Studeerwijzer 3NxB0 Nederlands nov 2013 JvS RE v 2Toegepaste)Natuurwetenschappen“3NxB0”)!...

Toegepaste Natuurwetenschappen “3NxB0”

Studeerwijzer Toegepaste Natuurwetenschappen November, 2013 1

Studeerwijzer

Toegepaste Natuurwetenschappen (3NxB0) x = A: conceptuele variant x = B: formele variant

November, 2013



Inhoudsopgave

A. Onderwijs structuur van het vak

I. Algemene informatie

II. Leerdoelen

III. Beoordeling

IV. Onderwijsvormen en methoden

V. Weekprogramma

B. Organisatie structuur van het vak

I. Instructeurs van de begeleide zelfstudie:

-‐ Algemene informatie

-‐ Contact informatie

II. Tijdschema van het vak en toetsmomenten

-‐ Belangrijke toetsmomenten

-‐ Locaties

III. Algemene informatie over gedragsregels en het gebruikte materiaal

C. Annex

Annex 1. Weekprogramma 3NAB0 en 3NBB0



A. Onderwijs structuur van het vak

I. Algemene informatie Dit vak zal aankomende ingenieurs een conceptuele basis geven van enkele fundamentele begrippen in de natuurkunde, waarmee hij/zij zich een ‘gefundeerd’ idee kan vormen over zowel wetenschappelijke als technologische ontwikkelingen op het gebied van bijvoorbeeld de medische-‐/nanotechnologie, energietechnologie (wind, zon, fusie, vlammen), klimaatcontrole, etc. Het belang van de concepten die behandeld zullen worden, zal verduidelijkt worden aan de hand van aansprekende demonstraties en voorbeelden waarbij bovenstaande technologieën van belang zijn. Studiejaar: 2012/2013 College planning: semester 1, blok B Doelgroep: Bachelor (alle faculteiten), verplicht Studiepunten: 5 ECTS Verzorgd door: Faculteit TN Verantwoordelijk docent: R. Engeln Mededocenten: Henk Schellen(B), Jos van Schijndel(B), Leo Pel(TN), Martijn van

Beurden(EE), Peter Bovendeerd(BMT), Frank Delbressine (ID) Onderwijs-‐ en tentamengegevens Onderwijsvorm: 7 weken, 2 x 2 uur college 7 weken, 2 x 2 uur begeleide zelfstudie Tentamenvorm: 1 eindtoets (60%, schriftelijk)

7 x toetsquiz, inleveren uiterlijk zondag middernacht (20%) 1 tussentoets (20%, tijdens de begeleide zelfstudie)

Studiemateriaal Boek

University Physics, Young and Freedman, 13de druk Aantal studenten 1500 II. Leerdoelen

• Het kunnen werken met symbolen (i.p.v. numerieke waarden) • Het kunnen toepassen van natuurkundige concepten op alledaagse verschijnselen • Het leren analyseren en oplossen van problemen die geassocieerd kunnen worden met

(afgeleide) behoudswetten van zowel de klassieke mechanica, vloeistof-‐ en thermodynamica • Het kunnen toepassen van de eigenschappen van eenvoudige periodieke beweging op

fysische systemen III. Beoordeling De eindbeoordeling zal bepaald worden uit 1. de uitslag van de eindtoets (60%), 2. een tussentoets, die tijdens één van de begeleide zelfstudies wordt afgenomen (20%), en 3. het gemiddelde van de scores van vijf van de zeven quiz-‐toetsen die in de eigen tijd gemaakt kunnen worden (20% ). Alle toetsen zullen (net als het college) in twee varianten worden afgenomen. De studenten die een bepaalde variant (A of B) volgen, krijgen dezelfde toetsen. Tijdens de begeleide zelfstudie is er aandacht voor de manier waarop de tussentoets en eindtoets wordt afgenomen.



IV. Onderwijsvormen en methoden Het college is vooral bedoeld om natuurkundige concepten te leren toepassen bij het verklaren van alledaagse verschijnselen. Aan de hand van aansprekende voorbeelden zullen de verschillende concepten top-‐down uitgewerkt worden. Hiervoor is gekozen omdat dit de mogelijkheid biedt om differentiatie aan te brengen in de uitwerking van meer conceptueel (kwalitatief) naar meer fundamenteel (kwantitatief). Dit laatste komt ook tot uiting in de colleges, die in twee varianten zullen worden gegeven. In beide varianten zullen dezelfde concepten worden behandeld. Het verschil zal vooral tot uiting komen in de mate waarin de concepten mathematisch worden uitgewerkt/afgeleid. Naast het college is er 4 uur per week ingeroosterd voor begeleide zelfstudie. Tijdens de begeleide zelfstudie wordt geoefend met het toepassen van de concepten die behandeld zijn tijdens het college. Afhankelijk van de faculteit, zal dit gebeuren door het maken van sommen en/of de behandelde concepten worden in opdrachten verwerkt, die aansluiten bij de verschillende faculteiten, en daarmee ook bij de interesse van de studenten. Ook kan eventueel een bepaald concept, dat specifiek voor een bepaalde faculteit van groot belang is, nog verder uitgediept worden. Onderwijsvorm Colleges: de opbouw van de colleges zal iedere week in grote lijnen hetzelfde zijn. Bij aanvang zal eerst aan de hand van enkele quizvragen en het gebruik van ‘clickers’ teruggekeken worden op de stof die de week ervoor is behandeld. De rest van het college zal typisch bestaan uit het introduceren van concepten, eventueel toegepast op een concreet voorbeeld of verder toegelicht aan de hand van een demonstratie. Regelmatig zal aan de hand van quizvragen nagegaan worden of het concept is begrepen (gebruik van ‘clickers’). Begeleide zelfstudie: De studenten zullen de concepten die tijdens het college worden besproken en toegelicht, in de praktijk toepassen in kleinere groepjes. De vorm waarin dit gebeurt zal faculteit-‐afhankelijk zijn. Benodigde voorkennis Het college is ingeroosterd in het tweede blok van het eerste semester. Alle studenten hebben in het eerste blok al het basis vak 'Calculus' gevolgd, waarin een groot deel van de wiskunde, die bij dit college nodig is, behandeld wordt. V. Weekprogramma Het weekprogramma is in de volgende tabel weergegeven. Niet alle inhoud zal tijdens de colleges behandeld worden. Het college is bedoeld om concepten te introduceren, en aan de hand van voorbeelden en demonstraties te laten zien hoe die concepten toegepast kunnen worden om verschijnselen te verklaren. Het gedetailleerde weekprogramma van de colleges, waarin ook per hoofdstuk wordt aangegeven welke paragrafen wel en niet onderdeel van de stof zijn, en van de begeleide zelfstudie is in Annex 1 te vinden. Dit programma is afhankelijk van de variant die je volgt. Er is een website beschikbaar met het programma van de A-‐variant: http://www.phys.tue.nl/nfcmr/natuur/collegenatuur.html. Daar zijn ook links te vinden naar extra ondersteunende informatie bij de stof, die ook geschikt is voor de studenten die de B-‐variant volgen. De invulling en organisatie van het faculteitspecifieke deel van het programma (week 4) zal bekend worden gemaakt via de OASE website.



