Theoretische Physik 1: Mechanik (TP-1)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Theoretical Physics 1: Mechanics)

Lehrveranstaltungen:

• • Theoretische Physik 1: Mechanik
    (Vorlesung, 4 SWS, Michael J. Hartmann)
  • Übungen zur Theoretischen Physik 1: Mechanik
    (Übung, 3 SWS, Michael J. Hartmann et al., Do, 13:00 - 16:00, SR 00.732; Do, 13:00 - 16:00, 10:00 - 13:00, SR 01.332, (außer Do 28.4.2022); Do, 13:00 - 16:00, SR 01.779, SR 02.729, SR 02.779, SRLP 0.179, TL 1.140, SR 01.178; Do, 16:00 - 19:00, 10:00 - 13:00, SRLP 0.179; Do, 16:00 - 19:00, Raum n.V., (außer Do 28.4.2022); Do, 16:00 - 19:00, SR 01.779, SR Staudtstr. 3, SRTL (307); Do, 10:00 - 13:00, SR 02.729, TL 1.140)

Inhalt:

• Kinematik und Dynamik von Massenpunkten:

Koordinatensysteme, Inertialsysteme, Galilei Transformationen, Bahnkurven, Kraft, Arbeit, kinetische Energie, Potentiale, Newtonsche Gesetze

• Mehrteilchensysteme:

Schwerpunkt, Drehimpuls und Drehmoment, Zweikörpersysteme, Relativbewegung, Keplerproblem

• Schwingungen und Oszillatoren:

Harmonischer Oszillator, Gedämpfte Schwingung, Erzwungene Schwingung

• Bewegung starrer Körper:

Definition starrer Körper, Kinetische Energie und Trägheitstensor, Kreisel,

• Lagrange-Formalismus:

Variationsprinzipien, Euler-Lagrange-Gleichung, Zwangsbedingungen, Symmetrien, Zyklische Koordinaten Noether-Theorem

• Hamilton-Formalismus:

Legendre-Transformation, Phasenraum, Hamilton-Funktion, kanonische Gleichungen. Poisson-Klammern, kanonische Transformationen, Erhaltungssätze

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erläutern und erklären die theoretisch-physikalische Beschreibung der Mechanik und reflektieren vorgestellte Theorien gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis

• strukturieren Probleme mathematisch und lösen sie eigenständig
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich): ab 1. Semester
   (Po-Vers. 2017w | NatFak | Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich) | Gesamtkonto | Theoretische Physik 1: Mechanik)
2. Materialphysik (Bachelor of Science): ab 2. Semester
   (Po-Vers. 2009 | NatFak | Materialphysik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
3. Materialphysik (Bachelor of Science): ab 2. Semester
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Materialphysik (Bachelor of Science) | Module des 1. und 2. Fachsemesters | Theoretische Physik 1: Mechanik)
4. Mathematik (Bachelor of Science): ab 2. Semester
   (Po-Vers. 2015w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Physik (experimentell) | Vertiefungsmodule | Theoretische Physik 1: Mechanik)
5. Mathematik (Bachelor of Science): ab 2. Semester
   (Po-Vers. 2015w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Physik (theoretisch) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
6. Mathematik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Physik (theoretisch) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
7. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien): ab 2. Semester
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Theoretische Physik und Wahlpflichtbereich | Theoretische Physik 1 LA: Mechanik)
8. Physik (Bachelor of Science): ab 2. Semester
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Module des 1. und 2. Fachsemesters, Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Theoretische Physik 1: Mechanik)
9. Physik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2018w | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
10. Physik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2020w | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
11. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science): ab 2. Semester
    (Po-Vers. 2010 | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
12. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2018w | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Theoretische Physik 1: Mechanik)
13. Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2020w | NatFak | Elitestudiengang Physik mit integriertem Doktorandenkolleg (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | Theoretische Physik 1: Mechanik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zur Theoretischen Physik 1: Mechanik (Prüfungsnummer: 61001)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 10 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Freiwillige Zwischenprüfung: Die Bearbeitung von 50% der Hausaufgaben in sinnvoller Weise und die Präsentation von einer vollständig, überwiegend richtig gelösten Aufgabe während des Semesters führt zu einer Verbesserung um eine Notenstufe (0,3 oder 0,4 Notenpunkte).

Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: SS 2022 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Michael J. Hartmann