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TP1 - Klassische Mechanik

Wintersemester 2020 / 2021. Vorlesungen: Als Videomaterial online. Besprechung und Fragestunde live via Zoom donnerstags 10:00. Dozent: David Gross. Übungsleitung: Johan Aberg.

Ankündigungen

  • Zoom Link für die Besprechungen, donnerstags, 10 Uhr.
  • 2.11.: Ups. In einem Video lief die Kamera mit als sie es nicht sollte. Ich bin halt nicht eitel genug, um mir meine Videos vor der Veröffentlichung noch mal anzusehen... Eine Studentin hat mich im Slack dankenswerterweise darauf aufmerksam gemacht. Als Belohnung hier die Highlights im TP1 blooper reel.
  • 30.10.: Es gibt einen Slack-Workspace zur Vorlesung. Zur Anmeldung, bitte hier klicken.
  • 30.10.: Ihnen graust vor Rechenübungen? Es gibt dieses Semester wieder Femtoprojekte. Hurra!
  • 29.10.: Aufgrund der aktuellen Entwicklungen werden wir zunächst auf Präsenzveranstaltungen verzichten. Sollte sich die Situation entspannen, werden wir diese Entscheidung neu bewerten. Bekanntmachung der Unileitung.
  • 15.10.: Die Anmeldephase in KLIPS ist am 15.10. abgelaufen. Allerdings wird die Anmeldung zur Beginn der Vorlesungszeit wieder freigeschaltet werden. Wer es nicht geschafft hat sich anzumelden: Keine Panik. Bitte schreiben Sie eine kurze Email an den Übungsleiter Johan Aberg. Melden Sie sich zu Beginn der VL-Zeit über KLIPS an.

       

Online-Material

1. Einführung

2. Eindimensionale Systeme

3. Das Zweikörperproblem

4. Linear gekoppelte Systeme

5. Variationsprinzipien

6. Zwangsbedingungen

6. Symmetrien

Aktuelle Woche

8. Hamilton-Mechanik

Übungsblätter

Format der Übungen:

  • Voraussetzung zur Teilnahme an der Klausur ist, dass man 50% der Punkte erreicht hat.
  • Zettel nach Möglichkeit in Dreiergruppen bearbeiten. Zettel bitte mit Namen und Matrikelnummer versehen.

  • We will try to use ILIAS for uploading solutions. This should (hopefully!) now be accessible under the course "[WS20/21] Theoretische Physik I (Klassische Mechanik) - Übungen''. Try it, and let us know if it does not work. If it does not work, you can also send your solutions to your tutor via email.

  • ILIAS should (again hopefully!) be configured such that you can upload the your solution as a team. If you do this, then all the members of your team will have access to the corrections that your tutor uploads. (Please, still write names and matrikel-numbers of all team-members on the solutions themselves.)

  • If you have questions about the exercises, you can ask Johan Aberg.

Zeiten

  • Videos mit den Vorlesungsinhalten werden zu Beginn jeder Woche online gestellt.
  • Jeden Donnerstag um 10 Uhr gibt es eine Zoom Online-Besprechung mit dem Dozenten. Dort können Fragen gestellt und der Stoff diskutiert werden. Bitte teilnehmen! Erster Termin ist am 5.11. Hier ist ein Zoom Link. Achtung: Der Link kann sich ändern. Also bitte kurz vorher hier auf der Seite prüfen.
  • Übungszettel werden donnerstags online veröffentlicht und müssen am Donnerstag eine Woche später abgegeben werden.
  • Der erste Übungszettel wird am 29.10. hochgeladen werden, die Abgabe ist am 5.11. Diese erste Übung ist ein freiwilliger Bonus-Zettel. Er sollte ohne spezielle Kenntnisse aus der Vorlesung zu lösen sein.
  • Die Tutorien beginnen am 10.11.

Informationen zu den Übungen

Gruppe Zeit Tutor Ort
1 8:00 - 9:30 Frederic Freyer online
2 10:00 - 11:30 Dennis Hardt online
3 (English) 10:00 - 11:30 Laurens Ligthart online
4 12:00 - 13:30 Fabian Henze online
5 12:00 - 13:30 David Wierichs online
6 14:00 - 15:30 Lukas Heinen online
7 (English) 12:00 - 13:30 Yaiza Aragones Soria online

Please note the somewhat peculiar ordering of the times, such that group 6 is a 14:00 while group 7 at 12:00. (This is to match the ordering in Klips.)

Literatur

  • David Tong: Lectures on Classical Dynamics (online)
  • Florian Scheck: Theoretische Physik 1: Mechanik
  • Kuypers: Klassische Mechanik (Viele Beispiele)
  • Goldstein: Klassische Mechanik (Klassiker)
  • Vladimir Arnol'd: Mathematical Methods of Classical Mechanics (Mathematisch präzise)
  • Michael Tabor: Chaos and Integrability in Non-Linear Systems (Chaostheorie)

Themen

Newtonsche Mechanik

  • Modellannahmen
  • Systeme mit einem Freiheitsgrad

    • Phasenraumbeschreibung
    • Numerische Integration der Bewegunsgleichungen
    • Energie
    • Lösung durch Quadratur
    • Das mathematische Pendel

  • Das Zweikörper- und das Keplerproblem
  • Wichtige Symmetrien und Erhaltungsgroessen
  • Harmonische Systeme

Analytische Mechanik

  • Variationsprinzipien, Lagrange-Formalismus
  • Allgemeine Koordinaten und Zwangsbedingungen
  • Satz von Noether
  • Theorie starrer Koerper
  • Hamiltonformalismus, Legendre-Transformation
  • Phasenraumfluesse, Poissonklammer, symplektische Struktur des Phasenraums
  • Kanonische Transformationen, Satz von Liouville

Grundlagen der Chaostheorie

  • Integrabilitaet
  • Chaos in einfachen Modellsystemen, Hamiltonsches Chaos