Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
BGF-1-102-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Geofizyka
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Kozłowski Andrzej (kozlow@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Kozłowski Andrzej (kozlow@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Na przykładzie mechaniki klasycznej (kinematyka, dynamika, dynamika ruchu obrotowego, ruch harmoniczny, elementy STW) wprowadzony będzie język matematyczny stosowany w opisie przyrody i technice.

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, oddziaływań fundamentalnych. GF1A_W02, GF1A_W09, GF1A_W03, GF1A_W10 Wynik testu zaliczeniowego,
Egzamin,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw termodynamiki, elektryczności i magnetyzmu. GF1A_W02, GF1A_W09, GF1A_W03, GF1A_W10 Wynik testu zaliczeniowego,
Egzamin,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
Umiejętności
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, elektryczności i magnetyzmu. GF1A_U02, GF1A_U01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Wynik testu zaliczeniowego
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej GF1A_K07 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, oddziaływań fundamentalnych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw termodynamiki, elektryczności i magnetyzmu. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
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, elektryczności i magnetyzmu. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej + + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Fizyka jako ścisła nauka przyrodnicza. Podstawowe oddziaływania.
2. Ruch i jego opis (Kinematyka).
3. Przyczyny ruchu: dynamika w ruchu postępowym.
4. Układy inercjalne i nieinercjalne, siły bezwładności w ruchu postępowym i obrotowym, Ziemia jako układ odniesienia.
5. Praca i moc. Energia, energia kinetyczna, pola sił zachowawczych, energia potencjalna, przy-kłady.
6. Zasada zachowania energii mechanicznej. Zasada zachowania energii całkowitej.
7. Prawo grawitacji: Ruch pod wpływem siły centralnej, prawa Keplera. Operatorowy opis pola wektorowego.
8. Pęd, zasada zachowania pędu, przykłady.
9. Ruch postępowy i obrotowy bryły sztywnej: Moment siły, moment bezwładności, moment pę-du, zasady dynamiki dla ruchu obrotowego, zasada zachowania momentu pędu
10. Ruch drgający: Ruch harmoniczny prosty, ruch drgający tłumiony, drgania wymuszone – rezo-nans.
11. Fale mechaniczne: Mechanizm rozchodzenia się fal, równanie ruchu falowego, proste rozwią-zania równania falowego, transport energii w ruchu falowym, interferencja fal, fale stojące, analiza fal złożonych.
11. Elementy szczególnej teorii względności.
12. Elementy ogólnej teorii względności, GPS, energia jądrowa.
13. Elektrostatyka: Wielkości charakteryzujące pole elektryczne i związki miedzy nimi, prawo Gaussa, pole elektryczne poruszających się ładunków, pojemność elektryczna, elektryczny moment dipolowy i jego zachowanie w polu elektrycznym, dielektryki, polaryzacja dielektryków.
14. Prąd elektryczny: Natężenie i gęstość prądu, prawo ciągłości klasyczna teoria przewodnictwa, oporność, przewodnictwo, nadprzewodnictwo, praca i moc prądu.
15. Pole magnetyczne: Źródła pola magnetycznego, własności pola magnetycznego, siły działające na ładunki w polu magnetycznym – siła Lorentza, wektor indukcji magnetycznej, siły elektrodyna-miczne, efekt Halla, magnetyczny moment dipolowy i jego zachowanie w polu magnetycznym, ferro-magnetyki, ziemskie pole magnetyczne.

Ćwiczenia audytoryjne:

Działania na wektorach; wprowadzenie pochodnej funkcji i pochodnej wektora (3 godz.).
Kinematyka w jednym wymiarze; prędkość średnia i chwilowa; odczytywanie prędkości z wykresu położenia w funkcji czasu i przyśpieszenia z wykresu prędkości (3 godz.).
Kinematyka w jednym wymiarze: numeryczne obliczanie trajektorii; kinematyka w 3 wymiarach (2 godz.). Kinematyka w 3 wymiarach: ruch po okręgu (2 godz.).
Zasady dynamiki: rozkład siły na składowe w wybranym układzie odniesienia; równanie ruchu i ruch pod wpływem stałej siły (3 godz.).
Zasady dynamiki w układzie nieinercjalnym: siły bezwładności (3 godz.).
Zasada zachowania energii i pędu (4 godz.).
Dynamika bryły sztywnej: obliczanie momentów bezwładności; zasada zachowania momentu pędu; zastosowanie drugiej zasady dynamiki dla ruchu obrotowego (2 godz.).
Dynamika punktu materialnego w ośrodku w którym działa siła sprężysta (3 godz.).
Fale: długość, faza, prędkość fali; fala biegnąca; równanie falowe; fale akustyczne; prędkość grupowa i fazowa (5 godz.).

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 235 godz
Punkty ECTS za moduł 8 ECTS
Udział w wykładach 45 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 110 godz
Przygotowanie do zajęć 40 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia arytmetyczna ocen z egzaminu (E) i z ćwiczeń ra-chunkowych ©:
OK = 0.5 x E + 0.5 x C
Obliczenie oceny z ćwiczeń rachunkowych C podano w Uwagach.
Ocena z egzaminu (E) obliczana jest jako suma uzyskanych punktów z pytań testowych, skorygowana o ocenę umiejętności wytłumaczenia swego wyboru odpowiedzi na pytania testowe zaprezentowaną w trakcie egzaminu ustnego. Następnie ocena punktowa jest przeliczona na ocenę zgodnie z Regulami-nem Studiów AGH.
Ocena wyliczana po zaliczeniu egzaminu w drugim terminie:
E = 0.5*(pierwszy termin)0.5*(drugi termin)
Ocena wyliczana po zaliczeniu egzaminu w trzecim terminie:
E = 0.33*(pierwszy termin)0.33*(drugi termin)+0.33*(trzeci termin)

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw analizy matematycznej i rachunku wektorowego

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Materiały wykładowcy udostępnione w Wirtualnej Uczelni
2. Z. Kąkol „Fizyka” – wykłady z fizyki,
3. Z. Kąkol, J. Żukrowski „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki: http://www.ftj.agh.edu.pl/~kakol/efizyka/
4. Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki: http://open.agh.edu.pl/course/index.php
5. R. Resnick, D. Halliday, “Fizyka”, tom 1 i 2, WNT Warszawa,
6. J. Orear, “Fizyka”, tom 1 i 2, WNT Warszawa.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie mam publikacji z elementarnej mechaniki i elektromagnetyzmu

Informacje dodatkowe:

Zasady zaliczania ćwiczeń audytoryjnych:
-podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania.
-Nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. Nieobecność na więcej niż jednych zajęciach 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.
-Warunkiem przystąpienie do egzaminu jest wcześniejsze uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych.
-Egzamin składa się z części pisemnej (test wyboru) i części ustnej, do której student podchodzi po zaliczeniu części pisemnej. Test wystarczy zaliczyć raz; ma się wtedy wstęp do części ustnej na wszystkie 3 terminy.