Læringsmål

Oversikt over læringsmål dekket i FYS1100 Mekanikk og modellering

Kilde: Læringsmålene er utformet av Skolesaga på grunnlag av emnets eksamensoppgaver, sensorveiledninger og emnebeskrivelse. De er ikke institusjonens offisielle læringsutbyttebeskrivelser.

165 kompetansemål43 av 43 kapitler har kompetansemål

Alle kompetansemål

•kjenne eksamensformen i FYS1100: to prøver, varighet, vekting, hjelpemidler og poengmodell
•kunne prioritere lesetiden etter hvor ofte temaene faktisk testes
•kjenne reglene den som retter besvarelsen følger, og hva som gir null uttelling
•kunne sette opp et realistisk tidsbudsjett for en fire timers skoleeksamen
•kunne skrive dimensjonsformelen til en mekanisk størrelse i masse, lengde og tid
•kunne bruke benevningskontroll til å avvise uttrykk som ikke kan være riktige
•kunne utlede formen på et uttrykk ved dimensjonsanalyse og avgjøre om svaret er entydig
•kunne regne trygt i tierpotenser og oppgi svar med riktig antall gjeldende siffer
•kunne regne ut Taylor- og Maclaurin-polynomer av gitt orden for standardfunksjoner
•kunne anslå feilen i en tilnærming med restleddet og oppgi gyldighetsområdet
•kunne linearisere en kraft eller et kraftmoment om et likevektspunkt og finne den effektive fjærkonstanten
•kunne utvikle relativistisk kinetisk energi for lave farter og gjenfinne det klassiske uttrykket
•kunne gjennomføre et overslag i fire steg med tankegang, modell, tierpotensregning og rimelighetsvurdering
•kunne velge en enkel geometrisk modell og regne ut volum og masse fra anslåtte mål
•kunne oppgi et overslag med riktig antall gjeldende siffer og et ærlig usikkerhetsspenn
•kunne finne systematiske skjevheter i en overslagsberegning og si hvilken vei de trekker
•kunne løse eksamensoppgaver i dimensjonsanalyse og benevningskontroll på tid
•kunne gjennomføre en Taylor-utvikling med feilgrense og linearisere om et gitt punkt
•kunne besvare en overslagsoppgave med full oppskrift og vurdere en besvarelse mot retteregelen
•kunne løse flervalgsspørsmål i midtveisformat på alle tre verktøyene i Del 1
•kunne regne mellom posisjon, fart og akselerasjon ved derivasjon og integrasjon
•kunne lese akselerasjon som stigningstall og forflytning som areal i bevegelsesgrafer
•kunne bruke bevegelseslikningene for konstant akselerasjon og begrunne når de gjelder
•kunne skille forflytning fra veistrekning og alltid oppgi retning på fart og akselerasjon
•kunne dele et kast i uavhengige vannrette og loddrette bevegelser og bruke tiden som bro mellom dem
•kunne utlede og bruke flytid, rekkevidde og topphøyde, og vite når symmetriformlene gjelder
•kunne bestemme tyngdeakselerasjon, startfart og utskytingsvinkel fra måledata
•kunne oppgi fart ved nedslag med både tallverdi og retning
•kunne løse kinematikkoppgaver på tid, med begrunnelse, enhet og retning på hvert svar
•kunne velge riktig metode ut fra om akselerasjonen er konstant eller ikke
•kunne tegne et fullstendig frilegemediagram med navngitte krefter, riktig retning og inntegnet koordinatsystem
•kunne bruke Newtons 2. lov komponentvis til å finne akselerasjon, normalkraft og snordrag
•kunne skille kraft og motkraft fra krefter som virker på samme legeme
•kunne avgjøre hvilke krefter som hører hjemme i et diagram og hvilke som ikke gjør det
•kunne utlede dekomponeringen av tyngden på et skråplan og kontrollere den med grensetilfeller
•kunne skille statisk og dynamisk friksjon og bestemme friksjonens retning i hver situasjon
•kunne utlede hvilebetingelsen på skråplan og forklare hvorfor massen faller ut
•kunne bruke kraftmodellene for normalkraft, friksjon, snordrag og fjær i et fullstendig kraftregnskap
•kunne sette opp ett frilegemediagram og én komponentlikning per legeme i et koblet system
•kunne velge mellom systemmetoden og splittemetoden ut fra hva oppgaven spør om
•kunne løse for akselerasjon og snordrag symbolsk og verifisere uttrykkene med grensetilfeller
•kunne tolke negative svar for snordrag og normalkraft som brudd på modellens forutsetninger
•kunne kjøre løsningsoppskriften for Newton-oppgaven fra frilegemediagram til kontrollert svar
•kunne gjenkjenne og løse de faste variantene: skråplan, koblede klosser, kile, stablede klosser og kloss mot vegg
•kunne verifisere symbolske uttrykk med grensetilfeller og tolke negative svar
•kunne prioritere tiden i en flertrinnsoppgave slik at figuren og de billige deloppgavene sikres først
•kunne tegne fullstendige frilegemediagram under tidspress og bruke dem som grunnlag for komponentlikninger
•kunne løse skråplan- og flerlegemeoppgaver med friksjon, med begrunnelse, enhet og retning
•kunne verifisere symbolske uttrykk med grensetilfeller og tolke resultatene fysisk
•kunne utlede sentripetalakselerasjonen fra baneakselerasjonen og bruke både formen med banefart og formen med vinkelfart
•kunne sette opp Newtons 2. lov i radiell retning med riktige fortegn i topp og bunn av en vertikal sirkel
•kunne utlede minstefarten i toppen fra kontaktbetingelsen og forklare hvorfor svaret er en ulikhet
•kunne koble et energiregnskap til sirkelbetingelsen og finne minste starthøyde for en loop
•kunne utlede den ideelle farten i en dosert sving fra loddrett likevekt og Newtons 2. lov i radiell retning
•kunne drøfte hvilken vei den statiske friksjonen peker i en dosert sving, og finne største og minste tillatte fart
•kunne bruke at bare den vannrette fartskomponenten inngår i sentripetalakselerasjonen i en spiralbane
