  • Durch die Durchführung der Praktika, das Selbstvertrauen zur eigenen experimentellen Arbeit zu steigern
  • Anwendung von physikalischen Kenntnissen aus Langzeit- und Kurzgedächtnis
Besondere Zulassungsvoraussetzung
Keine Angabe
Empfohlene Voraussetzungen

Physik 1:

  • erweiterte Kenntnisse in Vektorrechnung
  • Differential- und Integralrechnung
  • Schulkenntnisse Physik

Physik 2:

  • siehe Physik 1
  • Inhalte der Physikvorlesung aus dem ersten Semester
  • sicherer Umgang mit dem Taschenrechner
  • Grundlagen der Fehlerrechnung
Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur
Physik 1:
  • Skript
  • Stroppe: Physik für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften, Hanser, München, 2018. ISBN 978-3446455337 ; Physik, Beispiele und Aufgaben, Hanser, München, 2020. ISBN 978-3446464063
  • Recknagel: Physik: Mechanik. Verlag Technik, Berlin, 1990. ISBN 978-3341003770 ; Physik: Schwingungen und Wellen, Wärmelehre. Verlag Technik, Berlin, 1990. ISBN 978-3341009825
  • Tipler, Mosca: Physik: für Studierende der Naturwissenschaften und Technik. Springer, Berlin Heidelberg, 2019. ISBN 978-3662582800
  • Müller: Übungsbuch Physik. Hanser, Leipzig, 2007. ISBN 978-3446407800
Physik 2:
  • siehe Physik 1
  • Recknagel: Physik: Elektrizität und Magnetismus. Verlag Technik, Berlin, 1965; Physik: Optik. Verlag Technik, Berlin, 1977.
  • Eichler, Kronfeldt: Das Neue Physikalische Grundpraktikum. Springer, Berlin Heidelberg, 2016. ISBN 978-3662490228
Aktuelle Lehrressourcen
Physik 1:

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Physik 1: https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/41587245074

Physik 2:

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Physik 2: https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/42918182912
Hinweise
Physik 1:
  • Alles weitere in der ersten Vorlesung!
Physik 2:
  • Hinweise zum Praktikum zusätzlich in der Praktikums-Einführungsveranstaltung zu Beginn des 2. Semesters !
Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/41587245074
Detailansicht schließen
© Modulux (Version 4.3)