Physik und Systemwissenschaft in Aviatik: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 11. Januar 2008, 11:19 Uhr

Lernziele

Die Studierenden

  • entwickeln eine persönliche und reflektierte Arbeitstechnik.
  • können Ihre Ergebnisse mündlich und schriftlich zielgruppengerecht präsentieren.
  • kennen die Grundprinzipien der Physik der dynamischen Systeme und können diese auf Fragestellungen aus der Luftfahrt anwenden.
  • beherrschen die System Dynamics systemdynamische Modellbildung und Simulation.
  • können komplexe Fragestellungen analysieren und in ein dynamisches Modell umsetzen.
  • kennen die naturwissenschaftlich-technische Grundlagen der Flugdynamik.

Lerninhalte

  • Hydrodynamik: Volumenbilanz, Prozesse und Energie, resistive, kapazitive und induktive Glieder;
  • Elektrodynamik: Strom, Spannung, Prozessleistung, lineare Glieder;
  • Translationsmechanik: Impulsbilanz, Kinematik, Energie, Gravitation, Schnittstelle zur technischen Mechanik;
  • Offene Systeme: Energie- und Impulsbilanz, instationäre Prozesse;
  • Rotationsmechanik: Drehimpulsbilanz, Rotation um eine Achse, starre Körper in der Ebene;
  • Thermodynamik: Entropie- und Energiebilanz, thermische Prozesse, TD homogener Systeme, Wärmetransport;
  • Persönliche Arbeitstechnik, Anwendung bestimmter Textsorten, Präsentationstechnik.

Modellbildung

Modellbildung und Simulation bilden einen Schwerpunkt im Fach Physik und Systemwissenschaft. In der ersten Phase lernen die Studierenden anhand kleiner Beispiele aus den Gebieten Hydrodynamik und Elektrodynamik die Technik der systemdynamischen Modellierung. Danach wird ein grösseres Beispiel aus der Translationsmechanik modelliert und simuliert. Im zweiten Semester befassen sich die Studierenden in Dreiergruppen mit einem grossen Modell, wobei jede Jahr ein neues Projekt gestartet wird.

Gliederung

Der Kurs Physik und Systemwissenschaft in Aviatik umfasst zwei Semester zu vierzehn Wochen und gliedert sich in zwei Lektionen Vorlesung, zwei Lektionen Übungen, zwei Lektionen Modellbildung sowie zwei Lektionen Arbeits- und Präsentationstechnik. Die Studierenden haben neben den Präsenzveranstaltungen (2 x 14 Wochen zu 8 Lektionen plus 13 Stunden Prüfungen) gemäss den von der Schulleitung festgelegten Regeln weitere 243 Stunden Hausarbeit (Stoff nachbearbeiten, selbständiges Üben, Berichte und Vorträge verfassen und Prüfung vorbereiten) zu leisten.

Stoffplan

erstes Semester

Woche Gebiet Thema
1 Hydrodynamik Bilanzieren
2 Hydrodynamik Energiestrom und Prozessleistung
3 Hydrodynamik Widerstand und Speicher
4 Hydrodynamik Trägheit als Induktivität
5 Elektrodynamik Ladung und Strom
6 Elektrodynamik Widerstand und Prozessleistung
7 Elektrodynamik Ladungs- und Energiespeicher
8 Elektrodynamik Magnetfeld und Induktivität
9 Translationsmechanik Impuls, Impulsstrom und Kraft
10 Translationsmechanik Impuls und Energie
11 Translationsmechanik Impuls bei Kreisbewegung
12 Translationsmechanik Gravitation als Impulsquelle
13 Translationsmechanik Arbeit, kinetische und potentielle Energie
14 Translationsmechanik Widerstand und Auftrieb

zweites Semester

Woche Gebiet Thema
1 offenes System konvektiver Transport, Energieströme
2 offenes System Impulsbilanz bei offenen Systemen
3 Rotationsmechanik Drehimpuls und Energie
4 Rotationsmechanik Massenmittelpunkt, Kinematik
5 Rotationsmechanik Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls
6 Rotationsmechanik Mechanik des starren Körpers
7 Rotationsmechanik Schwenkbewegung und Unwucht
8 Thermodynamik Wärme als Entropie
9 Thermodynamik Entropie und Enthalpie
10 Thermodynamik Carnotor, Wärme und Arbeit
11 Thermodynamik Zustandsgleichungen
12 Thermodynamik Kreisprozesse
13 Thermodynamik Wärmetransport
14 Thermodynamik TD von Strahtriebwerken