Fysiikan perusteet (5op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Opintojakson sisältö on jaksotettu viikoittaisiin teemoihin. Jokaisella viikolla perehdytään ensin peruskäsitteisiin ja edetään monimutkaisempiin sovelluksiin. Jokaisen viikon teemassa hyödynnetään ja laajennetaan aiempien teemojen osaamista.

Tavoitteet

Opit hyödyntämään fysiikkaa tapana ymmärtää ja kuvailla luonnon käyttäytymistä. Ymmärrät fysiikan merkityksen tekniikassa ja oman alasi kehityksessä.

Tunnet SI-järjestelmän. Osaat käsitellä suureyhtälöitä ja suureiden yksiköitä.

Tunnet tasaiseen ja tasaisesti kiihtyvään liikkeeseen liittyvät laskukaavat. Ymmärrät Newtonin lait ja osaat soveltaa niitä laskennallisesti. Tunnet ympyräliikkeen perussuureet. Tunnet mekaanisen energian lajit ja energian säilymislain. Tunnet liikemäärän ja liikemäärämomentin käsitteen. Osaat laskea yksinkertaisten kappaleiden hitausmomentteja ja soveltaa niitä vierimisen tarkastelussa. Osaat ratkaista yksinkertaisia tasapainoon liittyviä ongelmia. Tunnet värähdysliikkeen perussuureet ja osaat tarkastella jousien ja heilurien toimintaa laskennallisesti.

Tutustut mekaniikan mittauslaitteiden käyttöön. Osaat määrittää suureiden arvoja mittaustulosten perusteella. Osaat arvioida suureiden tarkkuutta mittausarvojen tarkkuuden perusteella.

Sisältö

- SI-järjestelmä
- Mittaustuloksiin liittyvä virheenarviointi
- Tasainen ja tasaisesti kiihtyvä liike
- Newtonin lait ja niiden soveltaminen
- Ympyräliike
- Mekaaninen energia
- Liikemäärä ja törmäykset
- Hitausmomentti ja vieriminen
- Jäykän kappaleen tasapainoehdot
- Mekaaninen värähdysliike

Aika ja paikka

Luokkaopetus toteutetaan lukujärjestyksen mukaisesti kampuksella (Jokiväylä 11). Opintojakso ajoittuu viikoille 6-16 siten, että viikon aikana on 1-2 kolmen oppitunnin mittaista opetuskertaa. Osa opetuskerroista on varattu tehtävien ohjaukseen opiskelijoiden tarpeiden mukaan.

Oppimateriaalit

Opintojakson Moodle-työtilassa on linkki verkko-oppimateriaaliin ja muu tarvittava materiaali. Oheiskirjallisuutena voi käyttää esimerkiksi: Hautala, Peltonen: Insinöörin (AMK) fysiikka Osa 1, tai Suvanto: Tekniikan fysiikka 1. Lisäksi voidaan käyttää teemoihin liittyviä artikkeleita, opinnäytetöitä tai muita verkkoaineistoja. Ne ovat myös saatavilla Moodlesta.

Opetusmenetelmät

Opetustunneilla perehdytään opintojakson teemoihin esimerkkien avulla. Joitakin aiheita voidaan opiskella itsenäisesti tukimateriaalien ja ohjeistettujen harjoitusten avulla. Opiskelijan niin halutessa kaikki teemat on mahdollista opiskella itsenäisesti, osallistumatta luokkaopetukseen. Aktiivinen osallistuminen opetustunneille on kuitenkin suositeltavaa. Opintojakson oppimateriaalit ja tehtävät ovat Moodle-työtilassa. Tehtävien ratkaisuun käytetään opiskelijoiden valinnan mukaan erilaisia laskinsovelluksia. Tähän opintojakson toteutukseen ei kuulu laboratoriotöitä.

Opetustunneilla ja erillisillä ohjaustunneilla on mahdollista laskea ohjatusti tehtäviä, jotka sisällytetään opintojakson arviointiin. Tehtävien suorittaminen myös itsenäisesti on mahdollista. Tehtävät avautuvat kevään aikana opetustuntien aikataulun mukaan. Kaikkien tehtävien palautuksen aikaraja on 26.4.2025. Opintosuoritukset arvioidaan kuukauden kuluessa tästä aikarajasta. Arviointiin kuuluu myös kaksi välikoetta, joiden suoritus on pakollista. Niiden ajankohta sovitaan opintojakson alkaessa.

Opintojaksolla hyödynnetään ARENEN liikennevalomallia. Opintojakson tehtävissä tekoälyn käyttö on sallittu, saa käyttää, ei tarvitse kertoa (vihreä), mutta välikokeissa käyttö kielletty, ei saa käyttää (punainen).

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Opintojaksoon kuuluu kaksi välikoetta. Niiden ajankohta sovitaan opintojakson alkassa. Kumpikin välikoe on suoritettava hyväksytysti. Välikokeet voi uusia seuraavan lukukauden loppuun menneessä. Uusimisen ajankohta sovitaan tapauskohtaisesti.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Voit suorittaa opintojakson aikana tehtävät itsenäisesti. Osaaminen on kuitenkin osoitettava myös suorittamalla kumpikin välikoe.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opintojakson laajuus 5 op vastaa noin 135 h opiskelijan työmäärää. Työmäärä jakautuu tasaisesti opiskeluun kampuksella, tehtävien suorittamiseen, sekä välikokeisiin valmistautumiseen ja muuhun itsenäiseen opiskeluun.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Tunnet SI-järjestelmän ja osaat käsitellä perus- ja johdannaissuureiden yksiköitä laskuissa. Tunnet mekaniikkaan liittyvät luonnonlait ja osaat käyttää niihin liittyviä laskukaavoja. Osaat määrittää suureita mittaustuloksien perusteella ja esittää suureet asianmukaisesti.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Tunnet SI-järjestelmän ja osaat käsitellä perus- ja johdannaissuureiden yksiköitä laskuissa. Tunnet mekaniikkaan liittyvät luonnonlait ja osaat soveltaa niihin liittyviä laskukaavoja ongelmien ratkaisussa. Osaat määrittää suureita mittaustuloksien perusteella ja laskea tulosten virhemarginaaleja.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Tunnet SI-järjestelmän ja osaat käsitellä perus- ja johdannaissuureiden yksiköitä laskuissa. Osaat analysoida mekaniikkaan liittyviä tilanteita luonnonlakien avulla. Osaat soveltaa asianmukaisia mekaniikan laskukaavoja alaasi liittyvien ongelmien ratkaisussa. Osaat määrittää suureita mittaustuloksien perusteella ja analysoida mittauksen tarkkuuden merkitystä lopputuloksen tarkkuuteen.