Physik und Systemwissenschaft in Aviatik: Unterschied zwischen den Versionen

Aus SystemPhysik
Inhalt hinzugefügt Inhalt gelöscht
 
(44 dazwischenliegende Versionen von 2 Benutzern werden nicht angezeigt)
Zeile 4: Zeile 4:
*können Ihre Ergebnisse mündlich und schriftlich zielgruppengerecht präsentieren.
*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.
*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.
*beherrschen die [[System Dynamics|systemdynamische]] Modellbildung und Simulation.
*können komplexe Fragestellungen analysieren und in ein dynamisches Modell umsetzen.
*können komplexe Fragestellungen analysieren und in ein dynamisches Modell umsetzen.
*kennen die naturwissenschaftlich-technische Grundlagen der Flugdynamik.
*kennen die naturwissenschaftlich-technischen Grundlagen der Flugdynamik.


==Lerninhalte==
==Lerninhalte==
Zeile 18: Zeile 18:


==Modellbildung==
==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 [[System Dynamics|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.
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 [[System Dynamics|systemdynamischen Modellierung]]. Danach wird ein grösseres Beispiel aus der [[Translationsmechanik]] modelliert und simuliert. Im zweiten Semester befassen sich die Studierenden in Dreiergruppen mit je einem grossen Modell aus dem Bereich Luft- und Raumfahrt sowie der Thermodynamik, wobei jede Jahr mindestens ein neues Projekt gestartet wird.


==Gliederung==
==Gliederung==
Zeile 28: Zeile 28:
!width = "50"|Woche
!width = "50"|Woche
!width = "150"|Gebiet
!width = "150"|Gebiet
!width = "270"|Thema
!width = "280"|Thema
!width = "50"|Video
!width = "60"|Vorlesung
!width = "100"|Youtube
|-
|-
|1
|1
|[[Hydrodynamik]]
|[[Hydrodynamik]]
|[[Bilanzieren]]
|[[Bilanzieren]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1e01ayxfqs/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/maA_JQDhcuI H1]
|[http://www.youtube.com/watch?v=pfaPep6-4po Kurzfassung]
|-
|-
|2
|2
|[[Hydrodynamik]]
|[[Hydrodynamik]]
|[[Energiestrom und Prozessleistung]]
|[[Energiestrom und Prozessleistung]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/29kj041ci5/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/78j7Vd81mJQ H2]
|[http://www.youtube.com/watch?v=m2QJm8P1KfE Kurzfassung]
|-
|-
|3
|3
|[[Hydrodynamik]]
|[[Hydrodynamik]]
|[[Widerstand und Speicher]]
|[[Widerstand und Speicher]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/19bo4rmwa5/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/A-2W7i5wIHM H3]
|[http://www.youtube.com/watch?v=bYZxt4Kzwls Kurzfassung]
|-
|-
|4
|4
|[[Hydrodynamik]]
|[[Hydrodynamik]]
|[[Trägheit als Induktivität]]
|[[Trägheit als Induktivität]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/xmqyafm3m/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/Oi4HxOaMjh8 H4]
|[http://www.youtube.com/watch?v=dE0UDCwMVEM Kurzfassung]
|-
|-
|5
|5
|[[Elektrodynamik]]
|[[Elektrodynamik]]
|[[Ladung und Strom]]
|[[Ladung und Strom]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/21dw3prm2p/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/_pkf5ASDiZI E1]
|[http://www.youtube.com/watch?v=udA0WLtDg5w Kurzfassung]
|-
|-
|6
|6
|[[Elektrodynamik]]
|[[Elektrodynamik]]
|[[Widerstand und Prozessleistung]]
|[[Widerstand und Prozessleistung]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2khehakpq2/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/n3_ZzKGQz-8 E2]
|[http://www.youtube.com/watch?v=KyJYcxT6du0 Kurzfassung]
|-
|-
|7
|7
|[[Elektrodynamik]]
|[[Elektrodynamik]]
|[[Ladungs- und Energiespeicher]]
|[[Ladungs- und Energiespeicher]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/7wq10fzp0/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/mulwp6x0Lc8 E3]
|[http://www.youtube.com/watch?v=Tapq2TxR1o4 Kurzfassung]
|-
|-
|8
|8
|[[Elektrodynamik]]
|[[Elektrodynamik]]
|[[Magnetfeld und Induktivität]]
|[[Magnetfeld und Induktivität]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/uwjgxfl73/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/dnv58ZtMrzY E4]
|[http://www.youtube.com/watch?v=dup7lSm0z1c Kurzfassung]
|-
|-
|9
|9
|[[Translationsmechanik]]
|[[Translationsmechanik]]
|[[Impuls, Impulsstrom und Kraft]]
|[[Impuls, Impulsstrom und Kraft]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1lemxk8aui/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/rIaMNO4eoms T1]
|[http://www.youtube.com/watch?v=RsryBBiUPEg Kurzfassung]
|-
|-
|10
|10
|[[Translationsmechanik]]
|[[Translationsmechanik]]
|[[Impuls und Energie]]
|[[Impuls und Energie]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2mfkbr109p/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/U1tNz39_z-Q T2]
|[http://www.youtube.com/watch?v=eTBE8YWPC-8 Kurzfassung]
|-
|-
|11
|11
|[[Translationsmechanik]]
|[[Translationsmechanik]]
|[[Impuls bei Kreisbewegung]]
|[[Impuls bei Kreisbewegung]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1kmkuy0vb0/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/W8uhnkFuc7E T3]
|[http://www.youtube.com/watch?v=dg_hno8iHPk Kurzfassung]
|-
|-
|12
|12
|[[Translationsmechanik]]
|[[Translationsmechanik]]
|[[Gravitation als Impulsquelle]]
|[[Gravitation als Impulsquelle]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2aqn7doqog/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/232e5zMFiZs T4]
|[http://www.youtube.com/watch?v=_Ym0MClHVv0 Kurzfassung]
|-
|-
|13
|13
|[[Translationsmechanik]]
|[[Translationsmechanik]]
|[[Arbeit, kinetische und potentielle Energie]]
|[[Arbeit, kinetische und potentielle Energie]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1len7vhki5/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/4aix-a8Z3qU T5]
|[http://www.youtube.com/watch?v=iUN3X3JkLIM Kurzfassung]
|-
|-
|14
|14
|[[Translationsmechanik]]
|[[Translationsmechanik]]
|[[Widerstand und Auftrieb]]
|[[Widerstand und Auftrieb]]
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/y0srolsdx/link_box aktiv]
|[https://youtu.be/yT2WBUeOPYE T6]
|[http://www.youtube.com/watch?v=bQQqhjKi5bc Kurzfassung]
|}
|}