wk 1 intro op het college

MasteringPhysics eenheden, dimensie analyse, grootte ordes 1 kinematica 2 dynamica 3

wk 2 wetten van Newton 4,5 arbeid en kinetische energie 6

wk 3 potentiele energie en energie behoud 7 botsingen 8

wk 4 FACULTEITSPECIFIEKE DEEL Voor Bouwkunde en Industrial Design:

Overige faculteiten zie OASE:

25, 26

wk 5 druk in een vloeistof 12 simpele harmonische oscillator, (demping, resonantie) 14

wk 6 longitudinale en transversale golven, interferentie, superpositie, staande golf,eigen frequentie

15

geluidsgolven, Doppler effect, resonantie, 'beat' frequentie 16

wk 7 Tempratuur en warmte, thermodynamisch evenwicht, fase overgang, warmte transport mechanismen (geleiding, straling, convectie)

17

lichtgolven: reflectie, breking, wet van Snellius, totale interne reflectie, 33 lichtgolven: dispersie, polarisatie, verstrooiing herhaling van de stof alle

stof

B. Organisatie structuur van het vak

I. Instructeurs van de begeleide zelfstudie: Zie OASE voor informatie over de docenten die de colleges geven en de instructeurs die de begeleide zelfstudie verzorgen.

-‐ contact informatie In de regel zijn de docenten en instructeurs van maandag tot en met vrijdag tussen 09.00 en 17.00 uur bereikbaar voor vragen via e-‐mail. Vragen kunnen ook gesteld worden via het algemene e-‐mailadres van de variant die je volgt; voor de conceptuele (A) variant: [email protected], en voor de formele (B) variant: [email protected]. Hierbij dient u als onderwerp altijd aan te geven welke Major u volgt.



II. Tijdschema van het vak en toetsmomenten Hieronder is te zien op welke dagen van de week het college en de begeleide zelfstudie is ingeroosterd. De colleges en de begeleide zelfstudie worden zowel in het Nederlands als in het Engels gegeven, en dit geldt voor beide varianten. Zie OASE voor de informatie over de precieze locatie.

ma di wo do vr timeslot

1+2 college_nl college_en

3+4 bz_nl bz_en

5+6 college_en college_nl

7+8 bz_en bz_nl

-‐ Belangrijke toetsmomenten De eindtoetsen (1ste en 2de poging) zullen op de volgende dagen worden afgenomen: 1ste poging: 3NAB0 : ???? januari 2014, xx.00 – xx.00, laptop (website MasteringPhysics) 3NBB0 : ???? januari 2014, xx.00-‐xx.00, schriftelijk 2de poging: 3NAB0 : zaterdag 12 april 2014, xx.00 – xx.00, laptop (website MasteringPhysics) 3NBB0 : zaterdag 12 april 2014, xx.00 – xx.00, schriftelijk Om het vak te halen dient er minimaal een 5.0 gescoord te worden voor de eindtoets (in overeenstemming met de OER) De tussentoetsen 3NBB3/3NAB3 : maandag 2 december, 10.45 – 11.30 uur (Nederlands) of woensdag 4 december, 10.45 – 11.30 uur (Engels). Bij de tussentoets zal gebruik gemaakt worden van de website MasteringPhysics (met uitzondering van de faculteit BMT/MWT). Indien u het niet eens bent met de uitkomst van de tussentoets of eindtoets, kunt u tot uiterlijk ?? dagen na bekendmaking van de uitslag, een e-‐mail sturen naar het e-‐mailadres van uw variant, waarin u de reden aangeeft en met als onderwerp om welke toets het gaat en de Major die u volgt. Toetsquizzen Iedere donderdag om 18.00 uur wordt een toetsquiz via MasteringPhysics aangeboden die de concepten van de colleges van die week toetst. De toetsquiz moet uiterlijk zondag middernacht ingestuurd worden via de website van MasteringPhysics. De totaal uitslag, bepaald uit het gemiddelde van de beste vijf van de zeven toetsquizzen, zal voor 20% meetellen bij het eindcijfer.

