Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Fizyka I
Course of study:
2015/2016
Code:
BGG-1-202-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mining and Geology
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Lankosz Marek (Marek.Lankosz@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Lankosz Marek (Marek.Lankosz@fis.agh.edu.pl)
dr hab. inż. Cieślak Jakub (Jakub.Cieslak@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej GG1A_K03 Participation in a discussion
Skills
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki, ruchu drgającego i falowego, termodynamiki. GG1A_U01, GG1A_U09, GG1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
Knowledge
M_W001 Student ma podstawową wiedzę, w zakresie fizyki klasycznej i współczesnej, na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych. GG1A_W02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Participation in a discussion,
Execution of exercises
M_W002 Ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, oraz podstaw termodynamiki GG1A_W02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Execution of exercises
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki, ruchu drgającego i falowego, termodynamiki. + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma podstawową wiedzę, w zakresie fizyki klasycznej i współczesnej, na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, oraz podstaw termodynamiki + + - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Wprowadzenie

    Oddziaływania fundamentalne w fizyce. Przykłady wielkości fizycznych i ich podział. Definicje jednostek podstawowych w układzie SI. Wielkości wektorowe i skalarne. Operacje na wektorach.-2h

  2. Kinematyka.

    Definicja ruchu. Rodzaje ruchu. Prędkość średnia, chwilowa. Ruch prostoliniowy jednostajny. Ruch prostoliniowy jednostajnie zmienny. Przyspieszenie średnie, chwilowe. Ruch krzywoliniowy. Wektor wodzący i tor punktu. Równoważne równania skalarne. Prędkość i przyspieszenie w ruch krzywoliniowym. -2h

  3. Dynamika punktu materialnego

    Zasady dynamiki Newtona. Pęd. Przykłady sił występujących w mechanice. Dynamika ruchu punktu materialnego po okręgu. Praca, moc, energia mechaniczna, energia kinetyczne. Siły zachowawcze. Praca w polu sił ciężkości. Grawitacyjna energia potencjalna. Potencjalna energia sprężystości -2h

  4. Dynamika układu punktów materialnych

    Środek masy. Twierdzenie o ruchu środka masy. Siły zewnętrzne i wewnętrzne. Dynamika bryły sztywnej, rodzaje ruchów bryły sztywnej. Moment siły. Moment bezwładności. Twierdzenie Steinera. Moment pędu Pierwsza, druga, trzecia zasada dynamiki ruchu obrotowego. Energia kinetyczna ruchu obrotowego. Toczenie się bryły- 4h

  5. Zasady zachowania w mechanice

    Zasada zachowania energii mechanicznej. Zasada zachowania pędu. Zasada zachowania momentu pędu – krętu -2h

  6. Siły bezwładności

    Inercjalne i nieinercjalne układy odniesienia. Przykłady sił bezwładności -2h

  7. Grawitacja

    Prawo grawitacji- powszechnego ciążenia. Ciężar ciał. Skalarny i wektorowy opis pola grawitacyjnego. Energia potencjalna w polu grawitacyjnym. Prędkości kosmiczne -2h

  8. Elementy szczególnej teorii względności

    Postulaty Einsteina. Pomiary prędkości światła. Doświadczenie. Michelson’a-Morley’a. Transformacja Lorentza. Masa i energia relatywistyczna -2h

  9. Ruch drgający i falowy

    Drgania harmonicznie proste. Drgania złożone. Dudnienia, składanie drgań harmonicznych prostopadłych. Ruch falowy. Rodzaje fal, prędkości rozchodzenia się fal. Fala harmoniczna płaska. Zasada Huygensa. Dyfrakcja fal. Interferencja fal, fale stojące. Fale akustyczne, źródła fal akustycznych, dźwięki, tony, barwy. Zjawisko Dopplera. Ultradźwięki i ich zastosowanie. -3h

  10. Mechanika cieczy i gazów

    Prawo Pascala. Prawo Archimedesa. Pływanie ciał. Przepływ cieczy i gazów. Równanie ciągłości. Prawo Bernouliego. Przepływ cieczy rzeczywistych i gazów. Lepkość, wzór Stokes’a. Siła Magnusa -2h

  11. Termodynamika

    Zerowa zasada termodynamiki. Pomiar temperatury. Kinetyczna teoria gazu doskonałego. Równanie stanu gazu, równanie Clapeyrona. Ciśnienie gazu doskonałego. Kinetyczna interpretacja temperatury. Rozkład Maxwella. Ruchy Browna. Ciepło, praca i energia wewnętrzna. Pierwsza zasada termodynamiki. Praca sił ciśnienia. Ciepło przemiany. Energia wewnętrzna, zasada ekwipartycji energii. Silniki cieplne. Druga zasada termodynamiki. Entropia- 3h

  12. Gazy rzeczywiste

    Równanie van der Vaalsa. Przejścia fazowe. Osiąganie niskich temperatur. Nadpłynność. -2h

Auditorium classes:
  1. Podstawy rachunku wektorowego

    -student potrafi wykonywać operacje matematyczne na wektorach (dodawanie, odejmowanie, mnożenie, wyznaczanie długości wektora),
    -student potrafi zastosować definicję iloczynu skalarnego i wektorowego w rozwiązywaniu zadań,
    -student potrafi rozkładać wektor na składowe w zadanym układzie współrzędnych,
    -student potrafi opisać położenie w biegunowym układzie odniesienia i dokonać transformacji pomiędzy kartezjańskim i biegunowym układem odniesienia.

