Physik und Systemwissenschaft in Aviatik 2014: Unterschied zwischen den Versionen

Inhalt hinzugefügt Inhalt gelöscht

Inline

Version vom 4. Juli 2014, 14:02 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	Video	Youtube
1	Hydrodynamik	Bilanzieren	aktiv	Kurzfassung
2	Hydrodynamik	Energiestrom und Prozessleistung	aktiv	Kurzfassung
3	Hydrodynamik	Widerstand und Speicher	aktiv	Kurzfassung
4	Hydrodynamik	Trägheit als Induktivität	aktiv	Kurzfassung
5	Elektrodynamik	Widerstand und Kapazität
6	Elektrodynamik	Kapazität und Induktivität
7	Translationsmechanik	Impuls, Impulsstrom und Kraft	aktiv	Kurzfassung
8	Translationsmechanik	Impuls und Energie	aktiv	Kurzfassung
9	Translationsmechanik	Impuls bei Kreisbewegung	aktiv	Kurzfassung
10	Translationsmechanik	Gravitation als Impulsquelle	aktiv	Kurzfassung
11	Translationsmechanik	Arbeit, kinetische und potentielle Energie	aktiv	Kurzfassung
12	Translationsmechanik	Widerstand und Auftrieb	aktiv	Kurzfassung
13	offenes System	konvektiver Transport, Energieströme	aktiv	Kurzfassung
14	offenes System	Impulsbilanz bei offenen Systemen	aktiv	Kurzfassung

zweites Semester

Woche	Gebiet	Thema	Video
1	Rotationsmechanik	Drehimpuls und Energie	aktiv	Kurzfassung
2	Rotationsmechanik	Massenmittelpunkt, Kinematik	aktiv	Kurzfassung
3	Rotationsmechanik	Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls	aktiv	Kurzfassung
4	Rotationsmechanik	Mechanik des starren Körpers	aktiv	Kurzfassung
5	Rotationsmechanik	Schwenkbewegung und Unwucht	aktiv	Kurzfassung
6	Thermodynamik	Wärme als Entropie	aktiv	Kurzfassung
7	Thermodynamik	Entropie und Enthalpie	aktiv	Kurzfassung
8	Thermodynamik	Carnotor und ideales Gas	aktiv	Kurzfassung
9	Thermodynamik	Kreisprozesse	aktiv	Kurzfassung
10	Thermodynamik	Wärmetransport	aktiv	Kurzfassung
11	Thermodynamik	Reale Stoffe	aktiv	Kurzfassung
12	Systemphysik	dynamische Systeme 1. Ordnung
13	Systemphysik	dynamische Systeme höherer Ordnung
14	Physik	Repetition	aktiv	Kurzfassung

