TDAT3024
Matematikk og fysikk valgfag
Sist undervist 2021
Høst
Trondheim
Norsk
Om emnet
Faglig innhold
Fysikk (5 sp): Magnetisk induksjon. Mekanikk: Bevegelsesmengde. Arbeid og energi. Konserveringslover for energi. Newtons lover. Spinn og dynamikk; statikk og dynamikk for stive legemer. Fluidmekanikk: Trykk og oppdrift. Anvendelser på Bernoullis likning. Bølgefysikk: Harmonisk bevegelse, tvungne svingninger, resonans, beats. Lydbølger, lysbølger. Snells lov. Termisk fysikk: Temperatur, termisk utvidelse. Indre energi, kinetisk gassteori og varmekapasitet. Varmelærens to hovedsetninger; entropi. Varmetransport (konveksjon, stråling, diffusjon).
Matematikk (5 sp): Partielle differensiallikninger og numeriske metoder for å løse disse. Laplacetransformasjon og anvendelser på differensiallikninger. Fourierrekker. Romkurver, linjeintegraler. Runge-Kutta-metoder.
Læringsmål
Kunnskaper
Kandidaten
- har kjennskap til grunnleggende prinsipper og begreper i mekanikk, dynamikk, fluidmekanikk, termisk fysikk, elektromagnetisme, bølger og svingninger.
- har opparbeidet et faglig grunnlag og forståelse i matematikk som andre emner kan bygge videre på og som danner et fundament for livslang læring.
- har kunnskap om grunnleggende sammenhenger mellom matematikk og ingeniørfaglige anvendelser.
- har kunnskap om problemløsning og modellbygging som verktøy for å løse ingeniørproblemer.
- har kunnskap om Laplacetransformasjoner, Fourierrekker og deres anvendelser.
- har kunnskap om romkurver og partielle differensiallikninger.
- har kunnskap om numeriske metoder for å løse differensiallikninger.
Ferdigheter
Kandidaten
- kan gjøre rede for grunnleggende fenomener innen generell fysikk og kan anvende disse for å forklare faglige problemstillinger med et relevant begreps- og formelapparat.
- har kvantitative problemløsningsferdigheter og kan modellere ved å anvende grunnleggende fysikkprinsipper og kan innhente, analysere og presentere numeriske data.
- kan formulere ingeniørfaglige problemer på matematisk form og kan vurdere resultater fra matematiske beregninger.
- kan løse problemer ved analytiske og numeriske metoder.
- kan bruke numeriske metoder til å løse differensiallikninger, som for eksempel varmeledningslikningen.
Generell kompetanse
Kandidaten
- forstår sammenheng mellom grunnleggende fysiske fenomener og praktiske anvendelser og forstår fysikkens betydning i sin egen utdanning.
- forstår fysiske problemstillinger, tenkemåter, metoder og løsninger og kan formidle disse skriftlig og muntlig ved hjelp av relevant fagterminologi.
- kan bruke matematiske argumenter for å kommunisere om ingeniørfaglige problemstillinger.
- forstår at det er presisjonsnivået i det matematiske språket som gjør det velegnet til å strukturere ingeniørfaglige problemer og åpne for løsninger.
- kjenner den analytiske tenkemåten og kan se sammenhenger mellom relevante matematiske begreper.
- har matematisk forståelse som kan gi grunnlag for livslang læring.
Læringsformer og aktiviteter
Forelesninger og regneøvinger.