Mekaniikka

Mekaniikan kurssi on pakollinen teoreettisille ja tavallisille fyysikoille lukuunottamatta fysiikan tietotekniikkaan erikoistuvia. Sitä suositellaan joko toisen (teoreetikot) tai kolmannen vuoden syksyn opintoihin. Kurssilla edellytetään suunnilleen Mapun (tai matematiikan Approbatur -kurssien) ja Peruskurssi I:n tiedot. Kurssin luennoi perinteisesti Raimo Keskinen. Kurssi alkaa Newtonin mekaniikalla. Tässä vaiheessa ei tule paljoakaan uutta, jos osaa peekoo ykkösensä kunnolla. Osuuden lopussa luodaan pitkä silmäys Newtonin mekaniikan mukaiseen kosmologiaan.

Newtonin mekaniikasta siirrytään Lagrangen mekaniikkaan, joka on rokokoomuunnelma vanhasta kansanlaulusta F = ma. Lagrangen mekanikalla voidaan yksinkertaisemmin käsitellä tilanteita, joissa Newtonin formalismi johtaisi tolkuttoman monimutkaisiin yhtälöihin.

Lagrangen jälkeen opiskellaan värähdysliikkeiden ihmeellisyyksiä. Kurssilla käsitellään sekä harmonisia että epäharmonisia värähtelyjä. Ensimmäisenä on vastassa tietenkin vanha ystävämme, lineaarinen harmoninen oskillaattori (huhu kertoo, että laudatur-kurssien joukossa olisi jokin kurssi, jolla siihen ei törmäisi kertaakaan!).

Seuraavaksi on vuorossa liike kiihtyvässä koordinaatistossa ja sen jälkeen jäykän kappaleen liike = hyrrät. Jossain välissä esitellään Keskisen lempilapsi, dimensioanalyysi.

Viimeisenä on kurssin matemaattisesti (ja muutenkin) raskain osuus, kanoninen formalismi. Lagrangen mekaniikka ja kanoninen formalismi ovat molemmat vanhoja tuttuja Newtonin liikelakeja uudelleen muotoiltuina. Niihin törmää taatusti vielä monta kertaa opiskelujen aikana.

Laskarisysteemi on sama kuin fysiikan kursseilla yleensäkin: lasketut tehtävät jätetään viikoittain laatikkoon assistentin tarkastettaviksi ja selittäjäisissä assari sitten näyttää, miten olisi pitänyt laskea. Laskuharjoituspisteet muodostavat 20% kurssin kokonaispistemäärästä, joten laskareita kannattaa pakertaa, vaikka se joskus toivottomalta tuntuisikin. Kurssi opettaa kyllä selkeät menetelmät, joilla ainakin teoriassa voi laskea minkä tahansa systeemin liikkeen, mutta eri asia on, tuleeko lausekkeista niin lyhyitä, että ne saa mahdutettua yhdelle sivulle. Onneksi tehtävät ovat periytyviä, eli aikaisemmat sukupolvet ovat laskeneet samoja laskuja. Niiltä kannattaa kysyä neuvoa.

Luennoilla kannattaa käydä. Keskisen luennot pidentävät ikää saman verran, kuin laskarit sitä lyhentävät. Välikoettelemuksia kurssilla on kaksi. Kokeissa on yleensä muutama sovellustehtävä ja vähintään yksi teorian osaamista mittaava johtamistehtävä. Teorian johtokin kannattaa siis osata. Kurssi seuraa varsin tarkasti Keskisen kirjaa.

Mekaniikan kurssilla on mahdollista oppiakin kurssin asiat, kunhan viitsii tehdä työtä. Seuraavista kirjoista voi olla hyötyä:

¨ Goldstein: Classical Mechanics (hyvä perusteos)

¨ Landau & Lifshitz: Mechanics (fiksu kirja _ jos tästä selviää, niin voi väittää osaavansa jotain)

Elina Sihvola

Sisällysluettelo


Limes Ry Liisankatu 16 D 00170 Helsinki
Kommentit : Limeksen postituslistalle

Limeksen kotisivu