õppeaine eesmärgid eesti k
- süsteemse, teaduslikul alusel põhineva füüsikalise maailmapildi kujundamine;
- füüsika põhiseaduste tundmaõppimine tasemel, mis võimaldab mõista füüsikanähtusi igapäevaelus, looduses ja inseneritöös ning lahendada lihtsamaid praktilisi ülesandeid;
- staatika meetodite tundmaõppimine tasemel, mis võimaldab arvutada jõude ja pingeid lihtsamates ehituskonstruktsioonides;
- lihtsamate füüsikaliste mõõteseadmete tööpõhimõttega tutvumine;
- füüsikaliste katsete läbiviimise baastehnika ning mõõtemääramatuse hindamise meetodite omandamine.
õppeaine eesmärgid inglise k
- development of the physical world view based on systematical and scientific foundation;
- comprehending the basic laws of physics at a level which makes it possible (a) to understand the roots of physical phenomena in nature, in our daily life, and in engineering tasks; (b) to solve simpler practical problems;
- understanding the methods of statics at a level which makes it possible to calculate forces and stresses for simpler structural engineering tasks;
- familiarizing on the operational principles of simpler measuring devices;
- learning the basic methods of carrying out physical measurements and estimating the uncertainties of the measurement results.
õppeaine õpiväljundid eesti k.
- saab aru elus ja eluta looduse toimimise põhilistest seaduspäradest, teaduslikest mudelitest ja nende rakendatavuse piiridest;
- teab ja saab aru mehaanika, termodünaamika, elektromagnetismi, optika seadustest, mudelitest ja nende rakendatavuse piiridest;
- oskab lahendada tasakaaluülesandeid; taandada jõusüsteeme; leida keha raskuskeskme asukohta;
- oskab leida toereaktsioone staatikaga määratavas tasand- või ruumkonstruktsioonis, arvutada keha ja tasandkujundi inertsimomente;
- oskab lahendada punktmasside ja jäikade kehade kinemaatika ülesandeid erinevate liikumistüüpide korral;
- oskab lahendada punktmasside ja jäikade kehade dünaamika kahte põhiülesannet ning rakendada dünaamika üldteoreeme;
- oskab kasutada jäävusseadusi põrkeülesannete lahendamisel;
- tunneb mehaanikaliste võnkumiste teooria aluseid;
- tunneb ja oskab kasutada füüsika põhiseadusi inseneriteadustega seotud probleemide analüüsil ja lahendamisel, tehnikaseadmete tööpõhimõtte mõistmisel ning loodusnähtuste põhjustest arusaamisel;
- tunneb füüsikakatsete läbiviimise põhialuseid ja oskab mõõtmistulemuste põhjal arvutada katsetulemusi ja hinnata mõõtemääramatust.
õppeaine õpiväljundid ingl k.
- knows and understands the basic laws of nature, scientific models, and applicability limits of these models;
- knows and understands the laws of mechanics, thermodynamics, electromagnetism, optics, also the models and their applicability limits;
- knows and understands the basic laws of nature, scientific models, and applicability limits of these models;
- can solve static equilibrium problems, find the resultants of force systems and the gravity center of bodies;
- is able to evaluate the support reactions in planar or three-dimensional constructions, and the moments of inertia of bodies;
- can solve problems on kinematics and dynamics of particles and rigid bodies;
- is able to apply conservation laws for solving problems on dynamics of particles and rigid bodies;
- knows fundamentals of theory of mechanical oscillations;
- is able to use the laws physics for analysing and solving problems related to engineering sciences, for comprehending the operational principles of technological devices, and for understanding the origin of natural phenomena;
- knows the fundamentals of carrying out physical measurements, is able to calculate physical quantities based on measurement results, and estimate uncertainties.