-‐ Locaties De tussentoets zal indien mogelijk afgenomen worden in de ruimte van de begeleide zelfstudie. Mocht dat niet kunnen, wordt van te voren via OASE duidelijk aangegeven waar de toets zal worden afgenomen. Voor de eindtoets zullen de zalen te zijner tijd op OASE worden bekendgemaakt.



III. Algemene informatie over gedragsregels en het gebruikte materiaal Hoewel je tentamen kunt doen zonder ooit op een hoorcollege of instructie geweest te zijn, raden wij dit sterk af. Voor het bestuderen van het vak, het behalen van het tentamen en een optimale score voor de tussentoets en de quiztoetsen, geven wij de onderstaande aanwijzingen om zoveel mogelijk profijt te trekken uit het aangeboden onderwijs. Dit betekent dus dat als je besluit van het hoorcollege en de instructies gebruik te maken, wij dan iets van je verwachten. Welke inzet we verwachten, bij het hoorcollege en bij de instructies, wordt hieronder ook nader toegelicht. Over het boek Naast de theorie bevat het boek verschillende hulpmiddelen voor het bestuderen van de stof. Er zijn uitgewerkte voorbeelden (Examples); sleutelbegrippen (Key concepts); een probleemoplos-‐strategie (Problem-‐Solving Strategy); samenvattingen (Summary); en verder vragen en (heel veel) opgaven van verschillende moeilijkheidsgraad (Questions, Exercizes, Problems and Challenge Problems). Er is veel materiaal: probeer efficiënt en doelgericht, maar ook selectief hiervan gebruik te maken. Over het hoorcollege We presenteren niet alleen de concepten, maar proberen ook achtergronden, verbanden en toepassingen te behandelen. Er kunnen ook “Questions”, “Problems” en tentamen-‐sommen aan de orde komen. De structuur van de stof en de belangrijke verbanden of overzichten zullen worden aangegeven. Ook zijn er demonstratie-‐experimenten. Denk niet dat alles behandeld wordt wat je voor het tentamen moet weten; we geven alleen een soort uittreksel van de stof. Ook zou je kunnen zeggen: een startpunt voor jou om zelf aan het werk te gaan. Tijdens het hoorcollege verwachten we minimaal dat je met aandacht luistert en niet zit te kletsen (ook niet over de stof, dat kan in de pauze). Maak aantekeningen van dingen die je niet goed begrijpt en van demonstraties. Je kunt vragen stellen als je nog ergens mee zit of gewoon meer wilt weten. Kom in de pauze of buiten de college-‐uren naar de docent toe als je uitgebreider van gedachten wilt wisselen of als je vindt dat het college niet goed loopt. Als voorbereiding op het college, verwachten we minimaal dat je de stof die tijdens dat college zal worden besproken hebt doorgelezen (zie weekindeling aan het eind van dit document). Ook kun je op de MasteringPhysics webpagina van het college iedere week een ‘Preperation’ file vinden, waarmee je zelf jouw kennis van enkele van de concepten van die week kunt toetsen. Over de begeleide zelfstudie (instructie) De centrale gedachte achter de begeleide zelfstudie is dat studenten zelf aan het werk zijn met de stof. Tijdens de instructie worden opgaven gemaakt door de studenten; dit gebeurt individueel: iedere student is zelf verantwoordelijk voor zijn/haar eigen werk. Zorg zelf dat je aan het eind van de instructies de opgaven snapt. De instructeurs zijn er voor vragen en problemen als je vastloopt. Je krijgt feedback over je werk. Zij zullen discussies stimuleren. Er wordt alleen iets voor de hele groep uitgelegd als het om een zeer algemeen probleem gaat. Soms worden er wel opgaven vergeleken, samenvattingen gegeven, een aanpak geëvalueerd, etc. Om met succes aan de instructies te kunnen deelnemen verwachten wij het volgende: vóór de instructies: bestudeer de theorie, met speciale aandacht voor de “Summary”, de “Key Concepts” en de “Problem-‐Solving Strategy”; werk je aantekeningen van het hoorcollege uit;



in het geval van problemen met de stof: zoek dan een “Example” erbij; probeer het nog eens, vraag een medestudent of uiteindelijk de instructiedocent. tijdens de instructies: maak de “Questions”, “Problems”, en eventueel de “Challenge Problems”. Zorg op zijn minst dat je aan alle opgaven hebt gewerkt. Doe dit op papier, en volg daarbij de ‘problem-‐solving strategy ISEE’, zoals uitgelegd in het boek! na de instructies: werk alle opgaven van de instructie in het net uit (hierbij vat je namelijk de stof nog eens samen); gebruik hiervoor de richtlijnen voor de uitwerking van een vraagstuk. Vul daarna pas de uitkomst in op de MasteringPhysics website. Op die manier leer je hoe je uitkomsten moet invoeren. Dat is een essentieel onderdeel als voorbereiding op de toetsen. Mocht je een technisch probleem ondervinden met de MasteringPhysics website, neem dan contact op met: http://247pearsoned.custhelp.com/ Wat levert deelname aan de werkcolleges je o.a. op?

ü een goede training in het oplossen van problemen; ü een goede voorbereiding op het tentamen en de tussentoets; ü een goede training in het stellen van vragen; ü een goede training in het formuleren van antwoorden op tentamenniveau; ü een mogelijkheid om met medestudenten samen te werken; ü een mogelijkheid om gebruik te maken van de assistentie van de instructiedocent.