•kunne følge en fast femstegs løsningsoppskrift for sirkelbevegelsesoppgaver og kontrollere svarene med grensetilfeller
•kunne løse sirkelbevegelsesoppgaver på tid, med begrunnelse, enhet og retning på hvert svar
•kunne tegne et fullstendig frilegemediagram uten oppdiktede krefter og drøfte friksjonens retning
•kunne regne ut arbeidet en kraft gjør, både for konstant kraft og som integral, og avgjøre når en kraft ikke gjør arbeid
•kunne utlede arbeids–energi-teoremet fra Newtons 2. lov og se sammenhengen med den tidløse bevegelseslikningen
•kunne begrunne når mekanisk energi er bevart, og sette opp energiregnskapet med friksjonstap når den ikke er det
•kunne begrunne det samme resultatet både med energi og med Newtons 2. lov, slik sensor ofte etterspør
•kunne bruke impulsteoremet til å knytte kraft, tid og endring i bevegelsesmengde
•kunne utlede impulsbevaring fra Newtons 3. lov og skrive ut betingelsen hver gang loven brukes
•kunne skille elastiske fra uelastiske støt og vite hvorfor energibevaring ikke kan brukes gjennom et uelastisk støt
•kunne kjede impulsbevaring og energibevaring i riktig rekkefølge i en ballistisk pendel eller en fjærutskyting
•kunne dele en bevaringsoppgave i faser og velge riktig bevaringslov for hver fase
•kunne skrive ut begrunnelsen for hver bevaringslov slik sensor krever
•kunne kjede impulsbevaring og energiregnskap i riktig rekkefølge, også baklengs fra et oppgitt sluttresultat
•kunne gjenkjenne og rette metodefeilen der energibevaring brukes gjennom et uelastisk støt
•kunne løse bevaringsoppgaver på tid, med begrunnelse, enhet og retning på hvert svar
•kunne dele en flertrinnsprosess i faser og velge riktig bevaringslov for hver
•kunne gjenkjenne og unngå metodefellen der energibevaring brukes på et uelastisk støt
•kunne regne ut kraftmomentet om en valgt akse med både momentarm og kryssprodukt, og oppgi retningen
•kunne velge rotasjonsakse slik at ukjente hengsel- og lagerkrefter faller ut av momentregnskapet
•kunne bruke formelarkets treghetsmomenttabell og parallellakseteoremet til å finne I om en vilkårlig akse
•kunne sette opp og løse rotasjonens Newtons 2. lov for en hengslet stav, og finne sluttfarten med energibevaring
•kunne bruke rullebetingelsen til å koble massesenterets fart og akselerasjon til rotasjonen
•kunne finne sluttfarten til et rullende legeme med energibevaring, med rotasjonsenergien inkludert og bevaringen begrunnet
•kunne løse den samme oppgaven med kraft- og momentmetoden, og finne friksjonskraften og kravet til friksjonstall
•kunne avgjøre om et legeme ruller rent eller glir, og regne riktig i begge tilfeller
•kunne regne ut spinnet til en partikkel og til et stivt legeme om en oppgitt akse, med retning
•kunne begrunne presist hvorfor spinnet er bevart i en gitt situasjon, og hvorfor bevegelsesmengden ikke alltid er det
•kunne løse kule-i-stav-oppgaven i tre faser med riktig lov i hver fase
•kunne finne den konkrete feilen i en gal løsning og skrive ut hvilket prinsipp som faktisk gjelder
•kunne kjøre løsningsoppskriften for rotasjonsoppgaven fra aksevalg til kontrollert svar
•kunne gjenkjenne og løse de faste variantene: hengslet stav, jojo, rulling med og uten gliding, trinse med masse og kule i stav
•kunne velge mellom dynamikk, energibevaring og spinnbevaring ut fra hva oppgaven spør etter
•kunne verifisere svarene med grensetilfeller og kritisere en løsning som bruker feil prinsipp
•kunne velge rotasjonsakse og sette opp momentlikningen under tidspress, med fullstendig frilegemediagram
•kunne løse en rulleoppgave med både energimetoden og kraft- og momentmetoden, og finne kravet til friksjonstall
•kunne begrunne hvilken bevaringslov som gjelder i et rotasjonsstøt, og kjede spinn og energi i riktig rekkefølge
•kunne sette opp bevegelseslikningen for et legeme ut fra frilegemediagram og Newtons 2. lov
•kunne klassifisere en differensiallikning etter orden, linearitet, homogenitet og separabilitet, og velge metode ut fra klassifiseringen
•kunne begrunne initialbetingelser fysisk og vite hvor mange som trengs
•kunne forklare hvorfor en differensiallikning ikke kan integreres som om den ukjente var konstant
•kunne utlede bevegelseslikningen for en fjær og gjøre den homogen ved å måle utslaget fra likevekt
•kunne sette opp den karakteristiske likningen, finne den generelle løsningen og bestemme konstantene fra fysisk begrunnede initialbetingelser
•kunne skille mellom underkritisk, kritisk og overkritisk demping ut fra røttene
•kunne linearisere en ikke-lineær kraft om en likevekt og finne frekvensen for små svingninger
•kunne sette opp bevegelseslikningen for et legeme med lineær eller kvadratisk luftmotstand, med riktig fortegn i begge retninger
•kunne finne terminalfarten fra kraftbalanse for begge dragmodellene
•kunne separere variablene og integrere en førsteordens likning med initialbetingelse
•kunne kontrollere et fartsuttrykk i grensene mot fritt fall og mot terminalfart, og forklare når analytisk løsning ikke lenger finnes
•kunne kjøre løsningsoppskriften for differensiallikningsoppgaven fra oppsett til kontrollert svar
•kunne gjenkjenne og løse de faste variantene: lineær fjær, pendel, ikke-lineær kraft, dempet svingning og førsteordens luftmotstand
•kunne verifisere en løsning ved innsetting og kontrollere den i grensetilfellene
•kunne peke ut metodefeil i en gal løsning og forklare hvorfor de gir null uttelling
•kunne sette opp og klassifisere en bevegelseslikning under tidspress, og velge metode ut fra klassifiseringen
