HVL-logoHVL-logo

Emnearkiv

Dynamikk (MAS112)

Emnebeskriving for studieåret 2017/2018

Læringsutbytte:

Ved fullført emne skal studenten ha følgende totale læringsutbytte:

Kunnskap (generell forståelse)

  • Forståelse av kinematikk (translasjon og rotasjon) og kinetikk (krefter og momenter) i både to og tre dimensjoner
  • Forståelse av enkle mekanismer

Evner (individuelle, spesifikke)

  • Bruke Newtons bevegelsesligninger på partikler og legemer i forskjellige koordinatsystemer.
  • Redegjøre for mekaniske egenskaper til bl.a. tannhjul, ledd, gyroskop, rullende hjul, og andre enkle mekanismer.
  • Løse ligningssystemer ved bruk av matematisk programvare.
  • Anvende metoder fra vektor- og matrisealgebra
  • Anvende metoder fra differensial- og integralregning

Kompetanse (effektiv anvendelse og integrering av ferdigheter)

  • Forenkle et komplekst problem, lage et fritt-legeme-diagram for å forenkle analysen
  • Skille mellom anvendelse av partikkel og legeme-begrep.
  • Forstå begrensningene bed bruk av modeller;
  • Forstå rollen til energitap via friksjonsarbeid
  • Forstå betydningen (og begrensninger) til datamaskiner ved behandling av komplekse problemer.

Innhald og oppbygging :

Dynamikk dreier seg om kinematikk (bevegelse) og kinetikk (krefter som skaper bevegelse) til partikler og legemer. Dette kurset benytter seg av matriser og referansesystemer i bevegelse for å utføre analyse av både 2D- og 3D-bevegelse. Kurset introduserer følgende emner: lineart moment, angulært moment, arbeid, energi og bevaringslover. Studentene vil lære å bruke matematisk programvare til å løse oppgaver i dynamikk. Studentene vil bli kjent med komponenter som bl.a. tannhjul, ledd, rullende hjul, kam og gyroskop. Forelesninger, oppgaveregning og eksamen vil foregå på engelsk.

Innhold

  • En partikkel: kinematikk, kinetikk, arbeid, energi, moment.
  • To partikler: se ovenfor, pluss kontakt og kollisjoner
  • Mange partikler: se ovenfor, pluss definisjon av massesenter
  • Kinematikk til legemer i to og tre dimensjoner
  • Kinetikk til legemer i to og tre dimensjoner: Newtons og Eulers ligninger
  • Kinetisk analyse av ledd og gyroskop

Undervisnings- og læringsformer: Oppgaveregning, forelesninger.

Undervisningsspråk: Engelsk, norsk dersom bare norskspråklige studenter.

Vurderingsform:

Skriftlig skoleeksamen, 4 timer.

Tid og sted for eksamen blir opplyst på Studentweb.

Karakterskala A-F, der F tilsvarer ikke bestått.

Arbeidskrav:

4 obligatoriske oppgaver skal være gjennomført og godkjent.

Godkjent arbeidskrav er gyldig i det påfølgende semesteret etter godkjenningen.

Hjelpemiddel ved eksamen: Standard HVL-godkjent kalkulator.

Tilrådde forkunnskapar: Statikk og fasthetslære MAS100, Grunnleggende matematikk for ingeniører MAT100, Videregående matematikk for maskiningeniører MAT107.

Dynamics (MAS112)

Course Description for Year of Study 2017/2018

Learning Outcome:

After completing the course MAS112 the students will possess the following:

Knowledge (overall understanding)

  • An understanding of kinematics (translation and rotation) and the kinetics (force and moments) in both two and three dimensions.
  • An understanding of simple mechanisms.

Skills (individual, focused abilities)

  • Apply Newton's Laws of motion on particles and bodies.
  • Understand the mechanics of links, gears, gyroscopes, rolling wheels and other mechanisms.
  • Solve systems of equations using mathematical computer packages.
  • Apply methods of matrix and vector algebra
  • Apply methods of differential and integral calculus

Competence (effective application and integration of skills)

  • Simplify a complex problem, creating free body diagrams to simplify analyses.
  • Distinguish when to model objects as particles or bodies.
  • Understand the limitations of models;
  • Understand the role of energy dissipation through friction.
  • Understand the role that computers can play in solving complex problems.

Contents and Structure:

This course concerns the kinematics (motion) and kinetics (forces that cause motion) of both particles and bodies. It exploits rotation matrices and moving frames for the analysis for both 2D and 3D motion. The course introduces the following topics: linear momentum, angular momentum, work, energy and conservation principles. Students will learn a simple math software package and apply it to problems in dynamics. Students will be introduced to the mechanics of gears, links, rolling wheels, cams, rotating axial members and gyroscopic effects. The lectures, exercises and exams will be given in English.

Content

  • Single Particles: Kinematics, Kinetics, Work, Energy, Momentum.
  • Two Particles: the above, plus contact and collision
  • Many Particles: the above, plus the concept of centers of mass
  • Kinematics of bodies in two and three dimensions
  • Kinetics of bodies in two and three dimensions: Newton's and Euler's Equations
  • Kinetic analyses of axial members and gyroscopic effects

Teaching Methods: Exercises, lectures.

Language of Instruction: English, Norwegian if only Norwegian-speaking students.

Entry Requirements: Statics and strength of materials, Mathematics 1, Mathematics 2.

Assessment:

Written examination, 4 hours.

Time and place for the examination will be announced at Studentweb.

Grading scale is A-F where F is fail.

Course Requirements:

4 mandatory assignments.

Approved assignments are valid in the examination semester and 1 following semester.

Examination Aids: One simple standard HVL approved calculator.