Over eindtoets en tussentoets Voor het afnemen van de tussentoets wordt gebruik gemaakt van de website MasteringPhysics. Tijdens de toetsen mag een via OASE verstrekte samenvatting van het boek ‘University Physics’ van Young en Freedman worden gebruikt. Deze samenvatting mag alleen in papiervorm worden gebruikt, zonder aantekeningen. Het gebruik van een formuleboekje of zelf meegebrachte formules is niet toegestaan. Tijdens de begeleide zelfstudie zal ook geoefend worden met opgaven die lijken op opgaven die je zou kunnen verwachten tijdens de eindtoets. Dat is een essentieel onderdeel van de voorbereiding. De condities waaronder de eindtoets en tussentoets zal worden afgenomen kan per faculteit enigszins afwijken van bovenstaande. Indien dat het geval is, zal daar ruim van te voren duidelijkheid over worden gegeven.



Annex 1 Weekprogramma (in detail): 3NAB Weekprogramma (in detail): 3NBB



Weekprogramma (in detail): 3NAB

Week 1 (3NAB) voor-‐bereiding

bestudeer de samenvatting van de hoofdstukken 1, 2, en 3

kennis ophalen over vectornotatie en rekenen met vectoren

maken opgaven via Mastering Physics Course ID:NAB20132014CONCEPTUAL, assignment: preparation week 1

college intro op het college eenheden, dimensieanalyse, grootte-‐orden

introductie, en zal tijdens de komende colleges terugkomen

beweging langs een rechte lijn vrije val

beweging in 2 en 3 dimensies projectiel baan en cirkel beweging de wetten van Newton superpositie van krachten, drie wetten van Newton;

inertiaal systeem; vrijelichaamsdiagram

begeleide zelfstudie

discussion 2.16, 2.19, 3.12, 3.16,

MP assignment : Week 1 (exercises, problems, challenge problems)

2.6, 2.11, 2.12, 2.16, 2.28, 2.32, 2.48, 2.55, 2.65, 2.73, 2.81, 2.82, 3.11, 3.22, 3.27, 3.36, 3.48, 3.60, 3.76, 3.78,

leerdoelen drie fundamentele grootheden van de natuurkunde kunnen benoemen, en de bijbehorende eenheden kennen

het verschil begrijpen tussen een scalaire en vectoriele grootheid

het kunnen beschrijven van een rechtlijnige beweging in termen van (gemiddelde) snelheid en (gemiddelde) versnelling (vrije val)

het kunnen analyseren van rechtlijnige beweging met veranderlijke versnelling

in vectornotatie de beweging van een voorwerp in 2 en 3 dimensies kunnen weergeven het kunnen beschrijven van een projectiel baan, en enkele karakteristieken kunnen afleiden de versnellingsvector kunnen bepalen, en inzien dat de grootte van die vector niet nul hoeft te zijn, ook als de grootte van de snelheid constant is; dit kunnen toepassen bij het analyseren van uniforme en niet-‐uniforme cirkelbeweging

Eigenschappen van krachten kunnen benoemen, en inzien dat kracht een vector is het begrip netto-‐kracht kennen, en weten wat het betekent als de netto-‐kracht op een object nul is de relatie kennen tussen netto-‐kracht die op een object werkt, massa van het object en de versnelling weten hoe de krachten die twee voorwerpen op elkaar uitoefenen gerelateerd zijn




bestudeer de samenvatting van de hoofdstukken 4, 5, en 6

toepassingen van de wetten van Newton, gebruik van vrijelichaamsdiagrammen, arbeid en kinetische energie, potentiele energie en behoud van energie;

maken opgaven via Mastering Physics Course ID: NAB20132014CONCEPTUAL, assignment: preparation week 2

college wetten van Newton: toepassingen evenwicht, dynamica; wrijving; dynamica in een (niet-‐)uniforme cirkelbeweging

arbeid en kinetische energie positieve, negatieve en 'nul' arbeid; relatie tussen arbeid en kinetische energie; arbeid verricht door veranderlijke krachten; gemiddeld en instantaan vermogen

potentiele energie en energiebehoud gravitationele en elastische potentiele energie; behoud van mechanische energie

conservatieve en niet-‐conservatieve krachten; kracht uit potentiele energie (1-‐D)


discussion 4.33, 5.21, 6.21

MP assignment : Week 2 (exercises, problems, challenge problems)

4.4, 4.10, 4.26, 4.43, 4.54,5.3, 5.14, 5.20, 5.26, 5.35, 5.46, 5.53, 5.56, 5.71, 5.82, 5.88, 5.102, 5.105, 5.119, 6.3, 6.15, 6.29, 6.53, 6.63, 6.7

leerdoelen de wetten van Newton kunnen toepassen in situaties waarbij een voorwerp in evenwicht is, of versneld beweegt (rechtlijnig of cirkelbaan)

de eigenschappen van wrijvingskrachten kennen, en problemen waarbij die een rol spelen kunnen oplossen

kunnen uitrekenen van de arbieid verricht door een willekeurige kracht, en hieruit kunnen bepalen wat er met de kinetische energie van het voorwerp gebeurt waarop die kracht werkt

het kunnen rekenen met vermogen

de concepten van gravitationele en elastische potentiele energie kunnen toepassen bij het oplossen van problemen waarbij een voorwerp vertikaal beweegt, of aan een veer is bevestigd

weten hoe de wet van behoud van energie toe te passen in situaties waar zowel conservatieve als niet-‐conservatieve krachten werken




bestudeer de samenvatting van de hoofdstukken 7, 8 en 12

potentiele energie en behoud van energie; impuls, stoot, en botsingen, vloeistofdynamica


college impuls, stoot, en botsingen definitie van impuls; stoot-‐impuls theorema (beide zijn vectoren); behoud van impuls

behoud van impuls bij botsingen; type botsingen (elastisch, (volledig-‐)inelastisch)

vloeistofmechanica dichtheid van en druk in een vloeistof; wet van Pascal; buoyancy: principe van Archimedes

vloeistofstrooming, continuitietsvergelijking, (afleiding van) de vergelijking van Bernoulli


discussion 7.6, 8.2, 8.26, 12.23, MP assignment : Week 3 (exercises, problems, challenge problems)