•kunne løse den harmoniske oscillatoren med karakteristisk likning og fysisk begrunnede initialbetingelser
•kunne separere og integrere en førsteordens luftmotstandslikning og finne terminalfarten
•kunne diskretisere tiden, velge steglengde og sette initialbetingelsene inn i indeks 0
•kunne oversette en bevegelseslikning til en akselerasjonslinje med riktige fortegn og riktig masse-deling
•kunne skrive en korrekt Euler–Cromer-løkke med full indeksdisiplin
•kunne begrunne valget av Euler–Cromer framfor Forward Euler ut fra energidrift, og kontrollere et numerisk svar mot et analytisk kontrollcase
•kunne skrive dragleddet i kode med riktig fortegnsbehandling i begge bevegelsesretninger
•kunne sette opp bevegelseslikningene for et todimensjonalt kast med luftmotstand på komponentform
•kunne skrive en komponentvis Euler–Cromer-løkke med fire tabeller og riktig indre rekkefølge
•kunne kontrollere en todimensjonal kode mot analytiske grensetilfeller og tolke hva luftmotstanden gjør med banen
•kunne gjenkjenne energidrift som en metodefeil og skille den fra en modellfeil med en halveringstest
•kunne begrunne hvorfor Forward Euler lekker energi og angi tre måter å rette det på
•kunne utvide en eksisterende kode med et nytt kraftledd, med riktig fortegn og riktig massebehandling
•kunne integrere ujevne måledata med trapesmetoden og kvalitetssjekke det numeriske svaret
•kunne oversette en gitt bevegelseslikning til en håndskrevet Euler–Cromer-løkke under tidspress
•kunne skrive komponentvis kode for et todimensjonalt kast med luftmotstand, med begge komponenter og riktig fortegnsbehandling
•kunne diagnostisere energidrift, angi rettemetoder og utvide en kode med et nytt kraftledd
•kunne integrere ujevne måledata med trapesmetoden og rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave
•kunne bruke gravitasjonsloven og den negative potensielle energien riktig, med avstanden målt fra sentrum
•kunne utlede banefarten i en sirkelbane og unnslipningsfarten, og forklare hvorfor de skiller seg med en faktor kvadratrot av to
•kunne bruke dimensjonsanalyse til å finne hvordan banefarten skalerer, og si hva metoden ikke gir
•kunne begrunne og bruke bevaring av energi og spinn i en kometbane, og sette opp bevegelseslikningen på komponentform for numerisk løsning
•kunne utlede banefart og unnslipningsfart under tidspress, med begrunnet metodevalg
•kunne bruke dimensjonsanalyse på en gravitasjonsoppgave og si presist hva metoden ikke gir
•kunne kombinere spinn- og energibevaring til å finne aphel og perihel, og begrunne begge lovene
•kunne sette opp bevegelseslikningen på komponentform og skrive en Euler–Cromer-løkke for hånd
•kunne avgjøre hvilket system som måler egentid og egenlengde i et konkret oppsett, og begrunne avgjørelsen
•kunne regne med tidsdilatasjon, lengdekontraksjon og hastighetsaddisjon, og kontrollere at svaret går riktig vei
•kunne bruke Lorentz-transformasjonen på en hendelse og tegne situasjonen i et romtidsdiagram med verdenslinjer og samtidighetslinjer
•kunne løse for farten når strekning og egentid er gitt, og vise med Taylor-utvikling at den relativistiske energien går mot den klassiske ved lave farter
•kunne forklare hva relativitet av samtidighet er, og regne ut samtidighetsforskyvningen mellom to systemer
•kunne drøfte stige-i-låve-paradokset i begge systemer og vise hvorfor begge beskrivelsene er riktige
•kunne gjøre rede for asymmetrien i tvillingparadokset og for samtidighetsspranget ved vendepunktet
•kunne avgjøre om to hendelser er romlik eller tidlik atskilt, og forklare hvorfor årsak og virkning aldri bytter plass
•kunne identifisere egentid og egenlengde i et konkret oppsett og begrunne valget under tidspress
•kunne bruke hastighetstransformasjonen med riktige fortegn og løse for farten når strekning og egentid er gitt
•kunne drøfte et relativitetsparadoks med samtidighet som bærende argument, og tegne romtidsdiagrammet
•kunne regne relativistisk energi og utlede lavfartsgrensa med Taylor-utvikling
•kunne svare på en kvalitativ fysikkoppgave med navngitt mekanisme, kobling til situasjonen og presis konklusjon
•kunne begrunne det samme svaret både med et energiregnskap og med Newtons 2. lov
•kunne finne det springende steget i en feilaktig løsning og korrigere det med riktig prinsipp
•kunne gjenkjenne de kvalitative gjengangerne fra hele emnet og svare på dem under tidspress
•kunne gjennomføre en flervalgsprøve i midtveisformat på tid, med riktig fordeling av minuttene
•kunne velge mellom å regne og å resonnere seg fram til svaret på et flervalgsspørsmål
•kunne gjenkjenne de vanligste regnefellene når de er skrevet om til svaralternativer
•kunne bruke resultatet til å finne ut hvilke deler av pensum som trenger mest repetisjon
•kunne gjennomføre et komplett eksamenssett på tid, med riktig fordeling av minuttene mellom fem flertrinnsoppgaver
•kunne skrive løsninger som begrunner metodevalget og oppgir enhet og retning på hvert svar
•kunne kontrollere symbolske uttrykk med grensetilfeller og tallsvar med en uavhengig framgangsmåte
•kunne skrive en korrekt Euler–Cromer-løkke for hånd og begrunne metodevalget
•kunne oversette en anvendt oppgaveinnpakning til den standardsjangeren som ligger under
•kunne løse flertrinnsoppgaver der en kvalitativ begrunnelse teller like mye som en utregning
•kunne kritisere en feilaktig løsning ved å peke på det springende steget og korrigere det
•kunne modifisere en Euler–Cromer-kode med et nytt kraftledd og gjøre rede for massefaktoren

