ฟิสิกส์สำหรับวิศวกร 1
4(4-0-8)
วิชาบังคับก่อน: ENG60 1001 ฟิสิกส์เบื้องต้น
เนื้อหาประกอบด้วย การบรรยายการเคลื่อนที่ของอนุภาค กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ทฤษฎีบทงานพลังงาน แรงอนุรักษ์และการอนุรักษ์พลังงานกล การบรรยายการเคลื่อนที่ของระบบอนุภาค การอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่ของวัตถุเกร็ง โมเมนตัมเชิงมุม การเคลื่อนที่แบบกวัดแกว่งฮาร์มอนิก การเคลื่อนที่แบบกวัดแกว่งฮาร์มอนิกแบบหน่วงและแบบมีแรงบังคับ คลื่นกล คลื่นเสียง ของไหลสถิตและพลศาสตร์ของของไหลเบื้องต้น ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส และอุณหพลศาสตร์
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
หลังการศึกษาในรายวิชานี้แล้ว นักศึกษาจะทำสิ่งต่อไปนี้ได้
- ให้นิยามหรือบอกความหมายของสิ่งต่อไปนี้ การกระจัด ความเร็ว ความเร่งของอนุภาคกฏการเคลื่อนที่ของนิวตัน งาน พลังงานจลน์ พลังงานศักย์ พลังงานกล โมเมนตัม โมเมนต์ความเฉื่อย มุมกวาด ความเร็วเชิงมุม ความเร่งเชิงมุม โมเมนตัมเชิงมุม ทอร์คของแรง คาบและความถี่ของการกวัดแกว่ง ความถี่เรโซแนนซ์ ความยาวคลื่นและอัตราเร็วของคลื่นกล ความเข้มและระดับความเข้มเสียง ความดันในของเหลวที่อยู่นิ่ง แรงลอยตัว หลักของปาสคาล ความหนืด อัตราการไหล สมการแห่งความต่อเนื่อง หลักของเบอร์นูลี กฎของแก๊ส และกฎของเทอร์โมไดนามิกส์
- คำนวณหาปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ใน 1 มิติ 2 มิติ และ 3 มิติ ของอนุภาคหรือของวัตถุเกร็ง
- ประยุกต์กฏการเคลื่อนที่ของนิวตัน เพื่อหาความเร่งหรือความเร่งเชิงมุม หรือหาแรงที่ไม่ทราบค่า
- ประยุกต์ทฤษฎีบทงานพลังงาน ในการหาปริมาณที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ
- ระบุสถานการณ์ที่ระบบมีค่าพลังงานกลคงตัว หรือมีโมเมนตัมคงตัว
- ระบุชนิดของการกวัดแกว่งฮาร์มอนิกแบบหน่วง
- ประยุกต์สมการแห่งความต่อเนื่องและสมการเบอร์นูลีในการหาค่าความดันและอัตราเร็วของของไหลในอุดมคติ
- ประยุกต์สมการสถานะของแก๊สในอุดมคติ ในการคำนวณปริมาณที่ระบุสถานะของแก๊ส
- ประยุกต์กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ เพื่อคำนวณหาความร้อนที่ไหลเข้า/ออกระบบในกระบวนการที่เปลี่ยนกลับได้
Physics for Engineer I
Prerequisite: ENG60 1001 Elementary Physics
The content includes kinematics and dynamics of a particle, work-energy theorem, conservative forces and conservation of mechanical energy, kinematics and dynamics of a system of particles, conservation of momentum, kinematics and dynamics of rigid bodies, angular momentum, harmonic oscillations, damp and forced harmonic oscillations, mechanical waves, sound waves, basic fluid statics and dynamics, kinetic theory of gas, and thermodynamics.
Learning Outcomes
Students will be able to
- Define and describe the following quantities, principles and relations: displacement velocity, acceleration, Newton laws’ of motion, work, kinetic energy, potential energy, mechanical energy, momentum, moment of inertia, angular displacement, angular velocity, angular acceleration, angular momentum, torque, period and frequency of oscillation, wavelength and wave speed, intensity and intensity level of sound, pressure, buoyancy force, Pascal’s principle, viscosity, flow rate, continuity equation, Bernoulli’s principle, state equation of ideal gas, and laws of thermodynamics.
- Calculate the physical quantities related to the motion in one, two and three dimensions of a particle or a rigid body,
- Apply Newton laws’ of motion to obtain acceleration, angular acceleration, or unknown forces,
- Apply the work-energy theorem to calculate physical quantities related to motion,
- Recognize the situations, where the mechanical energy or total momentum of a system is conserved,
- Identify if an oscillation is underdamped, overdamped or critically damped,
- Apply the continuity equation and Bernoulli’s principle to calculate the speed and pressure of fluids,
- Apply the equation of state to obtain state quantities of an ideal gas,
- And implement the laws of thermodynamics to calculate the heat flowing in and out of an ideal gas that undergoes reversible processes.