@@ Zeile 58: / Zeile 58: @@
 |5
 |[[Elektrodynamik]]
-|[[Ladung und Strom]]
+|[[Widerstand und Kapazität]]
+|
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/21dw3prm2p/link_box aktiv]
+|
-|[http://www.youtube.com/watch?v=udA0WLtDg5w Kurzfassung]
 |-
 |6
 |[[Elektrodynamik]]
-|[[Widerstand und Prozessleistung]]
+|[[Kapazität und Induktivität]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2khehakpq2/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=KyJYcxT6du0 Kurzfassung]
 |-
 |7
-|[[Elektrodynamik]]
-|[[Ladungs- und Energiespeicher]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/7wq10fzp0/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=Tapq2TxR1o4 Kurzfassung]
-|-
-|8
-|[[Elektrodynamik]]
-|[[Magnetfeld und Induktivität]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/uwjgxfl73/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=dup7lSm0z1c Kurzfassung]
-|-
-|9
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[Impuls, Impulsstrom und Kraft]]
@@ Zeile 86: / Zeile 72: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=RsryBBiUPEg Kurzfassung]
 |-
-|10
+|8
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[Impuls und Energie]]
@@ Zeile 92: / Zeile 78: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=eTBE8YWPC-8 Kurzfassung]
 |-
-|11
+|9
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[Impuls bei Kreisbewegung]]
@@ Zeile 98: / Zeile 84: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=dg_hno8iHPk Kurzfassung]
 |-
-|12
+|10
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[Gravitation als Impulsquelle]]
@@ Zeile 104: / Zeile 90: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=_Ym0MClHVv0 Kurzfassung]
 |-
-|13
+|11
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[Arbeit, kinetische und potentielle Energie]]
@@ Zeile 110: / Zeile 96: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=iUN3X3JkLIM Kurzfassung]
 |-
-|14
+|12
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[Widerstand und Auftrieb]]
 |[https://cast.switch.ch/vod/clips/y0srolsdx/link_box aktiv]
 |[http://www.youtube.com/watch?v=bQQqhjKi5bc Kurzfassung]
+|-
+|13
+|offenes [[System]]
+|[[konvektiver Transport, Energieströme]]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2d2upv8cza/link_box aktiv]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=fOJvkevWzAI Kurzfassung]
+|-
+|14
+|offenes [[System]]
+|[[Impulsbilanz bei offenen Systemen]]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/12b5qqgu9b/link_box aktiv]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=QS904Aes_D8 Kurzfassung]
 |}
@@ Zeile 125: / Zeile 123: @@
 |-
 |1
+|[[Rotationsmechanik]]
-|offenes [[System]]
+|[[Drehimpuls und Energie]]
-|[[konvektiver Transport, Energieströme]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2d2upv8cza/link_box aktiv]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/28sj39rv4e/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=fOJvkevWzAI Kurzfassung]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=hAnJ3eaLkj0 Kurzfassung]
 |-
 |2
+|[[Rotationsmechanik]]
-|offenes [[System]]
+|[[Massenmittelpunkt, Kinematik]]
-|[[Impulsbilanz bei offenen Systemen]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/12b5qqgu9b/link_box aktiv]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1hidjw34ok/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=QS904Aes_D8 Kurzfassung]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=_4xDwwN6Eg0 Kurzfassung]
 |-
 |3
+|[[Rotationsmechanik]]
+|[[Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls]]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/r0a8hzzkq/link_box aktiv]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=pLNUEvw3cfM Kurzfassung]
+|-
+|4
+|[[Rotationsmechanik]]
+|[[Mechanik des starren Körpers]]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2nzqiv1x3y/link_box aktiv]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=iqsdlbfjhyE Kurzfassung]
+|-
+|5
+|[[Rotationsmechanik]]
+|[[Schwenkbewegung und Unwucht]]
+|[https://cast.switch.ch/vod/clips/ni0ec0pdg/link_box aktiv]
+|[http://www.youtube.com/watch?v=eGpk9m1VcZE Kurzfassung]
+|-
+|6
 |[[Thermodynamik]]
 |[[Wärme als Entropie]]
@@ Zeile 142: / Zeile 158: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=TymjEcFG-Sw Kurzfassung]
 |-
-|4
+|7
 |[[Thermodynamik]]
 |[[Entropie und Enthalpie]]
@@ Zeile 148: / Zeile 164: @@
 |[http://youtu.be/fllbQuVkSvU Kurzfassung]
 |-
-|5
+|8
 |[[Thermodynamik]]
 |[[Carnotor und ideales Gas]]
@@ Zeile 154: / Zeile 170: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=3lq021_lb7s Kurzfassung]
 |-
-|6
+|9
 |[[Thermodynamik]]
 |[[Kreisprozesse]]
@@ Zeile 160: / Zeile 176: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=12lH0MvCuec Kurzfassung]
 |-
-|7
+|10
 |[[Thermodynamik]]
 |[[Wärmetransport]]
@@ Zeile 166: / Zeile 182: @@
 |[http://www.youtube.com/watch?v=MQG48OkW4fM Kurzfassung]
 |-
-|8
+|11
 |[[Thermodynamik]]
 |[[Reale Stoffe]]
 |[https://cast.switch.ch/vod/clips/23q4lydr2e/link_box aktiv]
 |[http://www.youtube.com/watch?v=KDvmYJmdk0U Kurzfassung]
-|-
-|9
-|[[Rotationsmechanik]]
-|[[Drehimpuls und Energie]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/28sj39rv4e/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=hAnJ3eaLkj0 Kurzfassung]
-|-
-|10
-|[[Rotationsmechanik]]
-|[[Massenmittelpunkt, Kinematik]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1hidjw34ok/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=_4xDwwN6Eg0 Kurzfassung]
-|-
-|11
-|[[Rotationsmechanik]]
-|[[Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls]]
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/r0a8hzzkq/link_box aktiv]
-|[http://www.youtube.com/watch?v=pLNUEvw3cfM Kurzfassung]
 |-
 |12
-|[[Rotationsmechanik]]
+|[[Systemphysik]]
+|[[dynamische Systeme 1. Ordnung]]
-|[[Mechanik des starren Körpers]]
+|
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2nzqiv1x3y/link_box aktiv]
+|
-|[http://www.youtube.com/watch?v=iqsdlbfjhyE Kurzfassung]
 |-
 |13
-|[[Rotationsmechanik]]
+|[[Systemphysik]]
+|[[dynamische Systeme höherer Ordnung]]
-|[[Schwenkbewegung und Unwucht]]
+|
-|[https://cast.switch.ch/vod/clips/ni0ec0pdg/link_box aktiv]
+|
-|[http://www.youtube.com/watch?v=eGpk9m1VcZE Kurzfassung]
-|-
 |-
 |14