Kapitler med kompetansemål

0Eksamenskart

0.1Eksamenskartet: slik testes FYS1100
  • kjenne eksamensformen i FYS1100: to prøver, varighet, vekting, hjelpemidler og poengmodell
  • kunne prioritere lesetiden etter hvor ofte temaene faktisk testes
  • kjenne reglene den som retter besvarelsen følger, og hva som gir null uttelling
  • kunne sette opp et realistisk tidsbudsjett for en fire timers skoleeksamen

1Modelleringsverktøy: dimensjonsanalyse, Taylor og Fermi

1.1Dimensjonsanalyse, benevning og størrelsesorden
  • kunne skrive dimensjonsformelen til en mekanisk størrelse i masse, lengde og tid
  • kunne bruke benevningskontroll til å avvise uttrykk som ikke kan være riktige
  • kunne utlede formen på et uttrykk ved dimensjonsanalyse og avgjøre om svaret er entydig
  • kunne regne trygt i tierpotenser og oppgi svar med riktig antall gjeldende siffer
1.2Taylor-utvikling og linearisering
  • kunne regne ut Taylor- og Maclaurin-polynomer av gitt orden for standardfunksjoner
  • kunne anslå feilen i en tilnærming med restleddet og oppgi gyldighetsområdet
  • kunne linearisere en kraft eller et kraftmoment om et likevektspunkt og finne den effektive fjærkonstanten
  • kunne utvikle relativistisk kinetisk energi for lave farter og gjenfinne det klassiske uttrykket
1.3Fermi-estimering og størrelsesorden
  • kunne gjennomføre et overslag i fire steg med tankegang, modell, tierpotensregning og rimelighetsvurdering
  • kunne velge en enkel geometrisk modell og regne ut volum og masse fra anslåtte mål
  • kunne oppgi et overslag med riktig antall gjeldende siffer og et ærlig usikkerhetsspenn
  • kunne finne systematiske skjevheter i en overslagsberegning og si hvilken vei de trekker
1.PPrøver til del 1: Modelleringsverktøy: dimensjonsanalyse, Taylor og Fermi
  • kunne løse eksamensoppgaver i dimensjonsanalyse og benevningskontroll på tid
  • kunne gjennomføre en Taylor-utvikling med feilgrense og linearisere om et gitt punkt
  • kunne besvare en overslagsoppgave med full oppskrift og vurdere en besvarelse mot retteregelen
  • kunne løse flervalgsspørsmål i midtveisformat på alle tre verktøyene i Del 1

