Mekaniikka ja sähköoppiLaajuus (6 op)

Osaamistavoitteet

Suoritettuaan opintojakson opiskelija tuntee ilmiöiden kuvaamiseen liittyvät suureet ja hallitsee mekaniikan, lämpöopin ja sähköopin perusteet. Opiskelija ymmärtää, että fysiikan teoriat ovat todellisuutta kuvaavia malleja, jotka perustuvat havaintoihin ja mittauksiin. Opiskelija osaa luokitella luonnonilmiöitä ja tuntee niiden kuvaamiseen liittyvät fysiikan lait, mihin ne perustuvat ja mitkä ovat niiden rajoitukset. Opiskelija ymmärtää insinöörisovellusten perusteet.
-----
Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa soveltaa mekaniikan, peruslämpöopin ja perussähköopin aihesisältöjä insinöörisovelluksiin.

Sisältö

Mekaniikka
- kinematiikka, dynamiikka, pyörimisliike, jäykän kappaleen dynamiikka, statiikka
Nesteet
- hydrostatiikka (paine, hydrostaattinen paine, Arkhimedeen laki) ja hydrodynamiikka (jatkuvuusyhtälö, Bernoullin yhtälö, viskositeetti, laminaari ja turbulentti virtaus, Reynoldsin luku, muotovastustekijä )
Lämpöoppi
- lämpötila-asteikot, aineen lämpöopilliset ominaisuudet, latentti lämpö
Sähköoppi
- Coulombin laki, sähkökenttä, hankaussähkö, varaaminen induktiolla, potentiaali ja jännite, johteet ja eristeet sähkökentässä, levykondensaattori, kondensaattorien kytkennät sarjaan ja rinnan
- virta, resistanssi, resistiivisyys, Kirchhoffin lait, tehohäviö vastuksissa, vastusten kytkennät sarjaan ja rinnan, jännitteen virran ja resistanssin mittaaminen, sisäinen vastus
-----
- Newtonin painovoimalaki
- nestepatsasmanometri, areometri, Venturin putki, Pitot- putki, Poiseuillen virtaus, kapillaari-, pudotus- ja rotaatioviskosimetri, nesteiden luokittelu, viskoelastiset aineet
- kiinteän aineen mekaaniset ominaisuudet (normaalijännitys, leikkausjännitys, Poissonin suhde ja puristuvuuskerroin)
- bimetallilämpömittari, lämmön siirtyminen monikerros-rakenteessa, energiatase
- Gaussin laki, katodisädeputki, mikroaaltouunissa kuumeneminen, pietsosähköiset kiteet, mustesuihkukirjoitin, kapasitiiviset anturit (siirtymä-, kiihtyvyys-, pinnankorkeus-, kosteus), resistiiviset anturit, suprajohtavuus, termistori, termoelementti, Wheatstonen siltakytkentä ja venymäliuska, kondensaattori tasavirtapiirissä, elektrodialyysi, sähköstaattinen ilmanpuhdistin, eletroforeesi, dielektroforeesi

Esitietovaatimukset

Fysiikan peruskurssi