Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2022

Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
Maschineningenieurwissenschaften Bachelor
Bachelor-Studium (Studienreglement 2022)
Obligatorische Fächer des Basisjahres
Basisprüfung
Basisprüfungsblock A
401-0261-00L	Analysis I	O	7 KP	5V + 2U	A. Steiger
Kurzbeschreibung	Differential- und Integralrechnung von Funktionen einer und mehrerer Variablen; Vektoranalysis; gewöhnliche Differentialgleichungen erster und höherer Ordnung, Differentialgleichungssysteme; Potenzreihen. In jedem Teilbereich eine grosse Anzahl von Anwendungsbeispielen aus Mechanik, Physik und anderen Lehrgebieten des Ingenieurstudiums.
Lernziel	Einführung in die mathematischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, soweit sie die Differential- und Integralrechnung betreffen.
Skript	U. Stammbach: Analysis I/II, Teil A, B, C und Aufgabensammlung Die Vorlesung folgt dem Skript von Prof. U. Stammbach. Die vier Bände sind im Gesamtpaket zum Spezialpreis von CHF 75.- nur im ETH Store erhältlich und sehr zu empfehlen. Es findet kein Hörsaalverkauf statt. Eine digitale Version der Teile A, B und C wird zur Verfügung gestellt.
Voraussetzungen / Besonderes	Die Übungsaufgaben und Online-Quizzes sind ein wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung. Die Bearbeitung dieser Aufgaben wird mit einem Notenbonus belohnt. Mehr Informationen hierzu finden Sie im Abschnitt "Leistungskontrolle".
151-0501-03L	Mechanik I	O	6 KP	3V + 2U + 1K	R. Hopf, E. Mazza
Kurzbeschreibung	Grundlagen: Lage eines materiellen Punktes; Geschwindigkeit; Kinematik starrer Körper; Kräfte, Reaktionsprinzip; Leistung Statik: Kräftegruppen und Momente; Prinzip der virtuellen Leistungen, Ruhelage und Gleichgewicht, Hauptsatz der Statik; Lagerbindungen und Lagerkräfte; Parallele Kräfte und Schwerpunkt; Statik der Systeme; Fachwerke; Reibung; Seilstatik; Beanspruchung in Stabträgern.
Lernziel	Verständnis der Statik als mechanische Grundlage des Ingenieurwesens sowie ihre Anwendung auf einfache Probleme.
Inhalt	Grundlagen: Lage eines materiellen Punktes; Geschwindigkeit; Kinematik starrer Körper, Translation, Rotation, Kreiselung, ebene Bewegung; Kräfte, Reaktionsprinzip, innere und äussere Kräfte, verteilte Flächen- und Raumkräfte; Leistung Statik: Aequivalenz und Reduktion von Kräftegruppen; Ruhe und Gleichgewicht, Hauptsatz der Statik; Lagerbindungen und Lagerkräfte, Lager bei Balkenträgern und Wellen, Vorgehen zur Ermittlung der Lagerkräfte; Parallele Kräfte und Schwerpunkt; Statik der Systeme, Behandlung mit Hauptsatz, mit Prinzip der virtuellen Leistungen, statisch unbestimmte Systeme; Statisch bestimmte Fachwerke, ideale Fachwerke, Pendelstützen, Knotengleichgewicht, räumliche Fachwerke; Reibung, Haftreibung, Gleitreibung, Gelenk und Lagerreibung, Rollreibung; Seilstatik; Beanspruchung in Stabträgern, Querkraft, Normalkraft, Biege- und Torsionsmoment
Skript	Übungsblätter
Literatur	Sayir, M.B., Dual J., Kaufmann S., Mazza E., Ingenieurmechanik 1: Grundlagen und Statik, Springer
252-0832-00L	Informatik I	O	4 KP	2V + 2U	M. Fischer, R. Sasse
Kurzbeschreibung	Die Vorlesung bietet eine Einführung in das Programmieren mit einem Fokus auf systematischem algorithmischem Problemlösen. Lehrsprache ist C++. Es wird keine Programmiererfahrung vorausgesetzt.