7.5, 7.11, 7.18, 7.27, 7.35, 7.42, 7.63, 7.86, 8.6, 8.13, 8.20, 8.30, 8.41, 8.55, 8.59, 8.70, 8.106, 12.11, 12.17, 12.26, 12.30, 12.33, 12.37, 12.43, 12.46, 12.59, 12.89

leerdoelen de relatie kennen tussen impuls en stoot, en hoe die in relatie staat tot kracht

de eigenschappen kennen van elastisch en (volledig) in-‐eleastische botsingen begrijpen dat de snelheid van het massamiddelpunt van een systeem van voorwerpen bij het ondergaan van elastische botisngen constant is weten wat de druk in een vloeistof is, en hoe die te meten hoe de buoyancy-‐kracht te berekenen die een vloeistof uitoefent op een voorwerp, dat zich gedeeltelijk of geheel in de vloeistof bevindt

de relatie kennen tussen druk, stroomsnelheid en hoogte in een vloeistofstroom van een ideaal, niet-‐samendrukbare vloeistof (Bernoulli)



Week 4 (3NAB) voor BOUWKUNDE en INDUSTRIAL DESIGN: voor-‐bereiding

bestudeer de samenvatting van de hoofdstukken 25 en 26

Electrische stroom, weerstand, R-‐C circuits, vermogen, wet van Kirchhoff


college Electrische stroom, weerstand, definitie van stroom, weerstand, potentiaal

energie en vermogen in circuits

R-‐C circuits, wet van Kirchhoff weerstanden in serie en parallel, de wet van Kirchhoff

Laden en ontladen in R-‐C circuits


discussion 25.14, 26.5, 26.6 MP assignment : Week 4 (exercises, problems, challenge problems)

25.10, 25.16 25.17, 25.26, 25.29, 25.33, 25.37, 25.38, 25.42, 25.45, 26.2, 26.6, 26.10, 26.15, 26.25, 26.28, 26.41, 26.47, 26.52, 26.62

Leerdoelen de relaties kennen tussen stroom, potential, weerstand en vermogen

de soortelijke weerstand kunnen bepalen de vervangsweerstanden van serie en parallel schakelingen kunnen berekenen de wet van Kirchhoff kunnen toepassen

de dynamica van het laden en ontladen van R-‐C circuits kunnen beschrijven

Faculteitspecifiek 3NAB deel overige faculteiten

T.z.t. informatie via de OASE website




bestudeer de samenvatting van hoofdstuk 14 en paragraaf 15.1-‐15.3

harmonische oscillator, trillingen, golven


college simpele harmonische oscillator amplitude, frequentie en fasehoek; verplaatsing, snelheid en versnelling; behoud van mechanische energie

gedempte en gedwongen trilling zwakke, kritische en boven-‐kritische demping; resonantie

golven longitudinale en transversale golven; pulsgolven en harmonische golven; fasesnelheid versus deeltjessnelheid; de golfvergelijking


discussion 14.1, 14.5 | 15.5, 15.10

MP assignment : Week 5 (excersises, problems, challenge problems)

14.1, 14.11, 14.12, 14.20, 14.26, 14.30, 14.36, 14.48, 14.50, 14.58, 14.62, 14.72, 14.77, 14.95 | 15.4, 15.10, 15.11

leerdoelen kunnen beschrijven van trillingen in termen van amplitude, periodetijd en (hoek-‐)frequentie

kunnen analyseren van verplaatsing, snelheid en versnelling bij de simpele harmonische oscillator

behoud van mechanische energie kunnen toepassen bij de simpele harmonische oscillator begrijpen hoe demping het gedrag van de simpele harmonische oscillator beïnvloedt begrijpen hoe bij een gedwongen trilling een harmonische externe kracht kan leiden tot resonantie

het verschil kennen tussen longitudinale en transversale golven, en tussen pulsgolven en harmonische golven

het verschil kennen tussen fasesnelheid en deeltjessnelheid bij een golf

kunnen aantonen dat de wiskundige uitdrukking voor een harmonische golf voldoet aan de golfvergelijking (tweede partiele afgeleide kunnen bepalen)




bestudeer de samenvatting van de paragraaf 15.4 -‐ 15.6, hoofdstuk 16

interferentie, superpositie, geluidsgolven, Doppler effect, resonantie


college eigenschappen van een mechanische

golf snelheid van een transversale golf in een snaar of touw gemiddeld vermogen en intensiteit van een golfbeweging

interferentie, superpositie eigenschappen van een longitudinale golf (geluidsgolven)

geluidsnelheid in materialen intensiteit van een geluidsgolf en de Decibel

interferentie Doppler effect

staande longitudinale golven staande golven in een buis met een en met twee open-‐einden; normal-‐mode frequentie

resonantie frequentie begeleide zelfstudie

discussion 15.12 | 16.2, 16.13,


15.19, 15.27, 15.32, 15.58, 15.78 | 16.4, 16.7, 16.16, 16.25, 16.28, 16.31, 16.35, 16.45, 16.48, 16.52, 16.65, 16.70

leerdoelen weten hoe de snelheid van een golf in een snaar/touw afhangt van de eigenschappen van die snaar/dat touw

kunnen berekenen van de energie en de intensiteit van een transversale golf begrijpen wat er gebeurt als twee golven elkaar overlappen

een geluidsgolf kunnen beschrijven in termen van deeltjes-‐verplaatsing en drukverandering weten hoe de snelheid van een geluidsgolf in een materiaal afhangt van de eigenschappen van het materiaal

de relatie kennen tussen de Decibel en de verhouding van de intensiteit van een geluidsgolf en een referentie intensiteit

weten waarom een orgelpijp of fluit alleen bepaalde frequenties produceert kunnen beredeneren wat er gebeurt als twee geluidsgolven van twee verschillende bronnen overlappen

begrijpen waarom de frequentie van het geluid dat je hoort van een sirene veranderd als die sirene naar je toe of van je af beweegt



