Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, die in der zugehörigen Vorlesung vermittelten, grundlegenden Begriffe und Naturgesetzlichkeiten zur Lösung elementarer Aufgabenstellungen der Starrkörperdynamik anzuwenden. Anhand solcher mathematischer Lösungen können Studierende konkrete Aussagen über das Verhalten elementarer mechanischer Systeme treffen, jene kritisch hinsichtlich Plausibilität überprüfen und gegebenenfalls Gültigkeitsbereiche der Lösungen erklären.

Insbesondere können Studierende

• Geschwindigkeit und Beschleunigung von beliebigen Systempunkten einer kinematischen Kette mit Gelenken gegenüber unterschiedlichen Bezugssystemen als Funktion gegebener Lagekoordinaten und deren Ableitungen ermitteln und diese als vektorielle Größen in unterschiedlichen Koordinatensystemen darstellen,
• für feste Körper den Zusammenhang zwischen Kräften und Bewegung mittels Schwerpunkt- und Drallsatz ermitteln, für Starrkörpersysteme die Bewegungsgleichungen bestimmen und lösen sowie die auftretenden Zwangskräfte ermitteln,
• die mechanische Energie eines Starrkörpersystems ermitteln und über den Zusammenhang von Energie, Arbeit und Leistung die Bewegungsgleichung für Systeme mit einem Freiheitsgrad aufstellen,
• das Verhalten von Kreiseln und rotierenden Maschinenteilen analysieren, insbesondere im Zusammenhang mit statischer und dynamischer Unwucht,
• die elementare Stoßtheorie auf ebene Systeme starrer Körper anwenden,
• für schwingungsfähige Systeme mit einem Freiheitsgrad die Bewegungsgleichung aufstellen und linearisieren, sowie das Verhalten eines solchen freien bzw. harmonisch erregten Systems analysieren.

In den Übungseinheiten werden zum Inhalt der zugehörigen Vorlesung passende Übungsaufgaben gelöst. Wesentliche Bestandteile eines jeden Lösungsprozesses sind dabei das Auffinden geeigneter physikalischer Ansätze, deren mathematische Umsetzung und Behandlung, die physikalische Interpretation der mathematischen Lösungen, sowie die kritische Auseinandersetzung mit den ermittelten Ergebnissen.

Die Studierenden sollen anhand der elementaren Aufgabenstellungen die Notwendigkeit eines fundierten theoretischen Wissens aus dem Stoffgebiet der Dynamik erkennen, sodass aufbauend auf den erlernten Grundgesetzen durch deren geeignete Kombinationen auch Lösungsstrategien für komplexere Problemstellungen entwickelt werden können.

Rechenübung

Die Studierenden sind aufgefordert, selbstständig Lösungswege zu den Übungsbeispielen zu erarbeiten und erhalten dabei Hilfestellung von dem_der Vortragenden. Tutor_innen begleiten die Übungseinheiten, um die Studierenden beim Auffinden korrekter Lösungen zu unterstützen und auftretende Fragen individuell zu beantworten. Zu jedem der Beispiele wird ein möglicher Lösungsweg gezeigt, wobei Querverbindungen zu den theoretischen Grundlagen hergestellt und auch alternative Lösungsstrategien aufzeigt werden.

Zur begleitenden Lernfortschrittskontrolle sind während des Semesters Hausaufgaben zu lösen. Das Feedback zu den gefundenen Lösungen kommt von Mitstudierenden in Form von Peer-Reviews. Das eigenständige Lösen der Aufgaben ermöglicht den Studierenden, ihren aktuellen Lernfortschritt zu überprüfen. Das nachfolgende Peer-Review gibt darüber hinaus einen Einblick in unterschiedliche Herangehensweisen und vertieft das Verständnis über das Stoffgebiet.

Abhaltung der UE im Wintersemster 2022:

• die Übungseinheiten finden in Präsenz und in Kleingruppen statt
• Gemeinsames Arbeiten und Diskussionen unter den Teilnehmer_innen sind explizit erwünscht!
• zusätzliches Lehrmaterial wird auch online zur Verfügung gestellt
• gegebenenfalls kann eine (vollständige oder teilweise) Umstellung der LVA auf ein Distance Learning Format erfolgen
• Hausaufgaben im Peer-Review Format werden über TUWEL abgewickelt
• Aufgaben werden gelöst und abgegeben 
• Abgaben anderer Übungsteilnehmer_innen werden korrigiert und bewertet
• ergänzende Literatur (z.T. online verfügbar) mit weiteren Beispielen wird angegeben
• schriftlicher Übungstest (ggf. online) gegen Ende des Semesters (sowie Ersatztest)

Eine Vorbesprechung zur UE findet am Dienstag, den 4. Oktober 2022, von 14:00-15:00 Uhr im Freihaus Hörsaal 1 (im Rahmen der zugehörigen VO) statt.
Eine Teilnahme an der Vorbesprechung wird auch per Live-Stream möglich sein:
Link zum Live-Stream

Für die Teilnahme an der Übung ist die Anmeldung zur LVA sowie zu einer Kleingruppe verpflichtend.
Aus administrativen Gründen ist es nach Ende der Gruppenanmeldung nicht mehr möglich, die Kleingruppe zu wechseln.

