FY546: Videregående mekanik og relativitetsteori

Anvendelser:

Studiet af klassisk mekanik i almindelighed, og fluiddynamik i særdeleshed, er kritisk for vores evne til bæredygtigt at udnytte Jordens energiressourcer ved hjælp af fx. hydroelektriske dæmninger og vindmøller. I disse to tilfælde kan vi betragte hhv. vand og luft som maskinens drivvæske og væskens bevægelse (og derfor den udvundne energi) er styret af Navier-Stokes-ligningen som er et primært fokus i kursets anden del.

• Anvende den matematiske formalisme i klassisk-, relativistisk- og fluid mekanik til at opstille og løse modeller for fysiske problemstillinger. Kursets tema er således anvendelsen af Newtons bevægelseslove under mere generelle omstændigheder end punktmekanikken.

• Speciel relativitetsteori: Lorentz transformationerne, rumtidens geometri, relativistisk kinematik og dynamik.
• Konservative kraftfelter: Impuls- og energibevarelse som princip, Keplers love, solsystemet.
• Accelererede koordinatsystemer: Fiktive kræfter, Foucault pendulet og Newtons spand.
• Analytisk mekanik: Lagrange og Hamiltons ligninger
• Partikler og stive legemer: Energi, impuls, inertimoment og angulært moment under generel bevægelse.
• Kontinuumsmekanik: Tryk og stress, opdrift, ukompressible fluider, Navier-Stokes ligning for ideelle og viskøse fluider.

Classical Mechanics af John R. Taylor
B. Lautrup: Physics of Continuous Matter, Second Edition: Exotic and Everyday Phenomena in the Macro-scopic World, CRC Press
Forelæsningsnoter.

Se itslearning for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.

Skemalagte undervisningstimer:  

Antal undervisningstimer i alt: 90

Heraf:  

Fællestimer i klasselokale/auditorium 90

Undervisningsformen er forelæsninger og regneøvelser. Til regneøvelserne skal de studerende løse opgaver der træner dem i at anvende den lærte teori på konkrete fysiske problemer indenfor kursets emner. Endvidere er der mulighed for en række valgfri afleveringsopgaver. Hver uges forelæsninger indeholder introducerende regneøvelser og vil blive fulgt op af regnetimer.

Andre planlagte undervisningsaktiviteter:  

• Løsning af opgaver inden undervisningen.
• Selvstudium af lærebog.
• Forberedelse til eksamen.