Week 7 (3NAB)

voor-‐bereiding

bestudeer de samenvatting van hoofdstuk 17 en 33

temperatuur; thermische uitzetting; warmte; geleiding; convectie; straling; eigenschappen van licht


college Temperatuur en temperatuurschalen;

thermische uitzetting en spanning Definitie temperatuur zowel microscopisch als macroscopisch; thermisch evenwicht; Kelvin-‐; Celsius-‐ schalen; Thermische lengteverandering, -‐volumeverandering en -‐ spanning; uitzettingscoëfficiënt

Warmte en warmtetransport Definitie warmte; soortelijke warmte; warmtestroom, -‐geleiding, -‐convectie en –straling; warmtegeleidingcoëfficiënt

Analogie met wet van Ohm Analogie tussen V=i x R en T = H x R reflectie en breking, totale interne reflectie, dispersie

lichtsnelheid; golffront; stralen; brekingsindex; hoek van inval, reflectie en transmissie; wetten van Snellius, totale interne reflectie, kleurafhankelijke brekingsindices, ontstaan van primaire en secundaire regenboog

polarisatie polarisatie filters, wet van Malus, polarisatie door reflectie, Brewster hoek, circulaire polarisatie, fotoelasticiteit

verstrooiing verstrooiing (algemeen), verstrooiing aan kleine deeltjes, waarom de lucht blauw is

Principe van Huygens golffront analyse bij reflectie en breking


discussion 17.5, 17.12 MP assignment : Week 7 (excersises, problems, challenge problems)

17.11; 17.16; 17.26; 17.28; 17.50; 17.63; 17.65; 17.66; 17.70; 17.71; 17.73; 17.83; 17.97; 17.100; 17.106; 17.107; 17.108; 17.109, 33.1, 33.8, 33.10, 33.13, 33.14, 33.17, 33.19, 33.21, 33.25, 33.26, 33.28, 33.29, 33.30, 33.32, 33.37, 33.38, 33.41, 33.48, 33.49, 33.52, 33.53, 33. 54, 33.62, 33.63; Tutorials: A sparkling diamond, scattering and polarized light, Huygens' Principle

leerdoelen weten wat temperatuur is, en hoe die te meten weten wat de definitie is van warmte de verschillende warmtetransporten kunnen benoemen en begrijpen Het begrip thermische uitzetting kennen en kunnen toepassen Analogie tussen wet van Ohm V = i x R en warmtetransport T = H x R begrijpen en kunnen toepassen. concepten van temperatuur en warmtetransport kunnen toepassen bij oplossen van thermische problemen

eigenschappen van licht benoemen en interpreteren wetten van Snellius kunnen toepassen

diverse natuurverschijnselen, waaronder de regenboog, blauwe lucht en rode zonsondergang in essentie verklaren

Polarisatie en polarisatie filters uitleggen en de wet van Malus toepassen Polarisatie door reflectie gebruiken in alledaagse situaties Theorie van de verstrooiing door kleine deeltjes toepassen Huygens principe gebruiken om de wetten van Snellius nader toe te lichten



Weekprogramma (in detail): 3NBB

Week 1 (3NBB) voor-‐bereiding


kennis ophalen over vectornotatie en rekenen met vectoren

maken opgaven via Mastering Physics Course ID: NBB20132014FORMAL, assignment: preparation week 1

Leerstof: hfd 1, hfd 2, hfd 3 (behalve 3.5)

college intro op het college

eenheden, dimensieanalyse, grootte-‐orden

introductie, en zal tijdens de komende colleges terugkomen

beweging langs een rechte lijn vrije val

beweging in 2 en 3 dimensies projectiel baan en cirkel beweging


discussion 2.16, 2.19, 3.12, 3.16 MP assignment : Week 1 (excersises, problems, challenge problems)

1.75, 1.99, 2.25, 2.29, 2.33, 2.47, 2.62, 2.74, 2.76, 2.82, 2.90, 2.94, 2.98, 2.99, 3.29, 3.60, 3.68, 3.74, 3.78, 3.88

leerdoelen drie fundamentele grootheden van de natuurkunde kunnen benoemen, en de bijbehorende eenheden kennen

het verschil begrijpen tussen een scalaire en vectoriele grootheid het kunnen beschrijven van een rechtlijnige beweging in termen van (gemiddelde) snelheid en (gemiddelde) versnelling (vrije val)

het kunnen analyseren van rechtlijnige beweging met veranderlijke versnelling

in vectornotatie de beweging van een voorwerp in 2 en 3 dimensies kunnen weergeven het kunnen beschrijven van een projectiel baan, en enkele karakteristieken kunnen afleiden de versnellingsvector kunnen bepalen, en inzien dat de grootte van die vector niet nul hoeft te zijn, ook als de grootte van de snelheid constant is; dit kunnen toepassen bij het analyseren van uniforme en niet-‐uniforme cirkelbeweging





introductie van de wetten van Newton, gebruik van vrijelichaamsdiagrammen, arbeid en kinetische energie


