Vektoranalysis

Maschinenbau, Bachelor (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode SK-VA
Modulname Vektoranalysis
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Die Studierenden sind mit topologischen Konzepten, wie offenen Mengen und dem Rand einer Menge vertraut. 

Die Studierenden haben klassische Beispiele für  Wege, Skalarfelder und Vektorfelder kennengelernt und verfügen über physikalische Anwendungen der jeweiligen Begriffe.

Sie verfügen über Kenntnisse zu den Grundlagen der Variationsrechnung.

Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, eine notwendige und eine hinreichende Bedingung dafür anzugeben, dass ein Vektorfeld ein Potential bzw. ein Vektorpotential besitzt. 

Außerdem sind die Studierenden fähig, die Länge eines Weges zu berechnen sowie Skalar- und Vektorfelder entlang von Wegen zu integrieren.

Es herrscht Sicherheit im Umgang mit den Differentialoperatoren Gradient, Divergenz und Rotation, sowie mit dem Laplace-Operator.

Abschließend sind die Studierenden in der Lage, Skalar- und Vektorfelder über gekrümmte Flächen zu integrieren und können die Integralsätze von Gauß, Green und Stokes sowohl formulieren, als auch einsetzen.

Lehrveranstaltungsarten VLmP 3 SWS, Ü 1 SWS
Lehrinhalte
  • Topologie des IRn
  • Skalar- und Vektorfelder
  • Wege und ihre Länge
  • Variationsrechnung
  • Wegintegrale 1. und 2. Art
  • Potentiale
  • Operatoren der mathematischen Physik
  • Untermannigfaltigkeiten des IRn
  • Integralsätze von Gauß, Green und Stokes
Titel der Lehrveranstaltungen Vektoranalysis
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) Vorlesung, Übungen
Verwendbarkeit des Moduls
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes jährlich im Sommersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Höhere Mathematik 1 bis 3
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Studentischer Arbeitsaufwand 3 SWS VL (45 Std.), 1 SWS Ü (15 Std.), Selbststudium (60 Std.)
Studienleistungen
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung
Prüfungsleistungen Klausur 90-120 Min.
Anzahl Credits (ECTS) 4 cp
Lehreinheit Maschinenbau
Modulverantwortliche/r Dr. Daniel Wallenta
Lehrende Dr. Daniel Wallenta
Medienformen • Tafelanschrieb • Skript
Literatur
  • Courant/D. Hilbert: Methoden der mathematischen Physik I, Springer Verlag
  • Burg/H. Haf/F. Wille/A. Meister: Vektoranalysis, Springer Vieweg
  • Vogel: Gerthsen Physik, Springer
  • Amann, J. Escher: Analysis I-III, Birkhäuser
  • H. Heuser: Lehrbuch der Analysis Teil 1 und 2, Teubner