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112 - Mathematisch-physikalische Grundlagen 1

112.1 - Ingenieurmathematik

112.2 - Physik 1

112.1 - Ingenieurmathematik: Prof. Dr.-Ing. Robert Dürr

112.2 - Physik 1: Prof. Dr. rer. nat. habil. Holger Schanz

•  Pflichtmodul

•  Wahlpflichtmodul

•  Wahlmodul

Gesamtzeit: 330 h, davon

Präsenz-Kontaktzeit: 158 h

Online-Kontaktzeit: 0 h

Selbststudium: 172 h

112.1: Immatrikulation; empfohlen: Teilnahme "Mathematische Grundlagen"

112.2: nach SPO: Amtl. Bek. Nr. 28/2022, 29/2022, 30/2022, 31/2022 und 32/2022
empfohlen: Mathematik Grundlagen

112.1 - Ingenieurmathematik

Die Studierenden können nach Abschluss des Moduls:

• den mathematischen Anteil ingenieurtechnischer Problemstellungen erfassen und interpretieren,
• die geeigneten mathematischen Lösungsmethoden auswählen, anwenden und kritisch bewerten
• sich selbstständig in ein eng umrissenes Gebiet einarbeiten sowie entsprechende Literatur auswählen und beurteilen
• rechnerbasierte Werkzeuge zur Lösung ingenieurtechnischer Anwendungen einsetzen

112.2 Physik

Die Studierenden kennen die grundlegenden physikalischen Größen und Gesetze der Kinematik und Dynamik, können damit wesentliche physikalische Zusammenhänge in natürlichen und technischen Systemen verbal beschreiben und einfache Modellvorstellungen ableiten. Sie können physikalische Problemstellungen mathematisch modellieren und unter Beachtung physikalischer Einheiten berechnen. Die Studierenden können ihre erworbenen Kenntnisse in experimentellen Arbeiten anwenden, die Messergebnisse unter physikalischen Gesichtspunkten und unter Beachtung des Gültigkeitsbereichs mathematischer Modelle prüfen, bewerten und wissenschaftlich darstellen. Sie können die Genauigkeit von Mess- und Rechenergebnissen abschätzen und kritisch bewerten.

•  Fachkompetenz

•  Sozialkompetenz

•  Methodenkompetenz

•  Selbstkompetenz

112.1 - Ingenieurmathematik

Vorlesung & Übung mit Tafel, Projektor und Computer; Handouts und Übungsaufgaben in Moodle

112.2 Physik

Präsenzveranstaltung (Vorlesung, Demonstrationsexperimente und Aufgabenbeispiele), wöchentliche Hausaufgaben, ein in Gruppen durchgeführter Praktikumsversuch

Gesamtzeit: 180 h, davon

Präsenz-Kontaktzeit: 102h

Online-Kontaktzeit: 0 h

Selbststudium: 78 h

Vorlesung:

Übung:

Praktikum:

3

2

1

• Differential- & Integralrechnung für Multivariate Funktionen
• Reihenentwicklung
• Differentialgleichungen und -systeme

• Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Vieweg, 2024
• Westermann: Mathematik für Ingenieure, Springer, 2024
• Preuß: Lehr- und Übungsbuch Mathematik, Fachbuchverlag Leipzig Köln, 2003

Mathematics 2 (Engineering Mathematics)

• Calculus for multivariate functions
• Series expansions 
• (Systems of ) ordinary differential equations

Gesamtzeit: 150 h, davon

Präsenz-Kontaktzeit: 56 h

Online-Kontaktzeit: 

Selbststudium: 94 h

Vorlesung

Übung

3

1

• SI-System von 2019, Maßeinheiten, Dimensionen, signifikante Stellen, systematische und zufällige Messabweichungen, absolute und relative Messunsicherheit, Fehlerfortpflanzung
• Klassische Kinematik: Ortsvektor, Geschwindigkeit, Beschleunigung in Translation und Rotation, Galilei-Transformationen, Fallbeschleunigung, Wurfparabel
• Dynamik: Newtonsche Axiome, träge und schwere Masse, Kraftvektoren (rechnerische und grafische Addition, Komponenten), Kraftgesetze (Gravitation, elastische Kräfte, Reibungskräfte, Coulomb- und Lorentz-Kraft, Trägheitskräfte), schiefe Ebene

• Statik und Dynamik des starren Körpers: Schwerpunkt, Drehmoment, Trägheitsmoment, Gleichgewichtsbedingungen

• Erhaltungssätze und Bilanzgleichungen: Energie, Arbeit und Leistung; kinetische Energie, Potentialkräfte und ihre potentiellen Energien, Energieerhaltung, Masse-Energie-Beziehung; Impuls und Impulserhaltung, elastische und inelastische Stoßprozesse, Drehimpuls und Drehimpulserhaltung,

• Skript, Beispielaufgaben und weiterführendes Material auf Moodle 
• Lehrbuch: H. Stroppe, PHYSIK für Studierende der Natur-und Ingenieurwissenschaften. 2018: Carl Hanser Verlag GmbH Co KG.
• H. Stroppe, Physik: Beispiele und Aufgaben. 2016: Carl Hanser Verlag GmbH Co KG.

Physics 1

Students are familiar with the fundamental physical quantities and laws of kinematics and dynamics; they are able to use these to describe key physical relationships in natural and technical systems verbally and to derive simple models. They can mathematically model physical problems and perform calculations whilst taking physical units into account. Students can apply the knowledge they have acquired in experimental work; they can examine, evaluate and present the measurement results scientifically, taking into account physical principles and the scope of validity of mathematical models. They can estimate and critically evaluate the accuracy of measurement and calculation results.

112.1 - Ingenieurmathematik

BA-ET, BA-ET (dual), BA-MB, BA-MB (dual), BA-MT, BA-MT (dual)

112.2 Physik 1:

BA-ET, BA-ET (dual), BA-MB, BA-MB (dual), BA-MTMTK, BA-MT MTK (dual), BA-WIW, BA-WIW (dual)