2Kinematikk og skrått kast

2.1Kinematikk: posisjon, fart og akselerasjon
  • kunne regne mellom posisjon, fart og akselerasjon ved derivasjon og integrasjon
  • kunne lese akselerasjon som stigningstall og forflytning som areal i bevegelsesgrafer
  • kunne bruke bevegelseslikningene for konstant akselerasjon og begrunne når de gjelder
  • kunne skille forflytning fra veistrekning og alltid oppgi retning på fart og akselerasjon
2.2Skrått kast og 2D-kinematikk (sjanger A)
  • kunne dele et kast i uavhengige vannrette og loddrette bevegelser og bruke tiden som bro mellom dem
  • kunne utlede og bruke flytid, rekkevidde og topphøyde, og vite når symmetriformlene gjelder
  • kunne bestemme tyngdeakselerasjon, startfart og utskytingsvinkel fra måledata
  • kunne oppgi fart ved nedslag med både tallverdi og retning
2.PPrøver til del 2: Kinematikk og skrått kast
  • kunne løse kinematikkoppgaver på tid, med begrunnelse, enhet og retning på hvert svar
  • kunne velge riktig metode ut fra om akselerasjonen er konstant eller ikke
  • kunne rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

3Newtons lover, frilegemediagram og kraftmodeller

3.1Newtons tre lover og frilegemediagram
  • kunne tegne et fullstendig frilegemediagram med navngitte krefter, riktig retning og inntegnet koordinatsystem
  • kunne bruke Newtons 2. lov komponentvis til å finne akselerasjon, normalkraft og snordrag
  • kunne skille kraft og motkraft fra krefter som virker på samme legeme
  • kunne avgjøre hvilke krefter som hører hjemme i et diagram og hvilke som ikke gjør det
3.2Kraftmodeller og dekomponering på skråplan
  • kunne utlede dekomponeringen av tyngden på et skråplan og kontrollere den med grensetilfeller
  • kunne skille statisk og dynamisk friksjon og bestemme friksjonens retning i hver situasjon
  • kunne utlede hvilebetingelsen på skråplan og forklare hvorfor massen faller ut
  • kunne bruke kraftmodellene for normalkraft, friksjon, snordrag og fjær i et fullstendig kraftregnskap
3.3Koblede klosser og grensetilfelle-verifisering
  • kunne sette opp ett frilegemediagram og én komponentlikning per legeme i et koblet system
  • kunne velge mellom systemmetoden og splittemetoden ut fra hva oppgaven spør om
  • kunne løse for akselerasjon og snordrag symbolsk og verifisere uttrykkene med grensetilfeller
  • kunne tolke negative svar for snordrag og normalkraft som brudd på modellens forutsetninger
3.4Drill: Newton og frilegemediagram (sjanger C)
  • kunne kjøre løsningsoppskriften for Newton-oppgaven fra frilegemediagram til kontrollert svar
  • kunne gjenkjenne og løse de faste variantene: skråplan, koblede klosser, kile, stablede klosser og kloss mot vegg
  • kunne verifisere symbolske uttrykk med grensetilfeller og tolke negative svar
  • kunne prioritere tiden i en flertrinnsoppgave slik at figuren og de billige deloppgavene sikres først
3.PPrøver til del 3: Newtons lover, frilegemediagram og kraftmodeller
  • kunne tegne fullstendige frilegemediagram under tidspress og bruke dem som grunnlag for komponentlikninger
  • kunne løse skråplan- og flerlegemeoppgaver med friksjon, med begrunnelse, enhet og retning
  • kunne verifisere symbolske uttrykk med grensetilfeller og tolke resultatene fysisk
  • kunne rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

