Pyörimisliike ja lämpöoppiLaajuus (3 op)

Osaamistavoitteet

Opiskelija tuntee ja ymmärtää pyörimisen peruslait ja osaa soveltaa niitä ammattialansa kannalta keskeisiin kohteisiin. Opiskelija tuntee kiinteän aineen kimmoisan käyttäytymisen syyt ja tärkeimmät seuraukset sekä nesteiden mekaniikan ja peruslait ja osaa käyttää tietojaan koneiden ja rakenteiden suunnittelussa ja toiminnan ymmärtämisessä. Opiskelija tuntee lämpöopin peruslait ja käsitteet sekä niiden rajoitukset ja merkityksen tekniikassa.

Sisältö

1. Pyörimisliikkeen kinematiikka ja dynamiikka: liikeyhtälöt, hitausmomentti, pyörimisenergia, vierimisvastus.
2. Aineen kimmoisat ominaisuudet.
3. Nesteiden statiikka: paine, hydrostaattinen paine, noste. Virtaukset: peruskäsitteitä, Bernoullin laki, viskositeetti.
4. Lämpöopin perusteet ja niiden sovelluksia: lämpötila ja sen mittaaminen, lämpölaajeneminen, lämpöenergia, olomuodon muutokset, ideaalikaasun tilanyhtälö, lämmön siirtyminen.

Esitietovaatimukset

Mekaniikan perusteet

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

1. Opiskelija tuntee pyörimisliikettä kuvaavat perussuureet ja yhtälöt ja osaa käyttää niitä pyörimisliikkeen kuvaamisessa. Opiskelija ymmärtää hitausmomentin merkityksen pyörimisliikkeessä.
2. Opiskelija osaa soveltaa Hooken lakia normaalijännityksen alaisille systeemeille.
3. Opiskelija tuntee nesteiden mekaniikan peruskäsitteet ja lait ja osaa määrittää hydrostaattisen paineen.
4. Opiskelija tuntee tärkeimmät lämpötila-asteikot ja lämpötilanmittausmenetelmät. Hän osaa laskea yksiulotteisen systeemin lämpölaajenemisen. Opiskelija osaa laskea lämpöenergiamuutoksia, kun aineen olomuoto ei muutu. Opiskelija tuntee eri lämmönsiirtymistavat.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

1. Opiskelija osaa käyttää pyörimisen liikeyhtälöitä yksinkertaisissa sovelluksissa. Opiskelija osaa määrittää hitausmomentteja symmetrisille kappaleille ja ymmärtää pyörimisenergian merkityksen pyörimisen dynamiikassa.
2. Opiskelija osaa soveltaa Hooken lakia sekä normaali- että leikkausjännityksille.
3. Opiskelija osaa soveltaa nestestatiikan peruslakeja yksinkertaisissa sovelluksissa ja tuntee nestevirtausta kuvaavat perussuureet ja yhtälöt.
4. Opiskelija osaa määrittää erimuotoisten kappaleiden lämpölaajenemisen ja laskea lämpöenergian muutoksia tilanteissa, jossa aineen olomuoto muuttuu. Hän osaa käyttää ideaalikaasujen tilanyhtälöä yksinkertaisissa kaasun tilamuutoksissa ja laskea lämmönsiirtymisessä tapahtuvia lämpöenergian muutoksia.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

1. Opiskelija osaa soveltaa pyörimisliikkeen liikeyhtälöitä yhdistetyssä etenemisessä ja pyörimisessä. Opiskelija osaa määrittää useasta osasta koostuvan systeemin hitausmomentteja ja systeemin kokonaisliike-energioita. Opiskelija osaa selittää mistä vierimisvastus aiheutuu.
2. Opiskelija osaa käyttää Hooken lakia eri tilanteissa ja ymmärtää sen rajoitukset ja merkityksen rakenteiden suunnittelussa.
3. Opiskelija osaa käyttää nestestatiikan peruslakeja ja soveltaa Bernoullin lain yksinkertaista muotoa perussovelluksissa. Hän ymmärtää virtausvastusten ja viskositeetin välisen yhteyden.
4. Opiskelija osaa käsitellä lämpölaajenemisen vaikutuksia aineissa ja rakenteissa. Hän osaa laskea lämpöenergian muutoksia eri systeemeissä ja soveltaa ideaalikaasulakia erilaisissa kaasun tilanmuutoksissa. Opiskelija osaa arvioida eri lämmönsiirtymistapojen tärkeyttä eri tilanteissa ja laskea säteilyn avulla siirtyviä lämpömääriä.