Lernziel	Primäres Lernziel der Vorlesung ist die Befähigung zum Programmieren mit C++. Studenten beherrschen nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung die Mechanismen zum Erstellen eines Programms, sie kennen die fundamentalen Kontrollstrukturen, Datenstrukturen und verstehen, wie man ein algorithmisches Problem in ein Programm abbildet. Sie haben eine Vorstellung davon, was "hinter den Kulissen" passiert, wenn ein Programm übersetzt und ausgeführt wird. Sekundäre Lernziele der Vorlesung sind das Computer-basierte, algorithmische Denken, Verständnis der Möglichkeiten und der Grenzen der Programmierung und die Vermittlung der Denkart eines Computerwissenschaftlers.
Inhalt	Wir behandeln fundamentale Datentypen, Ausdrücke und Anweisungen, (Grenzen der) Computerarithmetik, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder, zusammengesetzte Strukturen und Zeiger. Im Teil zur Objektorientierung werden Klassen, Vererbung und Polymorphie behandelt, es werden exemplarisch einfache dynamische Datentypen eingeführt. Die Konzepte der Vorlesung werden jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert.
Skript	Ein Skript in englischer Sprache wird semesterbegleitend herausgegeben. Das Skript und die Folien werden auf der Vorlesungshomepage zum Herunterladen bereitgestellt.
Literatur	Bjarne Stroustrup: Einführung in die Programmierung mit C++, Pearson Studium, 2010 Stephen Prata: C++ Primer Plus, Sixth Edition, Addison Wesley, 2012 Andrew Koenig and Barbara E. Moo: Accelerated C++, Addison-Wesley, 2000.
151-0909-00L	Chemistry	O	4 KP	2V + 2U	D. J. Norris
Kurzbeschreibung	This is a general chemistry course aimed at first-year bachelor students in the Department of Mechanical and Process Engineering.
Lernziel	The aims of the course are: 1) To provide a thorough understanding of the basic principles of chemistry and its application, 2) To develop an understanding of the atomic and molecular nature of matter and of the chemical reactions that describe its transformations, and 3) To emphasize areas considered most relevant in an engineering context.
Inhalt	Electronic structure of atoms, chemical bonding, molecular geometry and bonding theories, intermolecular forces, gases, thermodynamics, chemical thermodynamics, chemical kinetics, equilibria, liquids and solutions, acids and bases, redox- and electrochemistry.
Skript	The instructor's lecture notes will be available prior to every lecture and can be downloaded from Moodle.
Literatur	The course is based on "Chemistry: The Central Science" by Brown, LeMay, Bursten, Murphy, Woodward, and Stoltzfus. Pearson, 15th Edition in SI units (global edition).

Basisprüfungsblock B
Nummer	Titel	Typ	ECTS	Umfang	Dozierende
401-0171-00L	Lineare Algebra I	O	3 KP	2V + 1U	N. Hungerbühler
Kurzbeschreibung	Die Lineare Algebra ist ein unverzichtbares Werkzeug der Ingenieurmathematik. Die Vorlesung bietet einen Einstieg in die Theorie mit zahlreichen Anwendungen. Die erlernten Begriffe werden in den begleitenden Übungen gefestigt. Die Vorlesung wird als Lineare Algebra II weitergeführt.
Lernziel	Die Studierenden sind nach Absolvierung des Kurses in der Lage, lineare Strukturen zu erkennen und entsprechende Probleme der Theorie und der Praxis zu lösen.
