Mekanik II

Lärandemål

• Innehållet i kursen är en direkt fortsättning på tidigare mekanik och syftar till att studenten ytterligare ska bredda och fördjupa sina kunskaper i klassisk mekanik, vilket också blir en bas för vidare studier i fysik. Kursen har stort fokus på problemlösning. Den behandlar även alternativa metoder inom den klassiska mekaniken. Efter genomgången kurs kan studenten: 1. Kunskap och förståelse
• beskriva och formulera villkoren för kroppars jämvikt i tre dimensioner.
• redogöra för begrepp samt förklara och illustrera lagar inom tredimensionell klassisk partikel- och stelkroppsdynamik.
• förklara vad tröghetskrafter är och redogöra för när sådana uppkommer.
• redogöra för dämpade, tvungna och kopplade svängningar samt förklara vad resonans innebär och ge exempel på konsekvenser det kan få.
• beskriva analytisk mekanik som en alternativ metod till Newtons lagar och förklara grundläggande begrepp samt redogöra för Lagranges och Hamiltons ekvationer.
• Färdighet och förmåga
• bestämma villkoren på krafter för kroppars jämvikt i tre dimensioner.
• lösa problemställningar för kroppars rörelse i tre dimensioner d.v.s. beräkna rörelse och göra beräkningar utifrån translaterande, accelererande och roterande koordinatsystem; använda Newtons lagar; centralkraftsrörelse; energimetoder; rörelsemängdsmoment; tröghetsmatrisen; Eulers ekvationer för gyroskopisk rörelse samt analysera dämpade, tvungna och kopplade svängningar.
• beräkna krafter som uppstår i enkla roterande mekaniska system p.g.a. dynamisk obalans och bestämma hur dessa kan minskas genom balansering.
• lösa dynamikproblem för partiklar och stela kroppar med användande av analytisk mekanik:
• a) formulera Lagrange och Hamiltons funktioner för olika fysikaliska situationer; b) formulera teoretiska modeller med lagrangefunktionen och hamiltonfunktionen; c) ställa upp rörelseekvationerna och lösa Euler-Lagranges ekvationer för mekaniska system med en eller flera generaliserade koordinater.
• lösa mer avancerade dynamikproblem analytiskt och numeriskt.
• sammanfatta, presentera och kommunicera beräkningar och slutsatser skriftligt och/eller muntligt så det är lätt att följa.
• Värderingsförmåga och förhållningssätt
• klargöra begränsningar i analytiska modeller av verkliga mekaniska system och avgöra när numeriska metoder behöver användas.
• kritiskt granska beräkningar och simuleringar av dynamikproblem, tolka resultat, dra slutsatser om rimlighet och jämföra metoder.
• med ett naturvetenskapligt förhållningssätt, argumentera om resultat och beräkningar är rimliga och kan anknyta till ingenjörsmässiga tillämpningar.