FYSP1020 Waves and Thermodynamics (5 cr)

Open the course unit brochure on Sisu
Study level:
Basic studies
Grading scale:
0-5
Language:
Finnish
Responsible organisation:
Department of Physics
Curriculum periods:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023, 2023-2024

Description

  • Oscillatory motion, harmonic oscillator, pendulums

  • Fluid mechanics, hydrostatic pressure, lift, Bernoulli’s principle

  • Propagating and standing waves, interference, sound waves

  • Temperature, heat, heat capacity

  • Ideal gas equation, kinetic gas theory

  • Thermodynamic processes, laws of thermodynamics

  • Heat engines, coolers, Carnot cycle

  • Entropy 

Learning outcomes

After the course students will be able to

  • Recognize the condition for the harmonic oscillator and apply the dynamics of the oscillatory motion in 1D.

  • Solve simple static and dynamic problems for ideal, laminar flow fluids.

  • Apply the principle of superposition for transverse and longitudinal waves in one and two dimensions.

  • Name the laws of thermodynamics, the key processes of thermodynamics and apply them to analyzing heat engines.

  • Name the thermodynamic properties of the ideal gas and solids and to explain their microscopic basis.

  • Interpret simple well documented computer programs and modify them to solve a given problem.

  • Act in a constructive way and perform group and self-evaluation 

Description of prerequisites

FYSP1010 Introduction to mechanics

Study materials

Online material and Youtube (opi fysiikkaa channel) videos 

Literature

  • Randall D. Knight. Physics for Scientists and Engineers - A Strategic Approach with Modern Physics. ISBN 978-0-13-394265-1. Harlow, Essex: Pearson Education, 2017.; ISBN: 978-0-13-394265-1

Completion methods

Method 1

Evaluation criteria:
Esimerkiksi itsenäisesti ja ryhmässä tehdyt harjoitustehtävät ja projektityöt (39/60), itsearviointi (7/60), ryhmäarviointi (7/60) sekä opettajan arviointi (7/60). Arviointikohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %. Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.
Time of teaching:
Period 2
Select all marked parts

Method 2

Description:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille ensimmäinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Evaluation criteria:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityöt (39/53), itsearviointi (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arviointikohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 % ja niiden osuudet. Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.
Time of teaching:
Period 2
Select all marked parts

Method 3

Description:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille ensimmäinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Evaluation criteria:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityöt (43/60), itsearvio (7/60) ja arviointikeskustelu (10/60). Arviointikohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Select all marked parts
Parts of the completion methods
x

Teaching (5 cr)

Type:
Participation in teaching
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
Esimerkiksi itsenäisesti ja ryhmässä tehdyt harjoitustehtävät ja projektityöt (39/60), itsearviointi (7/60), ryhmäarviointi (7/60) sekä opettajan arviointi (7/60). Arviointikohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %. Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.
Language:
Finnish
Study methods:

  • Laatuaikaoppiminen -toimintamallin mukaisesti viikoittain luennot sekä keskustelut ja vuorovaikutteiset tilaisuudet pienryhmissä sisältäen ryhmässä ja itsenäisesti tehtäviä harjoitustehtäviä. Lisäksi projektityöt sekä vertais- ja itsearviointi kurssin lopuksi.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisina ja ne arvostellaan. 

Teaching

x

Independent study (5 cr)

Type:
Independent study
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityöt (39/53), itsearviointi (7/53) ja arviointikeskustelu (7/53). Arviointikohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 % ja niiden osuudet. Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.
Language:
Finnish
Study methods:

  • Itsenäisesti viikoittain tehtävät harjoitustehtävät ja oppimispäiväkirja sekä projektityöt ja itsearviointi kurssin lopuksi.

  • Harjoitustehtävät palautetaan kirjallisina ja ne arvostellaan. 

Teaching

x

Independent study (5 cr)

Type:
Independent study
Grading scale:
0-5
Evaluation criteria:
Esimerkiksi harjoitustehtävät ja projektityöt (43/60), itsearvio (7/60) ja arviointikeskustelu (10/60). Arviointikohteiden kokonaispistemäärästä on saatava vähintään 50 %.
Language:
Finnish
Study methods:

Itsenäinen opiskelu (kurssikirja, videot), erikseen sovitut harjoitustehtävät ja suullinen kuulustelu.  

Teaching