NITH 2012 - 2013 / Emner / Realfag(RF) / RF3100 Matematikk og fysikk  

RF3100 Matematikk og fysikk

Emnenivå
Bachelor

Emnekode
RF3100

Emnenavn
Matematikk og fysikk

Studiepoeng
7,50

Emneansvarlig
Stein Marthinsen

Tilsynssensor
Kjetil Svarstad, NTNU

Godkjenningsdato


Hensikt
Moderne dataspill er basert på bruk av to- og tredimensjonal grafikk. En vesentlig del av spillene er å få fram bevegelser som likner dem vi kjenner fra virkeligheten. Det er derfor viktig for en spillprogrammerer å forstå hvilke fysiske lover som bestemmer legemers bevegelse, og å kunne beskrive disse bevegelsene ved hjelp av matematikk.

Forutsetninger
Generell studiekompetanse og R1 eller tilsvarende.

Læringsutbytte

Kunnskap

Etter å ha fullført emnet skal studenten

  • kjenne til ulike koordinatsystemer
  • forstå funksjonsbegrepet
  • kjenne til vinkelmålet radianer
  • kjenne definisjonene til de trigonometriske funksjonene sinx, cosx og tanx for vilkårlige vinkler
  • kjenne til størrelsene vektor og matrise
  • forstå begrepene gjennomsnittlig vekst, momentan vekst og derivasjon
  • kjenne til Newtons tre lover
  • kjenne til størrelsene energi og arbeid
  • kjenne til energibevaringsloven og loven om bevaring av mekanisk energi
  • kjenne til størrelsene bevegelsesmengde og impuls
  • kjenne til størrelser knyttet til translasjon og rotasjon

Ferdigheter

Etter å ha fullført emnet skal studenten kunne

  • regne med kartesiske koordinater og polarkoordinater i planet og i rommet
  • tolke og drøfte grafen til en funksjon av en variabel, kunne sette opp og løse nødvendige likninger for å regne ut skjæringspunktene mellom grafer
  • beregne kollisjonssirkler og -sfærer
  • bruke trigonometri til nødvendige beregninger
  • beskrive periodisk fenomener gitt av trigonometriske funksjoner
  • kunne behandle vektorer geometrisk og på koordinatform
  • kunne gjøre ulike operasjoner på matriser, og bruke matriser til å gjøre transformasjoner.
  • bruke bevegelseslikningene for translasjon til å bestemme forflytning, fart og akselerasjon
  • definere og beregne vinkelbevegelse, vinkel- og tangentiell fart og akselerasjon
  • bruke bevegelseslikningene for rotasjon til å bestemme størrelsene vinkelfart og vinkelakselerasjon
  • bruke Newtons lover for translatorisk bevegelse og rotasjonsbevegelse
  • beregne arbeid, kinetisk og potensiell energi og bruke energibevaringsloven for mekanisk energi
  • bruke impuls-satsen til å beregne utfallet av kollisjoner
  • definere og beregne dreiemoment

Generell kompetanse

Etter å ha fullført emnet skal studenten kunne

  • forstå grunnleggende lover i mekanikken slik at de blir i stand til å lage realistiske og naturtro modeller av hvordan legemer beveger seg under påvirkning av krefter
  • bruke matematikk til å beskrive legemers bevegelse

representere punkters og legemers posisjon i rommet ved hjelp av matematikk

Gjennomføring
Forelesninger, øvinger med veileder og skriftlige vurderinger.

Anbefalt tidsbruk

Aktivitet

Tidsbruk

Deltakelse i undervisning

24

Øving

24

Selvstudium

146

Vurdering

6

Anbefalt tidsbruk totalt

200

Verktøy

Programmeringsverktøy (Java/C++)

Karakterskala
Letter grades A-E for passed and F for failure

Vitnemålstekst
Emnet har gitt studenten innsikt i de grunnleggende fysiske lovene som er nødvendige for å beskrive legemers translatoriske og rotasjonsbevegelse i to og tre dimensjoner. Emnet gir en innføring i de matematiske metodene som er nødvendige for å beskrive og beregne slike bevegelser. Temaer som tas opp er Newtons lover, spinnsetning, bevegelsesmengde, skjæring mellom grafer, periodiske funksjoner, vektorer og matriser og transformasjoner.

Pensum

Wendy Stahler - Beginning Math and Physics for Game Programmers

Vurderingstype
Mappevurdering

Vurdering

Mappe bestående av to skriftlige prøver.




Litteraturliste:
Tittel Forfatter Forlag Utgitt år ISBN Utgave Kommentar Type Litteratur
Beginning Math and Physics for Game Programmers  Wendy Stahler  Pearson (New Riders)  2004  ISBN-10: 0735713901, ISBN-13: 978-0735713901     Bok  Pensum 

Vurdering / Assessment

Vekting (%):
100

Vurderingstype:
Mappe (se emnesiden) / Portfolio

Hjelpemiddel:


Varighet:


Semester:
Høst / Autumn