Topic outline

  • PHYS-A0110 Yliopistofysiikan perusteet (TFM)

    Tervetuloa opiskelemaan fysiikkaa! Ensimmäinen luento on 7.9. mutta sitä ennen on jo esitehtävä, jonka deadline on ennen ensimmäistä luentoa. Kurssilla on hieman erikoisjärjestelyitä koronan vuoksi, katso lehti 'Korona' vasemmalla. Kannattaa käydä lukemassa myös "Kurssin suorittaminen ja arvostelu"-lehdeltä kurssin arvosteluperusteista.

    Kurssin MyCourses sivut on suunniteltu siten, että kaikki viikon materiaalit (luennot, tehtävät, ajankohtaiset ohjeistukset ja muut materiaalit) löytyvät aina kunkin viikon lehden takaa. Luennot striimataan sekä videoidaan ja videotaltioinnit tulevat näkyviin "2020 Luentovideot"-lehdelle.

    DaVincin käsinpiirretty hahmotelma

    DaVinci's artillery park. Wikimedia Commons.

    Luennoitsija:

    • Jami Kinnunen (jami.kinnunen@aalto.fi, Y409)

    Assistentit:

    • Ella Paasio (ella.paasio@aalto.fi)
    • Helmi Iivarinen (helmi.iivarinen@aalto.fi)
    • Juha Savolainen (juha.2.savolainen@aalto.fi)
    • Tuomas Uusnäkki (tuomas.uusnakki@aalto.fi)

  • Korona

  • Linkit sähköiseen kurssikirjaan sekä laskuharjoitustehtäviin

  • Etäopetuslinkit (zoom, forum)

  • Viikko 1: 7.9.-13.9.

    Kurssin ensimmäinen luento on maanantaina 7.9. kello 12:15. Luennot tullaan striimaamaan Zoomissa. Ennen ensimmäistä luentoa tehkää luennon esitehtävä sekä vastatkaa ryhmäjakotoiveisiin (linkit alla).

    Ensimmäisellä viikolla käsittelemme

    • yksiköt, dimensiot ja tieteellinen esitystapa
    • funktiot, muuttujat, luonnonvakiot
    • dimensioanalyysi

    Sähköisestä kurssikirjasta luvusta 1 (Units, physical quantities, and vectors) alaluvut 1.1-1.6 (vektorit käsitellään viikolla 3). Lisäksi luku 2 (Motion along a straight line) joskin derivointia ja integrointia käsitellään viikolla 5. 

  • Viikko 2: 14.9.-20.9.

    Toisella viikolla tarkastelemme työtä ja energian säilymistä. Erityisesti keskitymme käsitteisiin systeemi ja ympäristö. Lisäksi käsittelemme hieman elastisuusteoriaa.

    Kurssikirjasta luvusta 6 (Work and kinetic energy) alaluvut 6.1 ja 6.2, luvusta 7 (Potential energy and energy conservation) alaluvut 7.1 ja 7.2. Luvusta 11 (Equilibrium and elasticity) alaluvut 11.4 ja 11.5.

    Lisäksi alalukuja 7.3-7.5 ei käsitellä luennolla mutta oletetaan kirjasta luettavaksi.

  • Viikko 3: 21.9.-27.9.

    Kolmannella viikolla käsittelemme kaksiulotteista liikettä (vektorit!) ja erityisesti pyörimistä.

    Kirjan luvusta 1 (Units, physical quantities, and vectors) alaluvut 1.7-1.10, luvusta 3 (Motion in two or three dimensions) alaluvut 3.1-3.4, luvusta 9 (Rotation of rigid bodies) alaluvut 9.1-9.4.

  • Viikko 4: 28.9.-4.10.

    Jatkamme pyörimisliikkeen käsittelyä. Keskeisiä käsitteitä ovat pyörimisen energia, hitausmomentti ja  pyörimismäärä. Sovelluksena tarkastelemme gyroskooppia.

    Kirjasta luvusta 10 (Dynamics of rotational motion) alaluvut 10.1-10.3, ja 10.5-10.7. Luvusta 11 (Equilibrium and elasticity) alaluvut 11.1-11.3.

  • Viikko 5: 5.10.-11.10.

    Viidennellä viikolla tarkastelemme koordinaatistomuunnoksia. Tärkeitä käsitteitä ovat inertiaali- ja epäinertiaalikoordinaatistot sekä näennäisvoimat. Tärkeänä esimerkkinä käsittelemme keskipakovoimaa ja Coriolisvoimaa. 