In den Kleingruppen besteht Anwesenheitspflicht (siehe Abschnitt Leistungsnachweis).

Die Anmeldung zur LVA erfolgt ausschließlich über TISS. Damit werden Sie automatisch in den TUWEL-Kurs der Übung eingeschrieben.

Für jene Studierende, die covid-bedingt nachweislich nicht an einer Präsenzgruppe teilnehmen können, wird eine Online-Gruppe angeboten (max. 25 Teilnehmer, first come first serve). Die UE-Einheiten werden über ein ZOOM-Meeting abgewickelt.
Mit der Anmeldung in TISS ist eine entsprechende Begründung über den Bedarf an mechanik2ue@tuwien.ac.at zu schicken. Prinzipiell wird die Gruppe nach der Reihung der Anmeldung befüllt. Wir behalten uns jedoch vor, bei triftigen Gründen eine Auswahl der Teilnehmer_innen zu treffen.
Das Angebot bezieht sich auf das ganze Semester. Eine Teilnahme an einzelnen Einheiten (zB wegen Quarantäne) ist nicht möglich.

Der weitere Verlauf der Übung wird über TUWEL administriert.

Individuelle organisatorische Fragen richten Sie bitte ausschließlich an mechanik2ue@tuwien.ac.at.

Individuelle fachliche Fragen können Sie während des Semesters in den Tutorensprechstunden stellen.

Die Beurteilung setzt sich aus drei Elementen zusammen:

1. Anwesenheit:

Für einen positiven Abschluss der Lehrveranstaltung ist die Anwesenheit und aktive Mitarbeit bei mindestens 8 Übungseinheitenerforderlich.

Dies betrifft die in den Kleingruppen abgehaltenen Übungseinheiten zu den entsprechenden Terminen (die Einheiten "Vorbesprechung - Organisatorisches" zu Beginn des Semesters sowie Übungs- und Ersatztest sind davon ausgenommen).

2. Peer-Review:

Zu Ihrer Lernfortschrittskontrolle finden über das Semester verteilt vier Peer-Review Durchgänge statt. Für eine positive Beurteilung der Übung ist es erforderlich, drei der vier Peer-Review Durchgänge vollständig abgeschlossen zu haben.

Ein Peer-Review Durchgang gilt als abgeschlossen, wenn sowohl die eigene Lösung als auch die zugewiesenen Feedbacks vollständig erbracht wurden. Unvollständige Abgaben bzw. Feedbacks oder identische Abgaben mehrerer Teilnehmer_innen werden nicht anerkannt. Die Bewertungen im Rahmen der Peer-Reviews fließen ansonsten nicht weiter in die Benotung ein.

Abgaben im Rahmen des Peer-Review Formats stellen beurteilungsrelevante Leistungen dar und bedingen die Ausstellung eines Zeugnisses. Wenn Sie sich vor dem ersten Peer-Review von der Übung abmelden, wird Ihnen kein Zeugnis ausgestellt.

3. Übungstest:

Der vollständige Abschluss von drei der vier Peer-Review Durchgängen ist Voraussetzung für die Teilnahme am Übungstest. Dieser dient der Feststellung der Note und umfasst den bis dahin durchgenommenen Stoff der Übung.
Für Studierende, die den Test versäumt oder keine positive Beurteilung dafür erhalten haben, wird ein Ersatztest angeboten.

Für eine positive Beurteilung müssen auf dem Lösungsblatt für die einzelnen Aufgaben folgende Punkte dokumentiert werden:

1. Alle für die Lösung der Aufgabe notwendigen physikalisch-mathematischen Ansätze inklusive der für das Verständnis des jeweiligen Ansatzes anzufertigenden Skizzen.
2. Die wesentlichen Schritte des Lösungswegs.
3. Das Endergebnis, ausgedrückt durch die in der Angabe gegebenen Größen (sofern in der Angabe nicht anders gefordert).