Zeile 106: Zeile 121:
!width = "50"|Woche
!width = "50"|Woche
!width = "150"|Gebiet
!width = "150"|Gebiet
!width = "250"|Thema
!width = "280"|Thema
!width = "60"|Vorlesung
!width = "100"|Youtube
|-
|-
|1
|1
|offenes [[System]]
|offenes [[System]]
|[[konvektiver Transport, Energieströme]]
|[[konvektiver Transport, Energieströme]]
|[https://youtu.be/E0uzTdYLaiU O1]
|[http://www.youtube.com/watch?v=fOJvkevWzAI Kurzfassung]
|-
|-
|2
|2
|offenes [[System]]
|offenes [[System]]
|[[Impulsbilanz bei offenen Systemen]]
|[[Impulsbilanz bei offenen Systemen]]
|[https://youtu.be/seDnMhqUTVo O2]
|[http://www.youtube.com/watch?v=QS904Aes_D8 Kurzfassung]
|-
|-
|3
|3
|[[Thermodynamik]]
|[[Thermodynamik]]
|[[Wärme als Entropie]]
|[[Wärme als Entropie]]
|[https://youtu.be/AKdYdK3w9ZU TH1]
|[http://www.youtube.com/watch?v=TymjEcFG-Sw Kurzfassung]
|-
|-
|4
|4
|[[Thermodynamik]]
|[[Thermodynamik]]
|[[Entropie und Enthalpie]]
|[[Entropie und Enthalpie]]
|[https://youtu.be/t1fhs-J4atg TH2]
|[http://youtu.be/fllbQuVkSvU Kurzfassung]
|-
|-
|5
|5
|[[Thermodynamik]]
|[[Thermodynamik]]
|[[Carnotor und ideales Gas]]
|[[Carnotor und ideales Gas]]
|[https://youtu.be/tgAV1vwc4Aw TH3]
|[http://www.youtube.com/watch?v=3lq021_lb7s Kurzfassung]
|-
|-
|6
|6
|[[Thermodynamik]]
|[[Thermodynamik]]
|[[Kreisprozesse]]
|[[Kreisprozesse]]
|[https://youtu.be/6NFrhIW03eo TH4]
|[http://www.youtube.com/watch?v=12lH0MvCuec Kurzfassung]
|-
|-
|7
|7
|[[Thermodynamik]]
|[[Thermodynamik]]
|[[Wärmetransport]]
|[[Wärmetransport]]
|[https://youtu.be/JWCcXgHqQaA TH5]
|[http://www.youtube.com/watch?v=MQG48OkW4fM Kurzfassung]
|-
|-
|8
|8
|[[Thermodynamik]]
|[[Thermodynamik]]
|[[Reale Stoffe]]
|[[Reale Stoffe]]
|[https://youtu.be/u1MAEqyFXCI TH6]
|[http://www.youtube.com/watch?v=KDvmYJmdk0U Kurzfassung]
|-
|-
|9
|9
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Drehimpuls und Energie]]
|[[Drehimpuls und Energie]]
|[https://youtu.be/xM4Tx55iWMI R1]
|[http://www.youtube.com/watch?v=hAnJ3eaLkj0 Kurzfassung]
|-
|-
|10
|10
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Massenmittelpunkt, Kinematik]]
|[[Massenmittelpunkt, Kinematik]]
|[https://youtu.be/9MpNKdcKmVc R2]
|[http://www.youtube.com/watch?v=_4xDwwN6Eg0 Kurzfassung]
|-
|-
|11
|11
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls]]
|[[Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls]]
|[https://youtu.be/N19tVato7po R3]
|[http://www.youtube.com/watch?v=pLNUEvw3cfM Kurzfassung]
|-
|-
|12
|12
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Mechanik des starren Körpers]]
|[[Mechanik des starren Körpers]]
|[https://youtu.be/cujl_T5cy_w R4]
|[http://www.youtube.com/watch?v=iqsdlbfjhyE Kurzfassung]
|-
|-
|13
|13
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Rotationsmechanik]]
|[[Schwenkbewegung und Unwucht]]
|[[Schwenkbewegung und Unwucht]]
|[https://youtu.be/7Mva8CsHjkk R5]
|[http://www.youtube.com/watch?v=eGpk9m1VcZE Kurzfassung]
|-
|-
|-
|-
Zeile 164: Zeile 207:
|[[Physik der dynamischen Systeme|Physik]]
|[[Physik der dynamischen Systeme|Physik]]
|[[Repetition]]
|[[Repetition]]
|[https://youtu.be/JABXLdVqZEM M]
|[http://www.youtube.com/watch?v=UtWUTHKqYCI Kurzfassung]
|}
|}