Leerstof: hfd 4, hfd 5, hfd 6

college de wetten van Newton superpositie van krachten, drie wetten van Newton; inertiaal systeem; vrijelichaamsdiagram

wetten van Newton: toepassingen evenwicht, dynamica; wrijving; dynamica in een (niet-‐)uniforme cirkelbeweging,

wrijving afhankelijk van de snelheid: scheiden van variabelen

arbeid en kinetische energie positieve, negatieve en 'nul' arbeid; relatie tussen arbeid en kinetische energie; arbeid verricht door veranderlijke krachten; gemiddeld en instantaan vermogen


discussion 4.33, 5.21, 6.21 MP assignment : Week 2 (excersises, problems, challenge problems) 4.43, 4.54, 4.56, 4.62, 5.3, 5.57, 5.60, 5.71, 5.88, 5.102,

5.108, 5.119, 5.120, 5.122, 5.126, 6.76, 6.80, 6.86, 6.103, 6.104

leerdoelen Eigenschappen van krachten kunnen benoemen, en inzien dat kracht een vector is het begrip netto-‐kracht kennen, en weten wat het betekent als de netto-‐kracht op een object nul is

de relatie kennen tussen netto-‐kracht die op een object werkt, massa van het object en de versnelling weten hoe de krachten die twee voorwerpen op elkaar uitoefenen gerelateerd zijn

de wetten van Newton kunnen toepassen in situaties waarbij een voorwerp in evenwicht is, of versneld beweegt (rechtlijnig of cirkelbaan)

de eigenschappen van wrijvingskrachten kennen, en problemen waarbij die een rol spelen kunnen oplossen

kunnen uitrekenen van de arbieid verricht door een willekeurige kracht, en hieruit kunnen bepalen wat er met de kinetische energie van het voorwerp gebeurt waarop die kracht werkt

het kunnen rekenen met vermogen




bestudeer de samenvatting van de hoofdstukken 7 en 8

potentiele energie en behoud van energie; impuls, stoot, en botsingen


Leerstof: 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 (alleen 1 dimensie), 7.5, 8.1 t/m 8.5

college potentiele energie en energiebehoud gravitationele en elastische potentiele energie; behoud van mechanische energie

conservatieve en niet-‐conservatieve krachten; kracht uit potentiele energie (1-‐D)

impuls, stoot, en botsingen definitie van impuls; stoot-‐impuls theorema (beide zijn vectoren); behoud van impuls

behoud van impuls bij botsingen; type botsingen (elastisch, (volledig-‐)inelastisch)


discussion 7.6, 8.2, 8.26 MP assignment : Week 3 (excersises, problems, challenge problems) 7.27, 7.34, 7.46, 7.71, 7.78, 7.86, 8.69, 8.72, 8.84, 8.86,

8.98, 8.104, 8.106, 8.109, 8.115

leerdoelen de concepten van gravitationele en elastische potentiele energie kunnen toepassen bij het oplossen van problemen waarbij een voorwerp vertikaal beweegt, of aan een veer is bevestigd

weten hoe de wet van behoud van energie toe te passen in situaties waar zowel conservatieve als niet-‐conservatieve krachten werken

de relatie kennen tussen impuls en stoot, en hoe die in relatie staat tot kracht

de eigenschappen kennen van elastisch en (volledig) in-‐eleastische botsingen begrijpen dat de snelheid van het massamiddelpunt van een systeem van voorwerpen bij het ondergaan van elastische botisngen constant is



Week 4

Faculteitspecifiek deel

T.z.t. informatie via de OASE website



Week 5 (3NBB)

voor-‐bereiding

bestudeer de samenvatting van hoofdstukken 12 en 14 (niet 14.6)

vloeistofmechanica; harmonische oscillator, trilllingen


Leerstof: 12.1 t/m 12.5, hfd 14 (behalve 14.6)

college vloeistofmechanica dichtheid van en druk in een vloeistof; wet van Pascal; buoyancy: principe van Archimedes

vloeistofstrooming, continuitietsvergelijking, (afleiding van) de vergelijking van Bernoulli

simpele harmonische oscillator amplitude, frequentie en fasehoek; verplaatsing, snelheid en versnelling; behoud van mechanische energie

gedempte en gedwongen trilling zwakke, kritische en boven-‐kritische demping; resonantie


discussion 14.1, 14.5


12.11, 12.17, 12.30, 12.37, 12.43, 12.53, 12.58, 12.66, 12.89, 12.90, 12.94, 12.97, 14.1, 14.11, 14.12, 14.20, 14.26, 14.36, 14.50, 14.61, 14.62, 14.72, 14.76, 14.85, 14.91, 14.93, 14.101

leerdoelen weten wat de druk in een vloeistof is, en hoe die te meten hoe de buoyancy-‐kracht te berekenen die een vloeistof uitoefent op een voorwerp, dat zich gedeeltelijk of geheel in de vloeistof bevindt

de relatie kennen tussen druk, stroomsnelheid en hoogte in een vloeistofstroom van een ideaal, niet-‐samendrukbare vloeistof (Bernoulli)

kunnen beschrijven van trillingen in termen van amplitude, periodetijd en (hoek-‐)frequentie

kunnen analyseren van verplaatsing, snelheid en versnelling bij de simpele harmonische oscillator behoud van mechanische energie kunnen toepassen bij de simpele harmonische oscillator begrijpen hoe demping het gedrag van de simpele harmonische oscillator beïnvloedt

begrijpen hoe bij een gedwongen trilling een harmonische externe kracht kan leiden tot resonantie



