Avdelningen för fysik
Kungliga Tekniska högskolan Stockholm
Fysik för den byggda miljön, 9 hp Kurs-PM
VT10 SH1010
Välkommen till kursen fysik för den byggda miljön!
Denna kurs ska ge relativt bred allmänkunskap i fysik, och samtidigt utgöra en grund för den fortsatta utbildningen. Den vänder sig till teknologer på S-programmet och är obligatorisk för åk 1. Deltagare får i kursen tillfälle att utöka sina kunskaper om viktiga processer inom mekanik, energiflöden, materialflöden och vågor.
Kursmål
Efter genomgången kurs skall teknologen kunna:
• redogöra för grundläggande begrepp, och modellera och beräkna enkla processer inom kursens delområden mekanik, energiflöden, materialflöden och vågor.
• identifiera företeelser i omgivningen där de fysikaliska principerna är tillämpliga
• rapportera från en fysikalisk studie av ett fenomen, t ex hur man utnyttjar solen för att energiförsörja byggnader. Därvid ska teknologen både kunna analysera delprocesser, och redogöra för helheten.
Kurslitteratur
Physics, Fourth edition av James S. Walker, Addison-Wesley, San Francisco.
ISBN978-0-321-61113-0
Kursen bygger även på Mastering Physics vilket är online-material för kursen och finns på http://www.masteringphysics.com Accesskoden erhålls med kursboken.
Kompletterande kursmaterial kan komma att delas ut.
Kurshemsida
Kurshemsida finns på http://www.kth.se/student/kurser/kurs/SH1010?startterm=20082 All kommunikation på kursen sker via kursens Bilda hemsida (http://www.bilda.kth.se).
Kursinnehåll
• Grundläggande klassisk fysik
1. Storheter, enheter och dimensioner. Kraft- och momentsystem. Jämvikt. Friktion.
Arbete, effekt och energi. Kinematik i kartesiska koordinater.
2. Newtons lagar. Rörelseekvationer. Hooks lag elasticitetsteori.
3. Lineära svängningar i en dimension, harmoniska, dämpade.
Projektuppgift: Studera och förklara sambandet mellan fart och personskador vid en trafikolycka.
• Energiprocesser och fasomvandlingar
4. Tillståndsekvationer. Reversibla och irreversibla processer.
5. Kinetisk gasteori. Värmetransport. Termodynamiska begrepp. Termodynamikens första och andra huvudsats.
6. Olika energiformer. Tillämpningar av första huvudsatsen på slutna och öppna system samt energiekvationen.
Projektuppgift: Konstruera själv och förklara en enkel maskin som omvandlar värme till mekanisk energi.
• Elektromagnetisk strålning
7. Elektromagnetiska vågor. Våglängdsspektrum, synlig strålning - solstrålning långvågig strålning.
8. Sensorer: fysikaliska principer, vanliga typer.
Projektuppgift: Lågemitterande fönster.
• Material- och energiflöden
9. Hydrostatiskt tryck. Krafter orsakade av strömning i fluider.
Kontrollvolymsformuleringen av kontinuitets- och rörelsemängdsekvationen.
10. Energiekvationen. Dimensionsanalys. Rörströmning. Kanalströmning. Strömning i porösa material. Flödesmätning. Värmeöverföring.
Kursuppläggning
Huvuddelen av kursen genomförs i föreläsningsform. 18 föreläsningar om 2 timmar täcker de 18 kapitlerna som ingår. Dessa bygger på kursboken. Delar av materialet måste dock inhämtas genom egenstudier i boken. Vid fyra tillfällen finns det schemalagda reservtillfällen som eventuellt kommer att utnyttjas beroende på behov. Detta meddelas i god tid. Föreläsare är Felix Ryde (kursansvarig), Mark Pearce (föreläser på engelska) och Bo Cedervall från KTH fysik.
För att studenten skall få möjlighet till fördjupade kunskaper och färdigheter, ingår även Mastering Physics vilket är ett web-baserat studieverktyg (http://www.masteringphysics.com) Vidare ger räkneövningar teknologen möjlighet att tillämpa sina kunskaperna. Tre övningsgrupper bildas genom inbjudan på Bilda. Den första gruppen kommer att ha mycket självständigt arbete och växelverkan med övningsledaren. Den leds av civ. ing. Pertti Malkki.
Den andra gruppen har liknande upplägg men kommer att ges på engelska (bra träning inför arbetslivet!). Denna grupp leds av civ. ing. Milan Tesinsky. Den sista gruppen kommer att ha
en något lättare nivå och riktar sig till de teknologer som har mindre fysikkunskaper med sig.
Denna grupp leds av civ. ing. Oscar Larsson. Kommunikationen i dessa grupper sker genom Bilda.