Inhalt	## Übersicht ## Lineare Gleichungssysteme, Gaußscher Algorithmus, Lösungsraum, Matrizen, LR-Zerlegung, Determinanten, Struktur von Vektorräumen, normierte Vektorräume, Skalarprodukt, Ausgleichsrechnung (Methode der kleinsten Quadrate), QR-Zerlegung, Einführung in MATLAB, Anwendungen ## Semesterverlauf (ohne Gewähr) ## ### Vorlesung 1 ### - Einführung und Überblick, kurze Geschichte der Linearen Algebra - Grundfragen an ein LGS - Lösungsmenge eines LGS - Äquivalente LGS - Äquivalenzumformungen bei LGS - Dreiecksform und Rückwärtseinsetzen - Grundidee des Gaussschen Eliminationsverfahrens ### Vorlesung 2 ### - Schreibweisen für LGS - erweiterte Matrix eines LGS - Matrixschreibweise - elementare Zeilenumformungen bei Matrizen - Gausssches Eliminationsverfahren ### Vorlesung 3 ### - Zeilenstufenform - Pivots - freie Parameter - Verträglichkeitsbedingungen - geometrische Interpretation von LGS - Hessesche Normalform ### Vorlesung 4 ### - Rang - Sätze über den Rang und die Lösbarkeit von LGS - Eindeutigkeit der Lösung - homogene LGS (HLGS) - Sätze über HLGS - Matrizen - spezielle Matrizen - transponierte Matrix - (anti-)symmetrische Matrizen - Operationen mit Matrizen ### Vorlesung 5 ### - Einsteinsche Summenkonvention - Rechenregeln für Matrizen - Kronecker-Symbol - Spalten- und Zeilenstruktur und Sätze dazu - Transpositionsregeln ### Vorlesung 6 ### - inverse Matrix - singuläre und reguläre Matrizen - Gauss-Jordan-Algorithmus - Sätze zur inversen Matrix - Beziehung zu LGS - orthogonale Matrizen - Givens-Rotation - Householder-Matrix ### Vorlesung 7 ### - geometrische Interpretation orthogonaler Matrizen - Isometrien - Drehungen und Spiegelungen in der Ebene - LR-Zerlegung ### Vorlesung 8 ### - Anwendungen der LR-Zerlegung - Permutationsmatrizen - LR-Zerlegung mit Vertauschungen - Determinanten - Regel von Sarrus - Minoren - Kofaktoren - Adjunkte - Entwicklungssatz für Determinanten ### Vorlesung 9 ### - Sätze zu Determinanten - Allgemeiner Entwicklungssatz - Produktsatz für Determinanten - Blocksatz für Determinanten - Determinantenberechnung via LR-Zerlegung - Determinante und Rang ### Vorlesung 10 ### - Determinanten, Rang und LGS - Adjunkte und Inverse - Vektorräume (VR) - Nullvektor - komplexe VR - Beispiele von VR - Sätze über VR ### Vorlesung 11 ### - VR von Funktionen - Unterräume (UR) ### Vorlesung 12 ### - Weitere Beispiele von VR und UR - Sätze über UR - Beziehung zu LGS - Linearkombinationen (LK) - aufgespannte UR - Erzeugendensysteme - (un-)endlichdimensionale VR - lineare (Un-)Abhängigkeit ### Vorlesung 13 ### - geometrische Interpretation von linearer (Un-)Abhängigkeit - Basis eines VR - Dimension - Koordinaten ### Vorlesung 14 ### - Beispiele zu Koordinaten - Koordinatenvektor - lineare Abbildungen - (geometrische) Beispiele von linearen Abbildungen - Projektion - Sampling - Interpolation - affin-lineare Abbildungen - Kontraktionen - Bild einer linearen Abbildung - Hutchinson-Operator - Selbstähnlichkeit und Fraktale - Barnselys Farn
Literatur	* K. Nipp / D. Stoffer, Lineare Algebra, vdf Hochschulverlag, 5. Auflage 2002 * K. Meyberg / P. Vachenauer, Höhere Mathematik 1, Springer 2003
Voraussetzungen / Besonderes	Der Besuch und die aktive Teilnahme in den Übungen sind Teil dieser Lehrveranstaltung. Es wird erwartet, dass die Studierenden 3/4 aller Übungsaufgaben sinnvoll bearbeiten und zur Kontrolle abgeben.

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