Physik und Systemwissenschaft in Aviatik: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 3. Februar 2022, 12:05 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	Video
1	offenes System	konvektiver Transport, Energieströme	aktiv	Kurzfassung
2	offenes System	Impulsbilanz bei offenen Systemen	aktiv	Kurzfassung
3	Thermodynamik	Wärme als Entropie	aktiv	Kurzfassung
4	Thermodynamik	Entropie und Enthalpie	aktiv	Kurzfassung
5	Thermodynamik	Carnotor und ideales Gas	aktiv	Kurzfassung
6	Thermodynamik	Kreisprozesse	aktiv	Kurzfassung
7	Thermodynamik	Wärmetransport	aktiv	Kurzfassung
8	Thermodynamik	Reale Stoffe	aktiv	Kurzfassung
9	Rotationsmechanik	Drehimpuls und Energie	aktiv	Kurzfassung
10	Rotationsmechanik	Massenmittelpunkt, Kinematik	aktiv	Kurzfassung
11	Rotationsmechanik	Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls	aktiv	Kurzfassung
12	Rotationsmechanik	Mechanik des starren Körpers	aktiv	Kurzfassung
13	Rotationsmechanik	Schwenkbewegung und Unwucht	aktiv	Kurzfassung
14	Physik	Repetition	aktiv	Kurzfassung

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 !width = "150"|Gebiet
 !width = "280"|Thema
-!width = "60"|Video
+!width = "60"|Vorlesung
 !width = "100"|Youtube
 |-
@@ Zeile 35: / Zeile 35: @@
 |[[Hydrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 41: / Zeile 41: @@
 |[[Hydrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 47: / Zeile 47: @@
 |[[Hydrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 53: / Zeile 53: @@
 |[[Hydrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 59: / Zeile 59: @@
 |[[Elektrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 65: / Zeile 65: @@
 |[[Elektrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 71: / Zeile 71: @@
 |[[Elektrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 77: / Zeile 77: @@
 |[[Elektrodynamik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 83: / Zeile 83: @@
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 89: / Zeile 89: @@
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 95: / Zeile 95: @@
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 101: / Zeile 101: @@
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 107: / Zeile 107: @@
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[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]
 |-
@@ Zeile 113: / Zeile 113: @@
 |[[Translationsmechanik]]
 |[[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]
 |}