Physikalische Grundlagen

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 17.0 vom 22.06.2022

11B0337

Physics fundamentals

• Aircraft and Flight Engineering (B.Sc.)
• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)
• Berufliche Bildung - Teilstudiengang Metalltechnik (B.Sc.)
• Berufliche Bildung - Teilstudiengang Fahrzeugtechnik (B.Sc.)

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Physikalische Gesetze sind die Grundlage nahezu jeder technischen Anwendung. Viele Teilgebiete der Physik werden in eigenen Modulen gelehrt. Im Mittelpunkt dieses Moduls steht daher die grundsätzliche, disziplinübergreifende Vorgehensweise der Physik. Sie wird am Beispiel des Transports von elektrischem Strom und Wärme einerseits sowie von Wellen andererseits vermittelt.

1. Elektrotechnik (Ladung, Strom, Spannung, Energie, Leistung; Verschaltung von Widerständen)
2. Wellen (Schwingungen, Kreis-/Kugelwellen, Brechung, Beugung)
3. Wärmelehre (Energie, Temperatur, Wärmekapazität, Wärmeausdehnung, Wärmeleitung)

Wissensverbreiterung
Nach Abschluss dieses Moduls kennen die Studierenden die grundlegenden Begrifflichkeiten aus Elektrotechnik, Wärmelehre und Wellenlehre.
Sie können die elektrischen Eigenschaften und die thermischen Eigenschaften einfacher Netzwerke berechnen. Sie sind mit der Brechung, Beugung und Interferenz von Wellen vertraut.
Wissensvertiefung
Die Studierenden erweitern ihre Schulkenntnisse aus Elektrotechnik, Wärmelehre und Wellenlehre.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden können einfache physikalische Probleme mit mathematischen Mitteln lösen. Die Studierenden können einfache Experimente auswerten und Messunsicherheiten ermitteln.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden können einfache Messverfahren bewerten und vergleichen. Sie können ein Messprotokoll anfertigen, das die Reproduzierbarkeit der Messung sicherstellt. Die gemeinsame Vorbereitung, Durchführung und Auswertung der Laborversuche stärkt die Fähigkeit der Studierenden zur Zusammenarbeit.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden verstehen die Parallelen zwischen der Leitung von elektrischer und Wärmeenergie. Die Studierenden verstehen die abstrakten Eigenschaften von Wellen unabhängig von ihrer physikalischen Erscheinungsform (mechanisch, optisch, akustisch).

Vorlesung mit Experimenten, Übungen, Laborversuche

Grundkenntnisse der Mathematik, Differenzialrechnung sowie der Mechanik

Kreßmann, Reiner

• Kaiser, Detlef
• Kreßmann, Reiner
• Wagner, Dieter
• Eck, Markus

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[1] Hering, E., Martin, R., Stohrer, M.: Physik für Ingenieure. Heidelberg: Springer, 12. Aufl., 2016[2] Tipler, P.: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure. Heidelberg, Berlin, Oxford: Spektrum, 2. Aufl., 2015[3] Halliday, D., Resnick, R.: Physik. Weinheim: Vily-VCH, 2. Aufl., 2013[4] Rybach, J.: Physik für Bachelors. München: Hanser-Verlag, 2. Aufl., 2013[5] Hagmann, G.: Grundlagen der Elektrotechnik. Wiebelsheim: Aula, 16. Aufl., 2013[6] Cerbe, G., Wilhelms G.: Technische Thermodynamik, München: Hanser-Verlag, 17. Aufl., 2013

Klausur 2-stündig

Experimentelle Arbeit

1 Semester

Wintersemester und Sommersemester

Deutsch