Week 6 (3NBB)

voor-‐bereiding

bestudeer de samenvatting van hoofdstukken 15 en 16

golven, interferentie, superpositie, geluidsgolven, Doppler effect, resonantie


Leerstof: hfd 15, hfd 16

college golven longitudinale en transversale golven; pulsgolven en

harmonische golven; fasesnelheid versus deeltjessnelheid; de golfvergelijking

eigenschappen van een mechanische golf

snelheid van een transversale golf in een snaar of touw gemiddeld vermogen en intensiteit van een golfbeweging

interferentie, superpositie eigenschappen van een longitudinale golf (geluidsgolven)

geluidsnelheid in materialen intensiteit van een geluidsgolf en de Decibel

interferentie Doppler effect

staande longitudinale golven staande golven in een buis met een en met twee open-‐einden; normal-‐mode frequentie

resonantie frequentie begeleide zelfstudie

discussion 15.5, 15.10, 15.12, 16.2, 16.13


15.4, 15.12, 15.13, 15.19, 15.27, 15.32, 15.58, 15.72, 15.81, 15.82, 16.4, 16.7, 16.16, 16.28, 16.31, 16.35, 16.45, 16.52, 16.57, 16.59, 16.65, 16.67, 16.70, 16.74, 16.75

leerdoelen weten hoe de snelheid van een golf in een snaar/touw afhangt van de eigenschappen van die snaar/dat touw

kunnen berekenen van de energie en de intensiteit van een transversale golf begrijpen wat er gebeurt als twee golven elkaar overlappen

een geluidsgolf kunnen beschrijven in termen van deeltjes-‐verplaatsing en drukverandering weten hoe de snelheid van een geluidsgolf in een materiaal afhangt van de eigenschappen van het materiaal

de relatie kennen tussen de Decibel en de verhouding van de intensiteit van een geluidsgolf en een referentie intensiteit

weten waarom een orgelpijp of fluit alleen bepaalde frequenties produceert kunnen beredeneren wat er gebeurt als twee geluidsgolven van twee verschillende bronnen overlappen

begrijpen waarom de frequentie van het geluid dat je hoort van een sirene verandert als die sirene naar je toe of van je af beweegt



Week 7 (3NBB)

voor-‐bereiding

bestudeer de samenvatting van hoofdstukken 17 en 33

temperatuur; thermische uitzetting; warmte; geleiding; convectie; straling; eigenschappen van licht


Leerstof: hfd 17, hfd 33

college Temperatuur en temperatuurschalen;

thermische uitzetting en spanning Definitie temperatuur zowel microscopisch als macroscopisch; thermisch evenwicht; Kelvin-‐; Celsius-‐ schalen; Thermische lengteverandering, -‐volumeverandering en -‐ spanning; uitzettingscoëfficiënt

Warmte en warmtetransport Definitie warmte; soortelijke warmte; warmtestroom, -‐geleiding, -‐convectie en –straling; warmtegeleidingcoëfficiënt

Analogie met wet van Ohm Analogie tussen V=i x R en T = H x R

reflectie en breking, totale interne reflectie, dispersie

lichtsnelheid; golffront; stralen; brekingsindex; hoek van inval, reflectie en transmissie; wetten van Snellius, totale interne reflectie, kleurafhankelijke brekingsindices, ontstaan van primaire en secundaire regenboog

polarisatie polarisatie filters, wet van Malus, polarisatie door reflectie, Brewster hoek, circulaire polarisatie, fotoelasticiteit

verstrooiing verstrooiing (algemeen), verstrooiing aan kleine deeltjes, waarom de lucht blauw is

Principe van Huygens golffront analyse bij reflectie en breking


discussion 17.5, 17.13 MP assignment : Week 7 (excersises, problems, challenge problems)

17.11; 17.26; 17.28; 17.50; 17.65; 17.66; 17.71; 17.73; 17.83; 17.97; 17.99; 17.100; 17.102; 17.106; 17.108; 17.109, 17.111, 17.121, 17.12, 17.126, 17.127, 33.7, 33.8, 33.10, 33.12, 33.17, 33.19, 33.21, 33.25, 33.26, 33.27, 33.28, 33.30, 33.32, 33.33, 33.36, 33.38, 33.47, 33.49, 33.52, 33.53, 33. 54, 33.56, 33.57, 33.62, 33.63, 33.66, 33.67.

leerdoelen weten wat temperatuur is, en hoe die te meten weten wat de definitie is van warmte

de verschillende warmtetransporten kunnen benoemen en begrijpen Het begrip thermische uitzetting kennen en kunnen toepassen Analogie tussen wet van Ohm V = i x R en warmtetransport T = H x R begrijpen en kunnen toepassen.

concepten van temperatuur en warmtetransport kunnen toepassen bij oplossen van thermische problemen

eigenschappen van licht benoemen en interpreteren

wetten van Snellius kunnen toepassen

diverse natuurverschijnselen, waaronder de regenboog, blauwe lucht en rode zonsondergang in essentie verklaren

Polarisatie en polarisatie filters uitleggen en de wet van Malus toepassen Polarisatie door reflectie gebruiken in alledaagse situaties Theorie van de verstrooiing door kleine deeltjes toepassen

Huygens principe gebruiken om de wetten van Snellius nader toe te lichten

Studeerwijzer 3NxB0 Nederlands nov 2013 JvS RE v 2Toegepaste)Natuurwetenschappen“3NxB0”)!...

Documents

Transcript of Studeerwijzer 3NxB0 Nederlands nov 2013 JvS RE v 2Toegepaste)Natuurwetenschappen“3NxB0”)!...