Modulhandbuch

Angewandte Biomechanik (aBM)

Physik

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe. Der Mathematik-Vorkurs wird dringend empfohlen!

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Ingenieur*innen der Biomechanik benötigen die physikalischen Grundlagen für das Verständnis der im Studium folgenden Fachvorlesungen und insbesondere für alle technischen Fachgebiete in der Praxis.

Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende physikalische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört die Anwendung von Erhaltungssätzen, Bewegungsgleichungen und Ergebnissen der modernen Physik.

In den Vorlesungen Physik I und Physik II werden die physikalischen Zusammenhänge anhand konkreter Beispiele vorgestellt, entwickelt, beschrieben und erläutert und die Anwendung spezieller mathematischer Methoden geübt.

Im Praktikum macht die weitgehend selbst aufgebaute Versuchsanordnug, die auch modernen Apparate zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien, das Zusammenspiel der benutzten Komponenten und Ihre Beeinflussbarkeit durch den/die Experimentator*in deutlich. In den Versuchen wird die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt. Ebenso muss sich der/die Experimentator*in mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut machen.

Die Experimente werden in kleinen, betreuten Gruppen bearbeitet. Die Schlüsselkompetenzen Kommunikationsfähigkeit und Teamfähigkeit sowie die Umsetzung theoretischer Grundlagen in praktische Anwendungen werden eingeübt.

Dauer 2
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150
Workload 270
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Physik I: Klausurarbeit, 90 Min.

Physik II: Klausurarbeit, 60 Min.

Physiklabor: Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

Physik I: 5 ECTS, Gewichtung der Modulnote: 2/3

Physik II: 2 ECTS, Gewichtung der Modulnote: 1/3

Physik-Labor: 2 ECTS

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Christian Ziegler

Empf. Semester 1 und 2
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen

Physik II

Art Vorlesung
Nr. M+V805
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Schwingungen und Wellen
    Mechanische Schwingungen: freie, gedämpfte und erzwungene Schwingungen, Resonanz
    Eigenschaften mechanischer und akustischer Wellen
  • Optik
    Geometrische Optik: Reflexion und Brechung, optische Instrumente
    Wellenoptik: Interferenz und Beugung
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)

Physik I

Art Vorlesung
Nr. M+V804
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
    Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
  • Mechanik
    Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik, Mechanik des Massenpunktes, Gravitationskraft und Coulombkraft;
    Arbeit, Energie und Leistung;
    elastischer und inelastischer Stoß;
    Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
    Mechanik deformierbarer Körper
  • Wärme
    Wärmeausdehnung;
    1. Hauptsatz der Thermodynamik;
    ideales Gas
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)

Physiklabor

Art Labor
Nr. M+V846
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

Literatur
  • Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
  • Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)