4Sirkelbevegelse og sentripetalkraft

4.1Sentripetalkraft, loop og vertikal sirkel
  • kunne utlede sentripetalakselerasjonen fra baneakselerasjonen og bruke både formen med banefart og formen med vinkelfart
  • kunne sette opp Newtons 2. lov i radiell retning med riktige fortegn i topp og bunn av en vertikal sirkel
  • kunne utlede minstefarten i toppen fra kontaktbetingelsen og forklare hvorfor svaret er en ulikhet
  • kunne koble et energiregnskap til sirkelbetingelsen og finne minste starthøyde for en loop
4.2Dosert sving, spiralbane og drill (sjanger E)
  • kunne utlede den ideelle farten i en dosert sving fra loddrett likevekt og Newtons 2. lov i radiell retning
  • kunne drøfte hvilken vei den statiske friksjonen peker i en dosert sving, og finne største og minste tillatte fart
  • kunne bruke at bare den vannrette fartskomponenten inngår i sentripetalakselerasjonen i en spiralbane
  • kunne følge en fast femstegs løsningsoppskrift for sirkelbevegelsesoppgaver og kontrollere svarene med grensetilfeller
4.PPrøver til del 4: Sirkelbevegelse og sentripetalkraft
  • kunne løse sirkelbevegelsesoppgaver på tid, med begrunnelse, enhet og retning på hvert svar
  • kunne tegne et fullstendig frilegemediagram uten oppdiktede krefter og drøfte friksjonens retning
  • kunne rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

5Arbeid, energi og bevegelsesmengde

5.1Arbeid, energi og energibevaring
  • kunne regne ut arbeidet en kraft gjør, både for konstant kraft og som integral, og avgjøre når en kraft ikke gjør arbeid
  • kunne utlede arbeids–energi-teoremet fra Newtons 2. lov og se sammenhengen med den tidløse bevegelseslikningen
  • kunne begrunne når mekanisk energi er bevart, og sette opp energiregnskapet med friksjonstap når den ikke er det
  • kunne begrunne det samme resultatet både med energi og med Newtons 2. lov, slik sensor ofte etterspør
5.2Bevegelsesmengde, impuls og støt
  • kunne bruke impulsteoremet til å knytte kraft, tid og endring i bevegelsesmengde
  • kunne utlede impulsbevaring fra Newtons 3. lov og skrive ut betingelsen hver gang loven brukes
  • kunne skille elastiske fra uelastiske støt og vite hvorfor energibevaring ikke kan brukes gjennom et uelastisk støt
  • kunne kjede impulsbevaring og energibevaring i riktig rekkefølge i en ballistisk pendel eller en fjærutskyting
5.3Drill: bevaringslover (sjanger D)
  • kunne dele en bevaringsoppgave i faser og velge riktig bevaringslov for hver fase
  • kunne skrive ut begrunnelsen for hver bevaringslov slik sensor krever
  • kunne kjede impulsbevaring og energiregnskap i riktig rekkefølge, også baklengs fra et oppgitt sluttresultat
  • kunne gjenkjenne og rette metodefeilen der energibevaring brukes gjennom et uelastisk støt
5.PPrøver til del 5: Arbeid, energi og bevegelsesmengde
  • kunne løse bevaringsoppgaver på tid, med begrunnelse, enhet og retning på hvert svar
  • kunne dele en flertrinnsprosess i faser og velge riktig bevaringslov for hver
  • kunne gjenkjenne og unngå metodefellen der energibevaring brukes på et uelastisk støt
  • kunne rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

6Rotasjon og stive legemer

6.1Dreiemoment, treghetsmoment og rotasjons-N2L
  • kunne regne ut kraftmomentet om en valgt akse med både momentarm og kryssprodukt, og oppgi retningen
  • kunne velge rotasjonsakse slik at ukjente hengsel- og lagerkrefter faller ut av momentregnskapet
  • kunne bruke formelarkets treghetsmomenttabell og parallellakseteoremet til å finne I om en vilkårlig akse
  • kunne sette opp og løse rotasjonens Newtons 2. lov for en hengslet stav, og finne sluttfarten med energibevaring
6.2Rulling og kombinert translasjon + rotasjon
  • kunne bruke rullebetingelsen til å koble massesenterets fart og akselerasjon til rotasjonen
  • kunne finne sluttfarten til et rullende legeme med energibevaring, med rotasjonsenergien inkludert og bevaringen begrunnet
  • kunne løse den samme oppgaven med kraft- og momentmetoden, og finne friksjonskraften og kravet til friksjonstall
  • kunne avgjøre om et legeme ruller rent eller glir, og regne riktig i begge tilfeller
6.3Spinn, spinnbevaring og «kritiser løsningen»
  • kunne regne ut spinnet til en partikkel og til et stivt legeme om en oppgitt akse, med retning
  • kunne begrunne presist hvorfor spinnet er bevart i en gitt situasjon, og hvorfor bevegelsesmengden ikke alltid er det
  • kunne løse kule-i-stav-oppgaven i tre faser med riktig lov i hver fase
  • kunne finne den konkrete feilen i en gal løsning og skrive ut hvilket prinsipp som faktisk gjelder
6.4Drill: rotasjonsoppgaven (sjanger F)
  • kunne kjøre løsningsoppskriften for rotasjonsoppgaven fra aksevalg til kontrollert svar
  • kunne gjenkjenne og løse de faste variantene: hengslet stav, jojo, rulling med og uten gliding, trinse med masse og kule i stav
  • kunne velge mellom dynamikk, energibevaring og spinnbevaring ut fra hva oppgaven spør etter
  • kunne verifisere svarene med grensetilfeller og kritisere en løsning som bruker feil prinsipp
6.PPrøver til del 6: Rotasjon og stive legemer
  • kunne velge rotasjonsakse og sette opp momentlikningen under tidspress, med fullstendig frilegemediagram
  • kunne løse en rulleoppgave med både energimetoden og kraft- og momentmetoden, og finne kravet til friksjonstall
  • kunne begrunne hvilken bevaringslov som gjelder i et rotasjonsstøt, og kjede spinn og energi i riktig rekkefølge
  • kunne rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

