Klassische Mechanik

Winter 2018/19. VL: Donnerstags 10.00-11.30 (Hörsaal II), und Freitags 12.00-13.30 (Hörsaal II), Dozent: David Gross; Übungen: Johan Åberg.

Ankündigungen

  • Gute Nachricht: Bei der Nachklausur war die maximale Punktzahl niedriger als in der ersten Klausur. In der ersten Version der Notenvorschau auf dieser Seite hatten wir die Formel der Tabellenkalkulation, die die Noten berechnet, nicht angepasst. Der Fehler ist nun behoben (unter dem Link unten gibt es die korrekten Resultate). Die Noten sind also besser geworden! Wir bitten den Fehler zu entschuldigen (aber immerhin besser als andersherum...).
  • Die Ergebnisse der Nachklausur.
  • Die Klausureinsicht für die Nachklausur findet am Montag, den 8. April von 12-13 Uhr im Seminarraum 2. Physik statt.
  • Die Klausurergebnisse der Hauptklausur nach der Einsicht.
  • Eine Probeklausur finden Sie hier. Diese dient zum Üben und um einen Eindruck über den Umfang und Art der Aufgaben zu erhalten.


Themen

Newtonsche Mechanik:
  • Modellannahmen
  • Das Zweikörper- und das Keplerproblem
  • Wichtige Symmetrien und Erhaltungsgroessen
  • Konservative Kraefte und Potentiale
  • Gekoppelte Teilchen, Eingenschwingungen
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


Skript

Es gibt ein Skript...

...und die Mitschrift (Teil 1, Teil 2) einer Studentin, die anonym bleiben moechte. Mehr kommt spaeter. Vielen Dank!!

Literatur

  • 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)
  • David Tong: Lectures on Classical Dynamics (online)
  • Michael Tabor: Chaos and Integrability in Non-Linear Systems (Chaostheorie)


Computercode & Simulationen

Die Logistische Gleichung (also, die Dynamik der Hasenpopulation im Grüngürtel):
Das Henon-Heiles-System:

Filme für den Samstagabend



Übungsblätter



Informationen zu den Übungen

Hier ist eine Übersicht über die Übungsgruppen. Die Anmeldung für die Gruppen ist ab Donnerstag, den 04.10., online über KLIPS möglich.

Gruppe Zeit Ort Tutor
1 Di, 8-9:30 Seminarraum 0.03 Neubau Philipp Weiss
2 Di, 10-11:30 Konferenzraum Kernphysik Lukas Heinen
3 (Englisch) Di, 10-11:30 Seminarraum 0.02 Neubau Theodoros Diamantidis
4 (Englisch) Di, 12-13:30 Konferenzraum Kernphysik Vivek Lohani
5 Di, 12-13:30 Seminarraum Theorie Fabian Portner
6 Di, 12-13:30 Seminarraum 0.03 Neubau Markus Heinrich
7 Di, 14-15:30 Seminarraum 2. Physik Tim Schmitz

Zwei von insgesamt sieben Übungsgruppen werden in englischer Sprache angeboten. Wir empfehlen interessierenten Studentinnen und Studenten nachdrücklich, dieses Angebot wahrzunehmen. Dies ist eine gute Gelegenheit um sich frühzeitig an die englische Sprache in der Wissenschaft zu gewöhnen.

Der erste Übungszettel wird am Donnerstag, den 11.10. veröffentlicht und ist eine Woche später bis 12 Uhr bei den Briefkästen im Altbau abzugeben. Der Übungsbetrieb beginnt in der Woche darauf (also in der dritten Vorlesungswoche).

Die Abgabe der Übungen ist in Gruppen bis zu drei Personen möglich. Voraussetzung für die Klausurteilnahme ist das Erreichen von 50% der maximalen Punktzahl.



Meet Team Femto

The list of Femto Projects to choose from is here.

Background

The student council has led it be known that their enthusiasm for exercise sheets is limited. However, the sheets prepare you for the exam, the exam tests capabilities that you will need going forward, and expererience shows that it's not easy for many students. So we'll stick with the usual excercises. However, in order to boost people's motivation, we will be testing a new format this term: Femto Projects (adapting an idea by Cologne's very own Prof. Zilges).

Femto Projects treat interesting (and ideally somewhat quirky) topics in classical mechanics that do not fit into the curriculum. As such, they are completely optional and have no bearing at all on the exam. Students completing a Femto Project will receive exercise credits though, on the order of one and a half sheets worth of points.

Project Femto is being coordinated by Felipe Montealegre. If it's not obvious at this point: This program is being conducted in English.

(Also, Project Femto needs a logo! Anyone?)

Important: The projects are much less structured than a typical exercise sheet. Some students cope well with this, some don't. This is a character trait largely independent of technical ability. If you are unsure whether or not the format suits you, just try it out. If it doesn't work out this time, just stop. No shame in this. There'll be future occassions during your studies where you can do research projects once you'll have collected a bit more experience. Give us some feedback -- this is an experiment for us, too.

Rules of the Game

  • Femto projects are to be conducted in teams of three students. Nope, you can't do it alone. You don't know people? Get to know people! You are super-qualified and don't want to be held back by slower peers? Reevaluate how you think about yourself...
  • Every team can choose a topic from the list above. Please write an email to Felipe and state your names and which exercise group you belong to. The same topic might be assigned to more than one team, but only if they belong to different exercise groups.
  • You can propose your own project. It should contain some quantitative aspects. We might modify it (or choose not to accept it), though.
  • You'll agree on an appointment with Felipe, who will brief you and point to the literature. While he will be happy to answer specific technical questions, Felipe will not guide you through the project! If you feel disoriented by the lack of structure of the projects (as compared to an exercise), choose another one, or don't do one now.
  • Ideally, you should be done understanding the science by early January. (The Christmas break is your friend!) Please update Felipe after the Christmas break on where you stand.
  • You will then prepare a 15 minute presentation. Please prepare some slides (e.g. using Latex's Beamer package, or PowerPoint, or Google Slides) and clear them with Felipe. Schedule a date with your tutor, and present the your project to your exercise class!
  • Be sure to keep the time! It's 15 minutes, not more. Give internal test talks to make sure it will fit. Send us a copy of your slides -- which should be understandable by themselves. Based on the slides and the presentation, we'll award up to 30 points for it.
  • The tutors will suggest good presentations to us. The selected teams will be invited to present their work to everyone in the final lecture.
  • Also, we do still need a logo! Anyone with skills along these lines?