I kursen ingår även tre projektuppgifter. Projektuppgifterna är obligatoriska moment och består av en föreläsning och två lektioner under vilken projektet genomförs. Det är obligatorisk närvaro på lektionerna. Gruppindelningen sker i Bilda. För att få godkänt på uppgifterna krävs genomförande och redovisning av resultat. Detta kan göras under själva lektionen eller genom inlämnande av en skriftlig redovisning i pdf-format levererat på Bilda.
Deadline för inlämning är en vecka efter uppgiftslektionen. Efter deadline kan uppgiften inte lämnas in och teknologen hänvisas till nästa års kurs. Det är alltså mycket viktigt att avsluta projekten innan deadline.
• Impuls v.9: Studera och förklara sambandet mellan fart och personskador vid en trafikolycka. Detta projekt leds av professor Håkan Sundquist (KTH Byggvetenskap).
Deadline torsdag 11 mars 2010. Omfattar en föreläsning och två lektioner.
• Mekanik v.15. Konstruera själv och förklara en enkel maskin som omvandlar värme till mekanisk energi. Detta projekt leds av univ. lektor Hans Bergh (KTH Vattenbyggnad).
Deadline torsdag 22 april 2010. Omfattar en föreläsning och två lektioner.
• Värmeledning v.18. Lågemitterande fönster. Detta projekt leds av Folke Björk (KTH Byggvetenskap). Deadline fredag 14 maj 2010. Omfattar en föreläsning och två lektioner.
Slutligen kommer det att vid fyra tillfällen under kursen ges diagnostiska prov på Bilda. Dessa ges under begränsad tid runt följande datum: 11 februari, 25 februari, 19 april och 20 maj. Det är alltså endast möjligt att göra proven under den angivna tiden. Eftersom detta är en omfattande kurs så är det viktigt att komma igång med studierna så fort som möjligt.
Kursen omfattar 9 högskolepoäng.
Teknologerna som läser kursen har mycket olika förutsättningar (75% har läst fysik tidigare och 25% har inte gjort det). Vi beaktar detta och har t.ex. vi olika nivåer på räkneövningarna.
Boken är mycket bra så det går att studera på egen hand om man föredrar det. Mastering Physics är ett verktyg som varmt rekommenderas att utnyttja.
Förkunskapskrav (rekommenderade)
Kursen utgår från förkunskaper motsvarande gymnasiets fysik A eller naturkunskap B därutöver förutsätts Matematik och modeller samt Matematiska metoder I.
Behörighet
Obligatorisk för åk1, kan ej läsas av andra studenter.
Tentamina
OBSERVERA: Anmälan till tentamen (såväl ordinarie som omtenta) måste ske via ”Mina Sidor”
senast 3 veckor före tentamenstillfället!
Studenter som på tentamen får resultat som ligger nära godkänt kommer att (via angiven e-postadress) erbjudas möjlighet att komplettera upp till tentamensbetyget E. Komplettering kommer att ske muntligen.
Examination och betyg
Kursen examineras i två moment:
o Projektuppgifter: godkänd/ icke godkänd. Uppgifterna måste lämnas in före angiven deadline för att kursen skall bli godkänd. Senare komplettering är inte möjlig såvida inte synnerliga skäl föreligger. PRO1 - Projekt, 1,5 hp, betygsskala: P, F
o Tentamen: Kursen avslutas med en skriftlig tentamen. TEN1 - Tentamen, 7,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
Betygsskala: ECTS-betyg kommer att ges.
Kursutvärdering Sker på Bilda Påbyggnad Mekanik
Kursansvarig och examinator Docent Felix Ryde
Tel. 5537 8545, e-mail felix@particle.kth.se, AlbaNova, vån 5. rum A5:3009.
Adresser
Hans Bergh: bergh@kth.se 087908058
Folke Björk folke.bjork@byv.kth.se 087908663
Håkan Sundquist: hakan.sundquist@byv.kth.se 087908030 Versionsinformation
2010-01-20
Lycka till med kursen! / Felix
Mastering Physics
Ett viktigt hjälpmedel under kursen kommer att vara det webbaserade Mastering Physics- paketet.
Med kursboken kommer en “access code”. Denna skall användas när man registrerar sig på www.masteringphysics.com. Klicka på “New Students” och välj “Yes, I have an access code”.
Följ sedan instruktionerna.
Det är viktigt att Course ID anges. Ange course ID: MPRYDE57860
Student ID skall inte anges.
Föreläsningsschema
preliminär (se Bilda för uppdateringar)
F1 tors 21 jan F2 mån 25 jan F3 tors 28 jan F4 mån 1 feb F5 tors 4 feb F6 mån 8 feb Rep. tors 11 feb F7 mån 15 feb F8 tors 18 feb F9 mån 22 feb Rep. tors 25 feb Proj 1 v.9
F10 mån 8 mars F11 mån 22 mars F12 tors 25 mars F13 mån 29 mars Proj 2 v.15
Rep. mån 19 april F14 tors 22 april F15 mån 26 april F16 tors 29 april proj 3 v.18 F17 mån 10 maj F18 mån 17 maj Rep. tord 20 maj
