Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka I
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MME-1-207-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Metalurgia
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

W trakcie realizacji modułu, poruszane będą zagadnienia dotyczące: mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw mechaniki płynów oraz termodynamiki.

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 na temat ogólnych zasad i praw fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych. ME1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw mechaniki płynów, termodynamiki oraz oddziaływań w polu grawitacyjnym. ME1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań. ME1A_U01, ME1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. ME1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
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 na temat ogólnych zasad i praw fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw mechaniki płynów, termodynamiki oraz oddziaływań w polu grawitacyjnym. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. + + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Wstęp
Wprowadzenie do przedmiotu: działy fizyki ich wzajemne powiązania, wielkości fizyczne, układy jednostek, prawa i zasady, aparat matematyczny niezbędny w rozwiązywaniu wybranych problemów.

2. Kinematyka
Kinematyka punktu materialnego (położenie, prędkość, przyspieszenie). Ruch prostoliniowy i obrotowy. Układ odniesienia. Zasada niezależności ruchów.

3. Dynamika punktu materialnego
Zasady dynamiki Newtona. Masa i ciężar. Siły tarcia (tarcie statyczne i dynamiczne). Rozwiązywanie prostych równań ruchu. Układy inercjalne i nieinercjalne. Siły pozorne (siły bezwładności).

4. Praca i energia
Praca, energia, moc. Twierdzenie o pracy i energii kinetycznej. Energia potencjalna. Zasada zachowania energii. Pojęcie potencjału. Potencjalne pole sił. Zachowawcze pole sił.

5. Układy wielu punktów materialnych
Ruch układu środka masy, zasada zachowania pędu, układy o zmiennej masie. Kinematyka ruchu obrotowego (prędkość i przyspieszenie kątowe). Prawa Newtona dla ruchu obrotowego.

6. Dynamika bryły sztywnej
Moment bezwładności, moment siły, moment pędu. Zasada zachowania momentu pędu. Precesja. Żyroskop.

7. Grawitacja
Prawo powszechnego ciążenia i pojęcie siły centralnej. Prawa Keplera. Prędkości kosmiczne. Pole grawitacyjne (natężenie i potencjał pola). Energia kinetyczna i potencjalna dla pola 1/r.

8. Ruch drgający
Oscylator harmoniczny prosty (sprężyna, wahadła). Drgania tłumione. Drgania wymuszone. Składanie drgań. Rezonans. Energia drgań. Dobroć oscylatora.

9. Fale I
Rodzaje fal. Równanie fali. Parametry fali, prędkość fali (fazowa, grupowa). Dodawanie fal. Zasada Huygensa. Odbicie i załamanie fal. Dyfrakcja i interferencja. Rozchodzenie się fal sprężystych w gazach, cieczach i ciałach stałych.

10. Fale II
Transport energii w ruchu falowym, fale odbite i stojące, dudnienia fal, analiza fal złożonych, efekt Dopplera. Zasada superpozycji.

11. Mechanika cieczy
Płyny doskonałe. Ciśnienie, wzór barometryczny. Prawo Pascala i prawo Archimedesa. Podstawy opisu dynamiki płynów. Prawo ciągłości przepływu. Równanie Bernoulliego.

12. Elementy termodynamiki
Temperatura i jej pomiar. Ciepło, pojemność cieplna, ciepło właściwe. Rozszerzalność termiczna ciał. Praca gazu. I zasada termodynamiki. Równanie stanu gazu doskonałego. Przemiany gazowe. Procesy odwracalne i nieodwracalne. Entropia i II zasada termodynamiki. Cykl Carnot.

13. Kinetyczna teoria gazów
Gaz doskonały i rzeczywisty. Ciśnienie i temperatura a wielkości kinetyczne. Energia wewnętrzna a temperatura. Zasada ekwipartycji energii, rozkład Maxwella prędkości cząstek. Skraplanie gazów.

14. Podstawy szczególnej teorii względności.
Doświadczenie Michelsona-Morleya. Transformacje Lorentza. Kontrakcja długości i dylatacja czasu. Równoważność masy i energii. Czterowektor energii i pędu. Interwał czasoprzestrzenny, Interpretacja geometryczna zdarzeń (stożek Minkowskiego).

Ćwiczenia audytoryjne:

Rozwiązywanie zadań z zakresu:
1. Kinematyka
2. Dynamika punktu materialnego
3. Praca i energia
4. Układy wielu punktów materialnych
5. Dynamika bryły sztywnej
6. Grawitacja
7. Ruch drgający
8. Fale
9. Mechanika cieczy
10. Elementy termodynamiki

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 172 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 28 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 6 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 80 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Podstawą zaliczenia ćwiczeń rachunkowych z fizyki jest uzyskanie ponad połowy sumy punktów z: kolokwiów (odbywających się nie rzadziej niż co dwa tygodnie), odpowiedzi ustnych oraz aktywności na zajęciach. W przypadku braku zaliczenia w terminie podstawowym student będzie mógł przystąpić do dwóch kolokwiów poprawkowych w sesji egzaminacyjnej i poprawkowej.

Wykład kończy się egzaminem w formie pisemnej, do którego mogą przystąpić osoby, które otrzymały zaliczenie z ćwiczeń. W przypadku niezaliczenia egzaminu w terminie podstawowym, studenci mogą przystąpić do dwóch terminów poprawkowych.

Ocena końcowa ( OK ) obliczana jest jako średnia ważona z oceny z egzaminu ( E ) i oceny z ćwiczeń audytoryjnych ( C ):

OK = 0.7*E + 0.3*C

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Wiedza i umiejętności w zakresie fizyki na poziomie szkoły średniej.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. R. Resnick, D. Halliday, J. Walker “Fizyka”, tom 1-5, PWN Warszawa
2. Fizyka, tom 1 i 2 – Orear J, WNT 2004

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://www.bpp.agh.edu.pl

Informacje dodatkowe:

Usprawiedliwiona nieobecność na zajęciach obowiązkowych (ćwiczenia audytoryjne) wymaga od studenta samodzielnego opanowania omawianego na tych zajęciach materiału. Usprawiedliwiona nieobecność na więcej niż dwóch zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania omawianego 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 2 zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były
negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości, co skutkuje brakiem zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych.
Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest pozytywna ocena z ćwiczeń rachunkowych.