7Differensiallikninger og svingninger

7.1Differensiallikninger fra Newtons 2. lov
  • kunne sette opp bevegelseslikningen for et legeme ut fra frilegemediagram og Newtons 2. lov
  • kunne klassifisere en differensiallikning etter orden, linearitet, homogenitet og separabilitet, og velge metode ut fra klassifiseringen
  • kunne begrunne initialbetingelser fysisk og vite hvor mange som trengs
  • kunne forklare hvorfor en differensiallikning ikke kan integreres som om den ukjente var konstant
7.2Harmonisk oscillator: andreordens homogen ODE
  • kunne utlede bevegelseslikningen for en fjær og gjøre den homogen ved å måle utslaget fra likevekt
  • kunne sette opp den karakteristiske likningen, finne den generelle løsningen og bestemme konstantene fra fysisk begrunnede initialbetingelser
  • kunne skille mellom underkritisk, kritisk og overkritisk demping ut fra røttene
  • kunne linearisere en ikke-lineær kraft om en likevekt og finne frekvensen for små svingninger
7.3Luftmotstand og førsteordens separabel ODE
  • kunne sette opp bevegelseslikningen for et legeme med lineær eller kvadratisk luftmotstand, med riktig fortegn i begge retninger
  • kunne finne terminalfarten fra kraftbalanse for begge dragmodellene
  • kunne separere variablene og integrere en førsteordens likning med initialbetingelse
  • kunne kontrollere et fartsuttrykk i grensene mot fritt fall og mot terminalfart, og forklare når analytisk løsning ikke lenger finnes
7.4Drill: utled og løs en differensialligning (sjanger G)
  • kunne kjøre løsningsoppskriften for differensiallikningsoppgaven fra oppsett til kontrollert svar
  • kunne gjenkjenne og løse de faste variantene: lineær fjær, pendel, ikke-lineær kraft, dempet svingning og førsteordens luftmotstand
  • kunne verifisere en løsning ved innsetting og kontrollere den i grensetilfellene
  • kunne peke ut metodefeil i en gal løsning og forklare hvorfor de gir null uttelling
7.PPrøver til del 7: Differensiallikninger og svingninger
  • kunne sette opp og klassifisere en bevegelseslikning under tidspress, og velge metode ut fra klassifiseringen
  • kunne løse den harmoniske oscillatoren med karakteristisk likning og fysisk begrunnede initialbetingelser
  • kunne separere og integrere en førsteordens luftmotstandslikning og finne terminalfarten
  • kunne rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

8Numerisk modellering med Python

8.1Fra ODE til kode: Euler–Cromer-løkka
  • kunne diskretisere tiden, velge steglengde og sette initialbetingelsene inn i indeks 0
  • kunne oversette en bevegelseslikning til en akselerasjonslinje med riktige fortegn og riktig masse-deling
  • kunne skrive en korrekt Euler–Cromer-løkke med full indeksdisiplin
  • kunne begrunne valget av Euler–Cromer framfor Forward Euler ut fra energidrift, og kontrollere et numerisk svar mot et analytisk kontrollcase
8.2Drag og 2D-baner numerisk
  • kunne skrive dragleddet i kode med riktig fortegnsbehandling i begge bevegelsesretninger
  • kunne sette opp bevegelseslikningene for et todimensjonalt kast med luftmotstand på komponentform
  • kunne skrive en komponentvis Euler–Cromer-løkke med fire tabeller og riktig indre rekkefølge
  • kunne kontrollere en todimensjonal kode mot analytiske grensetilfeller og tolke hva luftmotstanden gjør med banen
8.3Feilvurdering, kodemodifikasjon og trapesmetode
  • kunne gjenkjenne energidrift som en metodefeil og skille den fra en modellfeil med en halveringstest
  • kunne begrunne hvorfor Forward Euler lekker energi og angi tre måter å rette det på
  • kunne utvide en eksisterende kode med et nytt kraftledd, med riktig fortegn og riktig massebehandling
  • kunne integrere ujevne måledata med trapesmetoden og kvalitetssjekke det numeriske svaret
8.PPrøver til del 8: Numerisk modellering med Python
  • kunne oversette en gitt bevegelseslikning til en håndskrevet Euler–Cromer-løkke under tidspress
  • kunne skrive komponentvis kode for et todimensjonalt kast med luftmotstand, med begge komponenter og riktig fortegnsbehandling
  • kunne diagnostisere energidrift, angi rettemetoder og utvide en kode med et nytt kraftledd
  • kunne integrere ujevne måledata med trapesmetoden og rette seg selv mot en poengfordeling på inntil 5 poeng per deloppgave