==Links==
*[http://www.youtube.com/watch?v=8UCAUdj5CBw Begrüssung der Studierenden]
*[http://www.youtube.com/watch?v=gnkXpZ-Dr7A Informationen für die Studierenden]
*[http://www.youtube.com/watch?v=EZzoaxWJWLk Übersicht]
*[http://www.youtube.com/watch?v=C5QIMy5nr88 Vortrag in Cottbus]

Aktuelle Version vom 3. Februar 2022, 14:05 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 systemdynamische Modellbildung und Simulation.
  • können komplexe Fragestellungen analysieren und in ein dynamisches Modell umsetzen.
  • kennen die naturwissenschaftlich-technischen 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 je einem grossen Modell aus dem Bereich Luft- und Raumfahrt sowie der Thermodynamik, wobei jede Jahr mindestens 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 Vorlesung Youtube
1 Hydrodynamik Bilanzieren H1 Kurzfassung
2 Hydrodynamik Energiestrom und Prozessleistung H2 Kurzfassung
3 Hydrodynamik Widerstand und Speicher H3 Kurzfassung
4 Hydrodynamik Trägheit als Induktivität H4 Kurzfassung
5 Elektrodynamik Ladung und Strom E1 Kurzfassung
6 Elektrodynamik Widerstand und Prozessleistung E2 Kurzfassung
7 Elektrodynamik Ladungs- und Energiespeicher E3 Kurzfassung
8 Elektrodynamik Magnetfeld und Induktivität E4 Kurzfassung
9 Translationsmechanik Impuls, Impulsstrom und Kraft T1 Kurzfassung
10 Translationsmechanik Impuls und Energie T2 Kurzfassung
11 Translationsmechanik Impuls bei Kreisbewegung T3 Kurzfassung
12 Translationsmechanik Gravitation als Impulsquelle T4 Kurzfassung
13 Translationsmechanik Arbeit, kinetische und potentielle Energie T5 Kurzfassung
14 Translationsmechanik Widerstand und Auftrieb T6 Kurzfassung

zweites Semester

Woche Gebiet Thema Vorlesung Youtube
1 offenes System konvektiver Transport, Energieströme O1 Kurzfassung
2 offenes System Impulsbilanz bei offenen Systemen O2 Kurzfassung
3 Thermodynamik Wärme als Entropie TH1 Kurzfassung
4 Thermodynamik Entropie und Enthalpie TH2 Kurzfassung
5 Thermodynamik Carnotor und ideales Gas TH3 Kurzfassung
6 Thermodynamik Kreisprozesse TH4 Kurzfassung
7 Thermodynamik Wärmetransport TH5 Kurzfassung
8 Thermodynamik Reale Stoffe TH6 Kurzfassung
9 Rotationsmechanik Drehimpuls und Energie R1 Kurzfassung
10 Rotationsmechanik Massenmittelpunkt, Kinematik R2 Kurzfassung
11 Rotationsmechanik Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls R3 Kurzfassung
12 Rotationsmechanik Mechanik des starren Körpers R4 Kurzfassung
13 Rotationsmechanik Schwenkbewegung und Unwucht R5 Kurzfassung
14 Physik Repetition M Kurzfassung

Links

Abgerufen von „http://systemdesign.ch/index.php?title=Physik_und_Systemwissenschaft_in_Aviatik&oldid=12294“