Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka I
Tok studiów:
2015/2016
Kod:
BIT-1-104-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka Stosowana
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Duliński Marek (marek.dulinski@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Duliński Marek (marek.dulinski@fis.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki klasycznej i współczesnej, na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych i oddziaływań fundamentalnych IT1A_W02, IT1A_W08 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, termodynamiki, elektrostatyki IT1A_W02, IT1A_W08 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki, termodynamiki, elektrostatyki IT1A_U06, IT1A_U01 Egzamin,
Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę samokształcenia, ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy IT1A_K01 Udział w dyskusji
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie fizyki klasycznej i współczesnej, na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych i oddziaływań fundamentalnych + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, termodynamiki, elektrostatyki + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki, termodynamiki, elektrostatyki + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę samokształcenia, ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy + + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Fizyka jako ścisła nauka przyrodnicza.
Miejsce fizyki w rodzinie nauk przyrodniczych. Metodologia fizyki. Oddziaływania fundamentalne. Układ jednostek SI.
2. Ruch jednowymiarowy.
Definicja i opis ruchu. Prędkość oraz przyspieszenie średnie i chwilowe. Ruch jednostajnie zmienny. Rzut pionowy oraz swobodny spadek w polu grawitacyjnym.
3. Ruch krzywoliniowy.
Rzut poziomy i ukośny w polu grawitacyjnym. Ruch jednostajny i jednostajnie zmienny po okręgu. Droga, prędkość i przyspieszenie kątowe.
4. Dynamika punktu materialnego A.
Pojęcie masy, pędu, siły, zasada zachowania pędu. Zasady dynamiki Newtona. Masa a ciężar. Tarcie.
5. Dynamika punktu materialnego B.
Dynamika ruchu obrotowego. Siły rzeczywiste i pozorne. Przyspieszenie Coriolisa. Praca, moc, energia kinetyczna i potencjalna. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Zasada zachowania energii mechanicznej.
6. Dynamika układu punktów materialnych.
Ruch środka masy układu. Zasada zachowania pędu, zderzenia sprężyste i niesprężyste.
7. Ruch obrotowy.
Dynamika ruchu obrotowego – moment siły, moment pędu. Zasada zachowania momentu pędu. Moment
bezwładności brył sztywnych. Ruch postępowo-obrotowy. Ruch precesyjny.
8. Ruch drgający.
Siła harmoniczna. Wahadło proste i fizyczne. Drgania swobodne, tłumione i wymuszone – rezonans.
9. Grawitacja
Prawo powszechnego ciążenia. Prawa Keplera. Pole grawitacyjne – natężenie, potencjał i energia. I i II prędkość kosmiczna.
10. Elementy hydrostatyki i hydrodynamiki.
Ciśnienie i gęstość płynu. Prawo Pascala i Archimedesa. Pływanie ciał. Prawa przepływu płynów idealnych. Równanie Bernoulliego i jego zastosowania.
11. Fale w ośrodkach sprężystych.
Mechanizm rozchodzenia się zaburzeń w ośrodkach sprężystych. Rodzaje fal mechanicznych. Równanie d’Alemberta. Przenoszenie energii przez fale. Interferencja fal. Fale stojące. Zjawisko Dopplera.
12. Kinetyczna teoria gazów i termodynamika A.
Pojęcie gazu doskonałego. Temperatura. Zerowa i pierwsza zasada termodynamiki. Zasada ekwipartycji energii. Ciepło właściwe przy stałym ciśnieniu i stałej objętości. Podstawowe przemiany gazowe.
13. Kinetyczna teoria gazów i termodynamika B
Średnia droga swobodna. Rozkład prędkości Maxwella. Równanie Van der Waalsa. Wykresy fazowe. Procesy odwracalne i nieodwracalne. Cykl Carnota. Druga zasada termodynamiki i pojęcie entropii. Przewodnictwo cieplne.
14. Elektrostatyka
Ładunki elektryczne. Zasada zachowania ładunku. Prawo Coulomba. Pole elektryczne – linie sił, natężenie i strumień natężenia pola elektrycznego – prawo Gaussa.
Praca w polu sił elektrycznych. Potencjał pola elektrycznego. Energia potencjalna ładunku punktowego w polu elektrycznym. Pojemność elektryczna, pojemność zastępcza. Dielektryki. Drgania obwodu RC.

Ćwiczenia audytoryjne:

1. Wielkości fizyczne, Układy jednostek (wielkości skalarne i wektorowe, podstawowe działania na wektorach, podstawowe jednostki układu SI, inne jednosteki pozaukładowe, ich przeliczenia).
2. Ruch jednowymiarowy (pojęcia równania ruchu, toru ruchu, reguły geometrii analitycznej w układzie kartezjańskim do rozwiązywania problemów kinematycznych, obliczanie drogi, prędkości i przyspieszenia w ruchu jednowymiarowym).
3. Ruch krzywoliniowy (reguły rachunku wektorowego i geometrii analitycznej w układzie biegunowym do rozwiązywania zagadnień kinematycznych w ruchu po okręgu, pojęcie drogi kątowej, prędkości kątowej i przyspieszenia kątowego i ich składowych, ich obliczanie w przypadku ruchu po okręgu).
4. Dynamika punktu materialnego (zasady dynamiki Newtona, w oparciu o II zasadę dynamiki sformułowanie ogólnego równania ruchu, obliczanie pędu i jego zmiany oraz siły, wyznaczanie parametrów ruchu w przypadku występowania tarcia, siły rzeczywiste i pozorne oraz wyznaczanie ich wartości, wyznaczanie siły odśrodkowej oraz siły Coriolisa dla różnych wariantów ruchu w obracających się układach współrzędnych, obliczanie pracy, mocy i energii oraz zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej do prostych układów dynamicznych).
5. Dynamika układów punktów materialnych (zagadnienia ruchu układu mas punktowych w różnych konfiguracjach, obliczanie parametrów geometrycznych i mechanicznych opisujących zderzenia sprężyste i niesprężyste ciał).
6. Ruch obrotowy (obliczanie z definicji momentu bezwładności podstawowych figur i brył geometrycznych względem ich osi symetrii, zastosowanie zasady zachowania momentu pędu w odniesieniu do prostych układów mechanicznych, wyznaczanie parametrów kinematycznych i dynamicznych ruchu postępowo obrotowego).
7. Ruch drgający (rozwiązywanie równania ruchu harmonicznego prostego bez tłumienia i wymuszenia, wyznaczanie okresu drgań wahadeł prostych i fizycznych o różnej geometrii, w układach poruszających się oraz w różnych punktach ziemskiego pola grawitacyjnego, wyznaczanie amplitudy i częstości drgań prostych układów w rezonansie).
8. Grawitacja (wyznaczanie potencjału i natężenia pola grawitacyjnego, opis ilościowy oddziaływania grawitacyjnego w układach statycznych wielu ciał i dynamicznych dwuciałowych).
9. Elementy hydrostatyki i hydrodynamiki (wyznaczanie ciśnienia hydrostatycznego, zastosowanie praktyczne prawa Archimedesa do określenia możliwości pływania ciał oraz oceny części zanurzonej, obliczanie masowe i objętościowe natężenie przepływu płynu, obliczanie prędkości przepływu płynu w oparciu o wskazania manometru różnicowego).
10. Fale w ośrodkach sprężystych (w oparciu o przesłanki obserwacyjne formułowanie równania opisującego fale mechaniczne, dodawanie zaburzenia mechanicznego w sposób analityczny i interpretowanie wyniku obliczeń, obliczanie zmiany częstotliwości fal związane z wzajemnym ruchem źródła i obserwatora).
11. Kinetyczna teoria gazów i termodynamika (obliczanie podstawowych makroskopowych parametrów gazu w tym – podczas czterech podstawowych przemian gazowych, rozwiązywanie problemów kalorymetrycznych, obliczanie prędkości średniej kwadratowej i najbardziej prawdopodobną ilość drobin danego gazu w zadanych warunkach, zastosowanie pierwszej zasady termodynamiki do obliczeń bilansowych ciepła i pracy, wyznaczanie zmiany entropii w prostym procesie termodynamicznym, rozwiązywanie prostych problemów związanych z jednowymiarowym transportem ciepła).
12. Elektrostatyka (wyznaczanie siły działającej na ładunki elektryczne od innych ładunków, lub pól elektrycznych, obliczanie natężenia pola elektrycznego od dyskretnego i ciągłego rozkładu ładunków elektrycznych, wyznaczanie potencjału pola elektrycznego, obliczanie pojemności elektrycznej przewodnika lub układu przewodników, wyznaczanie pojemności zastępczej prostego układu kondensatorów).

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 116 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 60 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Zaliczenie ćwiczeń następuje w oparciu o ocenę końcową, w skład której wchodzą poszczególne oceny z odpowiedzi ustnych (OU) i kolokwiów (K).

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona poszczególnych składowych wg wzoru:

OK = (NK0,6 x K + NOU0,4 x OU)/( NK0,6 + NOU0,4)
gdzie NK i NOU oznaczają odpowiednio ilość ocen z kolokwiów i odpowiedzi ustnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw analizy matematycznej

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

 R. Resnick, D. Halliday. Fizyka. PWN, wyd. 1975.
 Sz. Szczeniowski. Fizyka doświadczalna. cz. I-V, PWN 1963.
 M.S. Cedrik. Zadania z fizyki. PWN 1981.
 S.U. Gonczarenko. Zadania z fizyki. WNT 1972.
 S. Striełkow, I. Elcin, I. Jakowlew. Zbiór zadań z fizyki. PWN 1963.
 D. I. Sacharow. Zbiór zadań z fizyki. Państwowe Z-dy Wyd. Szkolnych, 1968.
 W. Hajko. Fizyka w przykładach. WNT 1967.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

udział „teoretycznych” punktów ECTS: 4

Zasady zaliczania przedmiotu:
1. Ćwiczenia audytoryjne są obowiązkowe.
2. Student, który opuścił 3 zajęcia (ćwiczenia) bez usprawiedliwienia nie otrzymuje zaliczenia i traci prawo do kolokwium poprawkowego.
3. Maksymalna ilość usprawiedliwionych nieobecności w semestrze wynosi 4.
3. Usprawiedliwione nieobecności na trzecich i czwartych zajęciach ćwiczeniowych w semestrze muszą być zaliczone w formie kolokwium sprawdzającego z materiału przerabianego na opuszczonych zajęciach.
4. Nieobecność usprawiedliwiona na 5 i więcej zajęciach skutkuje brakiem zaliczenia niezależnie od ocen uzyskanych w semestrze. W tym przypadku student musi zaliczyć materiał semestralny w formie kolokwium poprawkowego jednakże pod warunkiem, że legitymuje się średnią arytmetyczną ocen większą od 2,50.
5. Wyniki I oraz II kolokwium poprawkowego są traktowane jak zwykłego kolokwium w semestrze a ocena końcowa jest obliczana wg wzoru podanego wyżej. Jeśli jest ona poniżej 3,0 ale ocena z kolokwium poprawkowego jest pozytywna, student otrzymuje zaliczenie na poziomie 3,0.