õppeaine sisu lühikirjeldus eesti k
Jõud, jõu projektsioon, jõudude liitmine. Sidemed ja sidemete reaktsioonid. Koonduv jõusüsteem. Jõumoment. Jõusüsteemi taandamine ja tasakaal. Pinnamomendid. Raskuskese. Jõuväljad. Mõõtmised ja mõõtemääramatuse hindamine. Laboritööd. Hõõre: liugehõõre ja veeretakistus. Punkti ja jäiga keha kinemaatika. Pöörlemine. Tasapinnaline liikumine. Liitliikumine. Newtoni seadused ja punktmassi dünaamika põhiülesanded. Lineaarsus ja superpositsiooniprintsiip. Punktmasside süsteemi põhimõisted. Masskeskme liikumise teoreem, liikumishulga teoreem, kineetilise momendi teoreem, jõu töö ja võimsus, kineetilise energia teoreem, potentsiaalne energia, mehaanikalise energia jäävus. Põrge. Võnkumised ja lained. Erirelatiivsusteooria alused. Aine ehitus, Universumi teke ja struktuur. Kepleri seadused. Elektrilaeng, laengu jäävus, elektrivool, Coulomb'i seadus, elektrostaatiline väli, potentsiaal, Gaussi seadus. Atmosfäärielekter, äike, ohutusreeglid äikese ajal. Elektrijuhid, Ohm’i ja Joule’i seadused, takistid. Elektrilised mõõtmised: amper-, volt- ja oommeetrid. Lekkevoolukaitse ja elektriohutus. Kirchoffi seadused, vooluahelate lahendamist lihtsustavad meetodid. Magnetväli, Lorentzi jõud, Ampére'i tsirkulatsiooniteoreem. Faraday seadus, nihkevool, induktorid, induktiivsus, elektromagnetvälja energiatihedus. Maxwelli võrrandid integraalkujul. Vahelduvvool, vektordiagrammid, impedantsid, aktiivvõimsus, omavõnkesagedused. Geomeetrilise optika alused. Laineoptika: elektromagnetlained, polarisatsioon, interferents, difraktsioon, dispersioon. Kvantmehaanika alused. Soojusnähtused: soojusliikumine, temperatuur ja termodünaamika I ning II seadus. Entroopia ja selle kasv ning seos informatsiooniga. Ideaalgaas. Faasiüleminekud, küllastunud aur, pindpinevus. Adiabaatiline protsess, soojusmasin ja selle kasutegur, külmik ja soojuspump. Soojuskiirgus ja kasvuhoone efekt. Atmosfääriringlus kui soojusmasin. Eluslooduse füüsika.
õppeaine sisu lühikirjeldus ingl k
Force, force projection, force system, superposition of forces. Joints and joint reactions. Torque. Static equilibrium, finding resultants of force systems. Moments of area. Centre of gravity. Force fields. Measurements and measurement uncertainties. Dry friction, rolling resistance. Kinematics of a particle and of a rigid body. Rotation about a fixed axis. Plane motion. Resultant motion. Newton's laws, dynamics of point a mass. Linearity and the superposition principle. Mechanical systems of particles. Principle of motion of the centre of mass, conservation laws of linear momentum, angular momentum and energy. Impact. Mechanical oscillations and waves. Fundamentals of special relativity. Structure of matter, history and structure of the Universe. Kepler's laws. Electric charge and its conservation, current, Coulomb's law, potential, Gauss law. Atmospheric electricity, lightning, safety during thunderstorms. Conductors, Ohm’s and Jole’s laws, resistors. Electrical measurements: Am-, Volt-, and Ohm-meters. Residual-current circuit breakers, electrical safety. Kirhoff’s laws, methods simplifying the solution of circuits. Magnetic field, Lorenz force, Ampére's circulation theorem. Faraday’s law, displacement current, inductors, inductance, energy density of electromagnetic field. Maxwell’s equations in integral form. Alternating current, phasors, impedances, active power, natural frequencies. Geometrical optics. Wave optics: electromagnetic waves, polarization, interference, diffraction, dispersion. Fundamentals of quantum mechanics. Thermal phenomena: thermal motion, temperature, 1st and 2nd laws of thermodynamics. Entropy and its growth, relation to information theory. Ideal gas. Phase transitions, saturated vapor, surface tension. Adiabatic process, heat engine and its efficiency, fridge, heat pump. Thermal radiation, greenhouse effect. Atmospheric circulation as a heat engine. Physics of living organisms.
hindamisviis eesti k
Eksam.
Lõpphinne kujuneb kodutööde, laboratoorsete tööde, kontrolltööde ja eksami tulemuste põhjal.
hindamisviis ingl k
Exam.
Grade is calculated on the basis of credits earned on home exercises, laboratory exercises, mid-term exams and final exam.
iseseisev töö eesti k
Ülesannete lahendamine, laboratoorsete tööde ettevalmistamine ja analüüs. Õppekirjanduse lugemine.
iseseisev töö ingl k
Independent reading of the textbook of physics, solving problems and exercises, preparing laboratory assignments.
õppekirjandus
1. K.Kenk, J.Kirs, Mehaanika alused. Staatika. Kinemaatika. TTÜ. 2013
2. K.Kenk, J.Kirs, Mehaanika alused. Dünaamika ja analüütiline mehaanika.TTÜ. 2013
3. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker. Füüsika põhikursus: õpik kõrgkoolile. 1. ja 2. köide. Tartu: Eesti Füüsika Selts, 2011-2012.
4. A. Salupere. Staatika, loengukonspekt. http://www.ioc.ee/~salupere/loko.html
5. A. Salupere. Dünaamika, loengukonspekt. http://www.ioc.ee/~salupere/loko.html
6. Klauson, A.; Metsaveer, J.; Põdra, P.; Raukas, U. Tugevusõpetus. Tallinn, TTÜ kirjastus, 2012
7. Füüsika I praktikumi tööjuhendid 2015
8. Füüsika II praktikumi tööjuhendid 2010/2012
õppevormid ja mahud
päevaõpe: nädalatunnid
6.0
sessioonõppe töömahud (semestris):