Cursusdoel:
- Na afronding van de cursus ben je vertrouwd met het toepassen met vectoren in de mechanica en de relativiteitstheorie, en het tekenen en toepassen van ruimtetijd diagrammen.
- Na afronding van de cursus ben je bekend met de wetten van Newton en de begrippen snelheid, versnelling, traagheid en kracht.
- Na afronding van de cursus ben je bekend met de postulaten van de relativiteitstheorie, de tijdsdilatatie en de lengtecontractie en ben je in staat om aan de hand hiervan zelfstandig opgaven op te lossen.
- Na afronding van de cursus ben je vertrouwd met het klassieke en het relativistische Doppler-effect, de wet van de optelling van relativistische snelheden en kan dit toepassen in concrete situaties.
- Na afronding van de cursus ben je bekend de Galileo en Lorentz transformaties, met de begrippen massamiddelpunts beweging, relatieve beweging en gereduceerde massa en kan deze begrippen/transformaties toe passen in concrete situaties.
- Na afronding van de cursus ben je vertrouwd met de begrippen van (relativistische) kinetische, potentiele en mechanische energie, impuls en impulsmoment voor (massieve en massaloze) deeltjes. Je kent de relevante behoudswetten van deze grootheden en kan ze toepassing op de beweging, botsingen en vervalsprocessen van deeltjes.
- Na afronding van de cursus kun je bewegingsvergelijkingen opstellen en oplossen voor een deeltje onder invloed van eenvoudige plaats en/of tijdsafhankelijk krachten.
- Na afronding van de cursus ben je bekend met de wetten van Kepler en begrijpt hoe deze volgen uit de wetten van Newton en de algemene zwaartekrachtswet van Newton en kan ze toepassen op de beweging van planeten, manen en satellieten.
|
 |
|
Vakinhoudelijk
De klassieke mechanica is gebaseerd op de wetten van Newton, die hij voorstelde vanuit de veronderstelling dat alle beweging relatief moet zijn. Uit ogenschijnlijk eenvoudige aannames ontwikkelde hij een methode om de beweging en rotatie van objecten te voorspellen aan de hand van de krachten die op objecten werken. Mechanische energie, impuls, impulsmoment en de bijbehorende behoudswetten zijn belangrijke begrippen die daarbij aan de orde komen. Als spectaculairste toepassing van de wetten van Newton en de eerder genoemde behoudsweten zullen we de banen van planeten om de zon leren beschrijven. Maar we zullen ook zien voor objecten met zeer hoge snelheden de klassieke mechanica niet meer correct kan zijn. In dat geval moeten we de relativiteitstheorie van Einstein toepassen, die het concept van relativiteit van beweging nog belangrijker maakt dan Newton dat deed. Deze theorie heeft vergaande consequenties voor onze beschrijving van wat ruimte en tijd zijn. We zullen moeten leren hoe we de metingen aan lengtes en tijdsduren van verschillende waarnemers met elkaar kunnen vergelijken, met behulp van de zogenaamde Lorentz transformaties. We zullen ook de begrippen van energie en impuls moeten aanpassen aan deze nieuwe theorie, om botsingen bij zeer hoge snelheden (zoals bijvoorbeeld in deeltjesversnellers) te kunnen beschrijven.
|
|
|