Zu beachten sind darüber hinaus folgende Punkte:

• Ein Endergebnis wird nur gewertet, wenn der physikalische Ansatz vollständig und richtig ist.
• Die richtige mathematische Behandlung der Gleichungen wird vorausgesetzt, hierfür werden keine Punkte vergeben. Jene muss daher nur in den wesentlichen Schritten nachvollziehbar und nicht im Detail am Lösungsblatt dokumentiert sein. Andererseits gilt, dass ohne die korrekte mathematische Behandlung keine Lösung der Aufgabe möglich ist.
• Die ermittelten Lösungen müssen dimensionsrichtig und plausibel sein.
• Aufgaben, die erfolgreiche Lösungen vorausgehender Teilaufgaben erfordern, werden nur dann gewertet, wenn auch die vorausgehenden Teilaufgaben korrekt gelöst wurden (entsprechende Grundfertigkeiten müssen unbedingt beherrscht werden).
• Die Aufteilung der Punkte erfolgt nach Schwierigkeitsgrad und Gewichtung der einzelnen Fragestellungen.

Die Testdauer beträgt 60 Minuten, Hilfsmittel wie Taschenrechner, Formelsammlung, Skriptum etc. sind dabei nicht zugelassen. Es können acht Punkte erreicht werden, wobei vier Punkte für eine positive Beurteilung der Übung erforderlich sind.

Nach derzeitigem Stand sind Übungs- und Ersatztest zu folgenden Terminen vorgesehen:

Übungstest: Freitag, 27.01.2023, 12:00 Uhr
Ersatztest:    Freitag, 17.02.2023, 10:00 Uhr

Sollte eine Abhaltung (eines oder beider) Tests in Präsenz nicht möglich sein, so werden diese als online-Test über den TUWEL-Kurs der LVA abgewickelt.
In diesem Fall gilt:
Die Prüfungsaufsicht erfolgt bei den online-Tests im Zuge einer Videokonferenz, welche auch aufgezeichnet wird. Diese Aufzeichnungen werden gemäß DSGVO sicher aufbewahrt und 14 Tage nach Zeugnisausstellung gelöscht.
Das erforderliche technische Equipment zur Teilnahme am online-Test umfasst zumindest ein Endgerät mit Bildschirm und ein separates Gerät zur Übertragung von Bild und Ton, sowie eine stabile Internetverbindung.
Nach dem Übungs- bzw. Ersatztest werden stichprobenartig einige Kandidat_innen für ein (online stattfindendes) mündliches Prüfungsgespräch zur Plausibilisierung der bei den Tests abgegebenen Antworten ausgewählt.
Weitere Details zur Umsetzung sind dann im TUWEL-Kurs der LVA verfügbar.

Weitere Details werden im TUWEL-Kurs der LVA bekannt gegeben.

Lehrunterlagen:

Die Angaben der Übungsbeispiele stehen für Sie im TUWEL-Kurs als Download zur Verfügung und können auch in gedruckter Form während der Sekretariatssprechstunden am Institut erworben werden - Preis: 2€.

Die Lösungen zu den Beispielen werden sukzessive im TUWEL-Kurs freigeschalten.

Weiterführende Literatur:
Gamer, U.; Mack, W.:
Mechanik – Ein einführendes Lehrbuch für Studierende der technischen Wissenschaften. Springer Verlag Wien, 1999. ISBN: 3-211-82854-0.
Parkus, H.:
Mechanik der festen Körper. Springer, 2005. ISBN: 978-3-211-80777-4.
Magnus, K.; Müller-Slany H.H.:
Grundlagen der Technischen Mechanik. Teubner Stuttgart, 2006. ISBN: 978-3-8351-0007-7.
Müller-Slany H.H.:
Aufgaben und Lösungsmethodik Technische Mechanik. Springer Wiesbaden, 2018. ISBN: 978-3-658-22419-6.
Lehmann, T.:
Elemente der Mechanik: 3. Kinetik. Vieweg Braunschweig, 1977. ISBN: 3-528-19197-X.
Lugner, P.; Desoyer, K,: Novak, A.:
Technische Mechanik – Aufgaben und Lösungen, Springer Verlag Wien, 1992. ISBN: 3-211-81717-4.
Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J. ; Wall, W. A.:
Technische Mechanik 3: Kinetik. Springer Berlin Heidelberg, 2019. ISBN: 978-3-662-59550-3.
Gross, D.; Ehlers, W.; Schröder, J.; Müller, R.:
Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 3: Kinetik, Hydrodynamik. Springer Berlin Heidelberg, 2019. ISBN: 978-3-662-59681-4.

Besuch der Vorlesung 309.020 Mechanik 2 möglichst im selben Semester.