  2. Podstawy kinematyki

    student potrafi wyznaczać chwilowe wartości prędkości i przyspieszenia punktu przy użyciu pochodnej,
    -student potrafi wyznaczać chwilowe wartości prędkości i położenia przy użyciu całki,
    -student potrafi wyznaczać wartości średnie prędkości i przyspieszenia.

  3. Dynamika punktu materialnego

    - student potrafi zidentyfikować siły działające na ciało.
    -student potrafi zastosować zasady dynamiki Newtona do rozwiązywania zadań
    - student potrafi zidentyfikować i wyznaczyć siły bezwładności w układzie nieinercjalnym.

  4. Ruch postępowy i obrotowy bryły sztywnej

    -student potrafi wyznaczyć momenty bezwładności wybranych brył sztywnych,
    - student potrafi wyznaczyć zależności kinematyczne i energetyczne w ruchu postępowym i obrotowym brył

  5. Zasady zachowania pędu, energii i krętu

    - student potrafi zastosować definicję środka masy w rozwiązywaniu zadań,
    - student potrafi zastosować zasadę zachowania pędu w rozwiązywaniu zadań.
    - student potrafi zastosować zasadę zachowania energii mechanicznej w rozwiązywaniu zadań.
    -student potrafi zastosować zasadę zachowaniu krętu do rozwiązywania zadań

  6. Prawo grawitacji

    - student potrafi wyznaczyć siłę oddziaływania między masami
    - student potrafi wyznaczyć rozkład natężenia pola grawitacyjnego i potencjału wokół zadanego układu mas,
    - student potrafi wyznaczyć pracę związaną z przemieszczeniem masy punktowej w zadanym polu grawitacyjnym,
    -student potrafi zastosować prawo grawitacji do wyznaczenia ruchu planet i sztucznych satelitów.

  7. Ruch drgający i falowy

    - student potrafi wyznaczyć wielkości występujące w ruchu drgającym (położenie równowagi, częstotliwość, okres, amplitudę, fazę drgań, energię kinetyczna i potencjalną) w układach poruszających się ruchem harmonicznym prostym,
    -student potrafi obliczyć częstotliwość drgań własnych układu, współczynnik tłumienia i częstotliwość rezonansową
    - student potrafi opisać efekty superpozycji fal o zadanych parametrach,
    - student potrafi wyznaczyć parametry fali (długość, częstotliwość, okres) zmienione poprzez ruch źródła fali i/lub odbiornika.

  8. . Mechanika cieczy i gazów

    -student potrafi zastosować prawa przepływu cieczy i gazów do rozwiązywania zadań
    -student potrafi wykonać obliczenia hydro i aerodynamiczne dla cieczy i gazów rzeczywistych

  9. Termodynamika

    - student potrafi stosować I zasadę termodynamiki w obliczeniach przemian gazowych,
    - student potrafi przeprowadzać obliczenia bilansu cieplnego, z uwzględnieniem ciepła właściwego i ciepła przemiany,
    - student potrafi wyznaczyć sprawność silników cieplnych.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 168 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in auditorium classes 28 h
Preparation for classes 36 h
Realization of independently performed tasks 65 h
Contact hours 9 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena z ćwiczeń audytoryjnych ( C ) obliczana jest następująco: procent uzyskanych punktów (suma z przeprowadzonych kolokwiów i aktywności na ćwiczeniach) przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena z egzaminu ( E ) obliczana jest następująco: procent uzyskanych punktów (suma z odpowiedzi na pytania egzaminacyjne) przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa ( OK ) obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu ( E ) i z ćwiczeń rachunkowych ( C ):
OK = 0.5 x E + 0.5 x C
Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej ( OK ) wymaga uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych ( C ) i egzaminu ( E ).

Prerequisites and additional requirements:

znajomość podstaw analizy matematycznej

Recommended literature and teaching resources:

1. A. Bobrowski, „Fizyka- Krótki kurs” WNT Warszawa 1983
2. R. Resnick, D. Halliday, “Fizyka”, tom 1 i 2, WNT Warszawa 1985

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:
M.Czyżycki, P.Wróbel, M.Lankosz

Confocal X-ray fluorescence micro-spectroscopy experiment in tilted geometry
Spectrochimica Acta Part B, 97 (2014) 99–104
A.Wandzilak, M.Czyżycki, P.Wróbel, M.Szczerbowska-Boruchowska, E.Radwańska, D.Adamek, M.Lankosz
The oxidation states and chemical environments of iron and zinc as potential indicators of brain tumour malignancy grade – preliminary results.
Metallomics, 5 (2013) 1547-1553
M.Lankosz, M.Grzelak, B.Ostachowicz, A.Wandzilak, M.Szczerbowska-Boruchowska, P.Wrobel, E.Radwanska, D.Adamek
Application of the total reflection X-ray fluorescence method to the elemental analysis of brain tumors of different types and grades of malignancy
Spectrochimica Acta Part B, 101 (2014) 98–105

Additional information:

Z uwagi na konieczność zapewnienia efektów kształcenia niezbędny jest egzamin pisemny.

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na ćwiczenia audytoryjnych:
Nieobecność na jednych ćwiczeniach zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Nieobecność na więcej niż jednych ćwiczeniach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału i jego zaliczenia w formie pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie, lecz nie później niż w ostatnim tygodniu trwania zajęć. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa ćwiczenia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości.

Zasady zaliczania ćwiczeń audytoryjnych: podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania. Zaliczenia poprawkowego w drugim terminie musi być przeprowadzone przed trzecim terminem egzaminu.
Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż dwa zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne, może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości poprawkowego zaliczania zajęć. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł) lub Dziekana.

Egzamin przeprowadzany jest zgodnie z Regulaminem Studiów AGH § 16.