Mekanik II Ry

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 och rymdteknik som t.ex. för bandynamik och attityddynamik av rymdfarkoster. Kursen har stort fokus på problemlösning. Den behandlar även alternativa metoder inom den klassiska mekaniken.
• Efter genomgången kurs kan studenten:
• 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 med betydelse för rymdteknik.
• förklara vad tröghetskrafter är och redogöra för när sådana uppkommer.
• redogöra för dämpade, tvungna och kopplade svängningar samt förklara vad resonans innebär och vilka konsekvenser det kan få t.ex. för raketer.
• återge grundläggande principer för framdrivning av jet- och raketfarkoster.
• beskriva analytisk mekanik som en alternativ metod till Newtons lagar och förklara grundläggande begrepp samt redogöra för Lagranges 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, 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.
• lösa problem med centralkraftsrörelse, speciellt planet- och satellitbanor.
• lösa dynamikproblem för partiklar och stela kroppar med användande av analytisk mekanik:
• a) formulera Lagrangefunktionen för olika fysikaliska situationer;
• b) ställa upp rörelseekvationerna och lösa Euler-Lagranges ekvationer för mekaniska system med en eller flera generaliserade koordinater.
• beräkna massflöde och acceleration vid framdrivning av en raketfarkost.
• designa lösningar på mer komplicerade tekniska dynamikproblem genom att använda simuleringar.
• kommunicera modell och simulering i en väl strukturerad vetenskaplig rapport och/eller muntligt.
• Värderingsförmåga och förhållningssätt
• med ett naturvetenskapligt förhållningssätt, utvärdera om resultat är rimliga och argumentera kring sin egen konstruktion i en ingenjörsmässig/rymdtekniska tillämpning.