Physik und Systemwissenschaft in Aviatik: Unterschied zwischen den Versionen

(39 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 29: Zeile 29:
 
!width = "150"|Gebiet
 
!width = "150"|Gebiet
 
!width = "280"|Thema
 
!width = "280"|Thema
!width = "50"|Video
+
!width = "60"|Video
  +
!width = "100"|Youtube
 
|-
 
|-
 
|1
 
|1
Zeile 35: Zeile 36:
 
|[[Bilanzieren]]
 
|[[Bilanzieren]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1e01ayxfqs/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1e01ayxfqs/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=pfaPep6-4po Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|2
 
|2
Zeile 40: Zeile 42:
 
|[[Energiestrom und Prozessleistung]]
 
|[[Energiestrom und Prozessleistung]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/29kj041ci5/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/29kj041ci5/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=m2QJm8P1KfE Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|3
 
|3
Zeile 45: Zeile 48:
 
|[[Widerstand und Speicher]]
 
|[[Widerstand und Speicher]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/19bo4rmwa5/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/19bo4rmwa5/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=bYZxt4Kzwls Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|4
 
|4
Zeile 50: Zeile 54:
 
|[[Trägheit als Induktivität]]
 
|[[Trägheit als Induktivität]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/xmqyafm3m/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/xmqyafm3m/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=dE0UDCwMVEM Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|5
 
|5
Zeile 55: Zeile 60:
 
|[[Ladung und Strom]]
 
|[[Ladung und Strom]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/21dw3prm2p/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/21dw3prm2p/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=udA0WLtDg5w Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|6
 
|6
Zeile 60: Zeile 66:
 
|[[Widerstand und Prozessleistung]]
 
|[[Widerstand und Prozessleistung]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2khehakpq2/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2khehakpq2/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=KyJYcxT6du0 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|7
 
|7
Zeile 65: Zeile 72:
 
|[[Ladungs- und Energiespeicher]]
 
|[[Ladungs- und Energiespeicher]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/7wq10fzp0/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/7wq10fzp0/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=Tapq2TxR1o4 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|8
 
|8
Zeile 70: Zeile 78:
 
|[[Magnetfeld und Induktivität]]
 
|[[Magnetfeld und Induktivität]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/uwjgxfl73/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/uwjgxfl73/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=dup7lSm0z1c Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|9
 
|9
Zeile 75: Zeile 84:
 
|[[Impuls, Impulsstrom und Kraft]]
 
|[[Impuls, Impulsstrom und Kraft]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1lemxk8aui/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1lemxk8aui/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=RsryBBiUPEg Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|10
 
|10
Zeile 80: Zeile 90:
 
|[[Impuls und Energie]]
 
|[[Impuls und Energie]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2mfkbr109p/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2mfkbr109p/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=eTBE8YWPC-8 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|11
 
|11
Zeile 85: Zeile 96:
 
|[[Impuls bei Kreisbewegung]]
 
|[[Impuls bei Kreisbewegung]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1kmkuy0vb0/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1kmkuy0vb0/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=dg_hno8iHPk Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|12
 
|12
Zeile 90: Zeile 102:
 
|[[Gravitation als Impulsquelle]]
 
|[[Gravitation als Impulsquelle]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2aqn7doqog/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2aqn7doqog/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=_Ym0MClHVv0 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|13
 
|13
Zeile 95: Zeile 108:
 
|[[Arbeit, kinetische und potentielle Energie]]
 
|[[Arbeit, kinetische und potentielle Energie]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1len7vhki5/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1len7vhki5/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=iUN3X3JkLIM Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|14
 
|14
Zeile 100: Zeile 114:
 
|[[Widerstand und Auftrieb]]
 
|[[Widerstand und Auftrieb]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/y0srolsdx/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/y0srolsdx/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=bQQqhjKi5bc Kurzfassung]
 
|}
 
|}
   
Zeile 113: Zeile 128:
 
|[[konvektiver Transport, Energieströme]]
 
|[[konvektiver Transport, Energieströme]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2d2upv8cza/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2d2upv8cza/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=fOJvkevWzAI Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|2
 
|2
Zeile 118: Zeile 134:
 
|[[Impulsbilanz bei offenen Systemen]]
 
|[[Impulsbilanz bei offenen Systemen]]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/12b5qqgu9b/link_box aktiv]
 
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/12b5qqgu9b/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=QS904Aes_D8 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|3
 
|3
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Wärme als Entropie]]
 
|[[Wärme als Entropie]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1st976ike8/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=TymjEcFG-Sw Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|4
 
|4
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Entropie und Enthalpie]]
 
|[[Entropie und Enthalpie]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/reaul8dmt/link_box aktiv]
  +
|[http://youtu.be/fllbQuVkSvU Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|5
 
|5
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Carnotor und ideales Gas]]
 
|[[Carnotor und ideales Gas]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1f66jkl8k1/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=3lq021_lb7s Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|6
 
|6
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Kreisprozesse]]
 
|[[Kreisprozesse]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2pxvmtkq4g/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=12lH0MvCuec Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|7
 
|7
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Wärmetransport]]
 
|[[Wärmetransport]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2ixbrl57ww/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=MQG48OkW4fM Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|8
 
|8
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Thermodynamik]]
 
|[[Reale Stoffe]]
 
|[[Reale Stoffe]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/23q4lydr2e/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=KDvmYJmdk0U Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|9
 
|9
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Drehimpuls und Energie]]
 
|[[Drehimpuls und Energie]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/28sj39rv4e/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=hAnJ3eaLkj0 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|10
 
|10
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Massenmittelpunkt, Kinematik]]
 
|[[Massenmittelpunkt, Kinematik]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/1hidjw34ok/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=_4xDwwN6Eg0 Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|11
 
|11
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls]]
 
|[[Drehimpulsquelle und Bahndrehimpuls]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/r0a8hzzkq/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=pLNUEvw3cfM Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|12
 
|12
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Mechanik des starren Körpers]]
 
|[[Mechanik des starren Körpers]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/2nzqiv1x3y/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=iqsdlbfjhyE Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|13
 
|13
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Rotationsmechanik]]
 
|[[Schwenkbewegung und Unwucht]]
 
|[[Schwenkbewegung und Unwucht]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/ni0ec0pdg/link_box aktiv]
  +
|[http://www.youtube.com/watch?v=eGpk9m1VcZE Kurzfassung]
 
|-
 
|-
 
|-
 
|-
Zeile 167: Zeile 206:
 
|[[Physik der dynamischen Systeme|Physik]]
 
|[[Physik der dynamischen Systeme|Physik]]
 
|[[Repetition]]
 
|[[Repetition]]
  +
|[https://cast.switch.ch/vod/clips/18joc5q6rk/link_box aktiv]
  +
|[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]

Version vom 29. Januar 2013, 09:27 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 Ladung und Strom aktiv Kurzfassung
6 Elektrodynamik Widerstand und Prozessleistung aktiv Kurzfassung
7 Elektrodynamik Ladungs- und Energiespeicher aktiv Kurzfassung
8 Elektrodynamik Magnetfeld und Induktivität aktiv Kurzfassung
9 Translationsmechanik Impuls, Impulsstrom und Kraft aktiv Kurzfassung
10 Translationsmechanik Impuls und Energie aktiv Kurzfassung
11 Translationsmechanik Impuls bei Kreisbewegung aktiv Kurzfassung
12 Translationsmechanik Gravitation als Impulsquelle aktiv Kurzfassung
13 Translationsmechanik Arbeit, kinetische und potentielle Energie aktiv Kurzfassung
14 Translationsmechanik Widerstand und Auftrieb aktiv 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

Links