Physiklabor

Das Physiklabor ist ein Raum, in dem theoretische Inhalte durch praktische Anwendungen ergänzt werden. Hier werden experimentelle Techniken aus der Physik vermittelt und technischer Support für die Studiengänge Wirtschaftsingenieur- und Bauingenieurwesen in Fächern wie Physik, Festigkeitslehre und Beton bereitgestellt.

Ziele des Labors

Durchführung und Überprüfung wissenschaftlicher Experimente.
Vermittlung fortgeschrittener experimenteller Techniken.
Förderung wissenschaftlicher Perspektiven bei den Studierenden der Fakultät für Ingenieurwissenschaften.

01

Anwendungsbereiche

Newtonsche Mechanik
Energie
Thermodynamik
Wellen
Elektrizität
Magnetismus
Eigenschaften von Beton
Spannungsanalyse in Materialien

02

Experimente und Aktivitäten

Newtonsche Mechanik und Energie

Die Studierenden haben die Möglichkeit, folgende Versuche durchzuführen:

Messung von Länge, Masse und Zeit.
Experimentelle Überprüfung von Vektorrechnungen mit dem Kraftmessgerät („Mesa de Fuerza“): Darstellung von Vektoren in Betrag, Richtung und Orientierung.
Untersuchung von parabelförmigen Bewegungen, gleichförmigen und momentanen Geschwindigkeiten sowie Beschleunigungen in linearen Bewegungen und freien Fallversuchen.
Bestimmung des Zusammenhangs zwischen statischer Kraft auf einer geneigten Ebene, Neigungswinkel und Reibungskoeffizient verschiedener Materialien.
Analyse der linearen Dynamik und der Dynamik auf geneigter Ebene zur Untersuchung des zweiten Newtonschen Gesetzes und Überprüfung der Bewegungsgleichung bei gleichmäßig beschleunigten Drehungen.
Versuche zu Arbeit, Energie und Stößen: Überprüfung des Hooke’schen Gesetzes, Erhaltung des Impulses vor und nach elastischen und inelastischen Kollisionen sowie Überprüfung des Energieerhaltungssatzes.

03

Thermodynamik und Wellen

In diesem Bereich können die Studierenden:

Mechanismen der Wärmeübertragung, Kalorimetrie und Phasenwechsel überprüfen.
Analysieren, wie die Dichte von Flüssigkeiten in Abhängigkeit von der Temperatur variiert.
Die Werte des globalen Wärmeübertragungskoeffizienten bestimmen und die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien ermitteln.
Die Reibungserwärmung eines rotierenden Metallkörpers mittels eines gespannten synthetischen Bands untersuchen: Bestimmung des mechanischen Wärmeäquivalents und der Wärmekapazität von Aluminium und Messing.
Drücke, Temperaturen (von Wasser und Kältemittel), Leistung und Energieverbrauch über die Zeit messen, um den Kompressionskältezyklus zu analysieren.
Die Periodizität stationärer Oszillatoren demonstrieren, die über eine durch die Wellenmaschine erzeugte harmonische Transversalwelle gekoppelt sind.
Den Doppler-Effekt analysieren, wenn sich die Schallquelle oder der Detektor relativ zum Ausbreitungsmedium bewegt.
Die Wasserdampfdestillation anwenden, um organische, in Wasser unlösliche und leicht flüchtige Substanzen von nicht flüchtigen Bestandteilen (z. B. Harze oder anorganische Salze) zu trennen.

04

Elektrizität und Magnetismus

Im Labor können folgende Experimente durchgeführt werden:

Experimentelle Überprüfung elektrischer Feldlinien zwischen Elektroden und Nachweis, dass diese senkrecht zu den Äquipotentiallinien verlaufen.
Bestimmung der Beziehung zwischen Spannung und Stromstärke in einem Stromkreis.
Erkennen und Bewerten von Gesamtwiderstand, Spannung und Strom in Reihen- und Parallelschaltungen.
Überprüfung der Kirchhoff’schen Gesetze für Ströme und Spannungen.
Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Widerstand und Kapazität in Bezug auf Lade- und Entladezeiten eines Kondensators.
Untersuchung magnetischer Phänomene in stromdurchflossenen Leitern und Verständnis grundlegender Konzepte des Magnetfelds.
Bestimmung des Magnetfeldes, das von zwei kreisförmigen, parallelen Spulen erzeugt wird.
Untersuchung der Eigenschaften und Anwendungen der elektromagnetischen Induktion.
Analyse der Auswirkungen der Selbstinduktion in Gleichstromkreisen sowie weiterer damit verbundener Phänomene.

Verfügbare Geräte

Das Physiklabor der UPA verfügt unter anderem über folgende Geräte:

Doppler-Effekt-Ausrüstung und Wellenmaschinen
Elektrizitäts- und Magnetismus-Kits
Mechanik-Kits
Kits für erneuerbare Energien
Stirlingmotor
Gerät zur Messung grundlegender physikalischer Konstanten
Air Track und Luftgenerator
Pendel (variabler Schwerkraftpendel, ballistisches Pendel, mathematisches Pendel)
Freifallgeräte
Gerät zur Messung von Reibung
Maxwellsches Rad und Zubehör
Wärmepumpe
Thermodynamik- und Kalorimetrie-Kits