    Kirjasta alaluvut 2.2 (instantaneous velocity), 2.6 (velocity and position by integration), 3.5 (relative velocity) sekä luvusta 4 (Newton's laws of motion) alaluvut 4.1-4.5. Lisäksi alaluvut 5.4 (dynamics of circular motion) sekä 8.5 (center of mass).

    Emme käsittele luennoilla törmäyksiä, mutta luku 8 oletetaan kirjasta luettavaksi.

    Huom. Oppikirjamme ei käsittele näennäisvoimia, muutoin kuin sanoen että keskipakovoimasta ei haluta puhua. Fysiikan ongelmia täytyy kuitenkin pystyä tarkastelemaan ja ratkaisemaan myös epäinertiaalisissa koordinaatistoissa, jolloin näennäisvoimien käsitettä ei voida sivuuttaa. Meille kuitenkin riittää kvalitatiivinen käsitys aiheesta ja tavoitteena onkin hahmottaa miltä kappaleiden liike näyttää erilaisista näkökulmista tarkasteltaessa.

  • Viikko 6: 12.10.-18.10.

    Kurssin viimeisellä viikolla käsittelemme jaksollista liikettä ja toisen asteen differentiaaliyhtälöiden käyttöä mekaniikassa. Esimerkkinä tarkastelemme erityisesti vaimenevaa harmonista värähtelijää.

    Kurssikirjasta alaluku 5.3 (Friction forces) sekä luvusta 14 (Periodic motion) alaluvut 14.1-14.7.

  • Kurssin suorittaminen ja arvostelu

    Kurssin suoritus koostuu seuraavista osista

    • luennot 2 x 2h / viikko (toteutettu etänä)
    • luentojen esitehtävät ennen kutakin luentoa (sähköiset Mycourses-tehtävät)
    • laskuharjoitukset 2h / viikko (salilaskarit, tehtävät sähköiset Mastering Physics-tehtävät)
    • ryhmälaskuharjoitukset 2h / viikko (toteutus osin etänä)
    • loppukoe (toteutus vielä auki)

    Kurssin arvosana koostuu kaikista osasuorituksista seuraavin painotuksin

    • esitehtävät, max 20 p
    • laskuharjoitukset, max 40 p
    • ryhmälaskuharjoitukset, max 20 p
    • loppukoe, max 20 p
    Kurssin läpäisy edellyttää vähintään puolta kokonaispistemäärästä (50p).

  • Korvaavia tehtäviä

    Osan puuttuvista suorituksista (laskuharjoitustehtäviä ja/tai ryhmälaskuharjoituksia) voi korvata vapaaehtoisella yksin tai pareittain tehtävällä kirjallisuuskatsauksella. Täällä on listattuna aiheita, mutta aihe voi olla myös opiskelijan oma kurssin aiheeseen liittyvä tai sitä laajentava. Kirjallisuuskatsaus arvostellaan asteikolla 0-8 p. Tehtävään ei pitäisi kulua aikaa viittä tuntia pidempään.

    Kirjallisuuskatsauksessa arvostellaan loppuraportti, josta arvostellaan seuraavat osiot:

    1. Yleiset kommentit ja ajatukset projektityön aiheesta -- mistä on kyse, mihin sitä voi käyttää tai miksi se on tärkeää?
    2. Hyviksi osoittautuneet hakusanat, joilla tietoa on löytynyt. Lisäksi lista hyviksi osoittautuneista lähteistä.
    3. Mitkä asiat kaipaisivat vielä selvitystä? Kuinka etenisitte projektissa, mikäli työn olisi oltava laajempi? Erityisesti lista jatkokysymyksistä, jotka vaatisivat selvennystä.

    Alla olevien aiheiden yhteydessä on hieman aiheeseen liittyvää aineistoa, joka toivon mukaan auttaa pääsemään aiheessa alkuun. Ottakaa etukäteen yhteyttä luennoitsijaan (jami.kinnunen@aalto.fi), mikäli haluatte kirjallisuuskatsauksen jostakin aiheesta tehdä.

  • 2020 Luentovideot

    Kurssin luentovideot tulevat tänne. Täällä on jo etukäteen luentovideoita edellisten vuosien kursseilta, mutta ne videot poistetaan sitä mukaa kun uudet videot saadaan nähtäville.