9Gravitasjon og sentralkraftbevegelse

9.1Gravitasjon, sirkelbaner og unnslipningsfart
  • kunne bruke gravitasjonsloven og den negative potensielle energien riktig, med avstanden målt fra sentrum
  • kunne utlede banefarten i en sirkelbane og unnslipningsfarten, og forklare hvorfor de skiller seg med en faktor kvadratrot av to
  • kunne bruke dimensjonsanalyse til å finne hvordan banefarten skalerer, og si hva metoden ikke gir
  • kunne begrunne og bruke bevaring av energi og spinn i en kometbane, og sette opp bevegelseslikningen på komponentform for numerisk løsning
9.PPrøver til del 9: Gravitasjon og sentralkraftbevegelse
  • kunne utlede banefart og unnslipningsfart under tidspress, med begrunnet metodevalg
  • kunne bruke dimensjonsanalyse på en gravitasjonsoppgave og si presist hva metoden ikke gir
  • kunne kombinere spinn- og energibevaring til å finne aphel og perihel, og begrunne begge lovene
  • kunne sette opp bevegelseslikningen på komponentform og skrive en Euler–Cromer-løkke for hånd

10Spesiell relativitet

10.1Tidsdilatasjon, lengdekontraksjon og hastighetsaddisjon
  • kunne avgjøre hvilket system som måler egentid og egenlengde i et konkret oppsett, og begrunne avgjørelsen
  • kunne regne med tidsdilatasjon, lengdekontraksjon og hastighetsaddisjon, og kontrollere at svaret går riktig vei
  • kunne bruke Lorentz-transformasjonen på en hendelse og tegne situasjonen i et romtidsdiagram med verdenslinjer og samtidighetslinjer
  • kunne løse for farten når strekning og egentid er gitt, og vise med Taylor-utvikling at den relativistiske energien går mot den klassiske ved lave farter
10.2Relativitetsparadokser og samtidighet
  • kunne forklare hva relativitet av samtidighet er, og regne ut samtidighetsforskyvningen mellom to systemer
  • kunne drøfte stige-i-låve-paradokset i begge systemer og vise hvorfor begge beskrivelsene er riktige
  • kunne gjøre rede for asymmetrien i tvillingparadokset og for samtidighetsspranget ved vendepunktet
  • kunne avgjøre om to hendelser er romlik eller tidlik atskilt, og forklare hvorfor årsak og virkning aldri bytter plass
10.PPrøver til del 10: Spesiell relativitet
  • kunne identifisere egentid og egenlengde i et konkret oppsett og begrunne valget under tidspress
  • kunne bruke hastighetstransformasjonen med riktige fortegn og løse for farten når strekning og egentid er gitt
  • kunne drøfte et relativitetsparadoks med samtidighet som bærende argument, og tegne romtidsdiagrammet
  • kunne regne relativistisk energi og utlede lavfartsgrensa med Taylor-utvikling

11Eksamenstrening

11.1Kvalitative «forklar/begrunn/kritiser»-oppgaver (sjanger J)
  • kunne svare på en kvalitativ fysikkoppgave med navngitt mekanisme, kobling til situasjonen og presis konklusjon
  • kunne begrunne det samme svaret både med et energiregnskap og med Newtons 2. lov
  • kunne finne det springende steget i en feilaktig løsning og korrigere det med riktig prinsipp
  • kunne gjenkjenne de kvalitative gjengangerne fra hele emnet og svare på dem under tidspress
11.2Midtveis-MCQ-simulering (kinematikk → gravitasjon)
  • kunne gjennomføre en flervalgsprøve i midtveisformat på tid, med riktig fordeling av minuttene
  • kunne velge mellom å regne og å resonnere seg fram til svaret på et flervalgsspørsmål
  • kunne gjenkjenne de vanligste regnefellene når de er skrevet om til svaralternativer
  • kunne bruke resultatet til å finne ut hvilke deler av pensum som trenger mest repetisjon
11.3Øvingseksamen 1: flertrinnsoppgaver med Python-ledd
  • kunne gjennomføre et komplett eksamenssett på tid, med riktig fordeling av minuttene mellom fem flertrinnsoppgaver
  • kunne skrive løsninger som begrunner metodevalget og oppgir enhet og retning på hvert svar
  • kunne kontrollere symbolske uttrykk med grensetilfeller og tallsvar med en uavhengig framgangsmåte
  • kunne skrive en korrekt Euler–Cromer-løkke for hånd og begrunne metodevalget
11.4Øvingseksamen 2: flertrinnsoppgaver med Python-ledd (anvendt innpakning)
  • kunne oversette en anvendt oppgaveinnpakning til den standardsjangeren som ligger under
  • kunne løse flertrinnsoppgaver der en kvalitativ begrunnelse teller like mye som en utregning
  • kunne kritisere en feilaktig løsning ved å peke på det springende steget og korrigere det
  • kunne modifisere en Euler–Cromer-kode med et nytt kraftledd og gjøre rede for massefaktoren