Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Physics
Course of study:
2019/2020
Code:
ZZIP-1-103-s
Faculty of:
Management
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Management and Production Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl)
Module summary

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

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: is able to
M_K001 Student potrafi ocenić swój zasób wiedzy i swoje umiejętności i jest świadomy stałej potrzeby ich aktualizacji oraz poszerzania. ZIP1A_K01 Test,
Activity during classes,
Oral answer
Skills: he can
M_U001 Student potrafi zastosować poznane fizyczne i matematyczne metody do opisu i analizy typowych zagadnień z zakresu objętego wykładem. ZIP1A_U05, ZIP1A_U04 Oral answer,
Test,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student posiada podstawową wiedzę z zakresu fizyki klasycznej, zna i rozumie zasady opisu wielkości i zjawisk fizycznych. ZIP1A_W02 Oral answer,
Test,
Activity during classes
M_W002 Student zna fizyczne metody opisu ruchu punktu materialnego, układu punktów materialnych, bryły sztywnej, ruchu drgającego, fal mechanicznych, ma podstawową wiedzę o mechanice płynów i termodynamice. ZIP1A_W02 Oral answer,
Test,
Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 0 0 0 0 0 0 15 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student potrafi ocenić swój zasób wiedzy i swoje umiejętności i jest świadomy stałej potrzeby ich aktualizacji oraz poszerzania. + - - - - - - - + - -
Skills
M_U001 Student potrafi zastosować poznane fizyczne i matematyczne metody do opisu i analizy typowych zagadnień z zakresu objętego wykładem. + - - - - - - - + - -
Knowledge
M_W001 Student posiada podstawową wiedzę z zakresu fizyki klasycznej, zna i rozumie zasady opisu wielkości i zjawisk fizycznych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna fizyczne metody opisu ruchu punktu materialnego, układu punktów materialnych, bryły sztywnej, ruchu drgającego, fal mechanicznych, ma podstawową wiedzę o mechanice płynów i termodynamice. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 30 h
Realization of independently performed tasks 25 h
Module content
Lectures (30h):

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 po okręgu. 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.

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

9. Fale
Rodzaje fal. Fale mechaniczne: mechanizm rozchodzenia się fal, równanie ruchu falowego, proste rozwiązania równania falowego, transport energii w ruchu falowym, fale stojące, dudnienia fal, interferencja i dyfrakcja. Rozchodzenie się fal sprężystych w gazach, cieczach i ciałach stałych.Efekt Dopplera.

10. 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. 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).

Workshops (15h):

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

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Workshops: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Podstawą zaliczenia ćwiczeń z fizyki jest uzyskanie ponad połowy sumy punktów z:

-kolokwiów (odbywających się na każdych zajęciach), odpowiedzi ustnych oraz aktywności na zajęciach ( C );

-sprawdzianu z zakresu wiedzy teoretycznej w zakresie przedstawionym na wykładzie ( S ).

Ocena z ćwiczeń ( OC ) obliczana jest jako średnia ważona z pozytywnej oceny z ( C ) i pozytywnej oceny z ( S ):

OC = 0.4*C + 0.6*S

W przypadku braku zaliczenia w terminie podstawowym student będzie mógł przystąpić do dwóch kolokwiów poprawkowych w sesji egzaminacyjnej i poprawkowej.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Workshops:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa ( OK ) jest równa ocenie z ćwiczeń ( OC )

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia są zajęciami, na których obecność studenta jest obowiązkowa. Usprawiedliwiona nieobecność na jednych zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania omawianego na nich materiału. Usprawiedliwiona nieobecność na dwóch zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania omawianego na nich materiału i jego zaliczenia w formie pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie lecz nie później niż w ostatnim tygodniu trwania zajęć. Usprawiedliwiona nieobecność na więcej niż dwóch zajęciach skutkuje brakiem zaliczenia ćwiczeń rachunkowych
Student, który bez usprawiedliwienia opuścił zajęcia zostaje pozbawiony, przez prowadzącego, możliwości wyrównania zaległości, co skutkuje brakiem zaliczenia ćwiczeń rachunkowych.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

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

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. K. MATUSIAK. “Precise image fusion standardization for separated modalities using dedicated multimodal heart phantom”. The Imaging Science Journal (2019) vol. 67 no. 1, s. 8–14.

2. A. Skoczeń, K. MATUSIAK, Z. Setkowicz, A. Kubala-Kukuś, I. Stabrawa, M. Ciarach, K. Janeczko, J. Chwiej. “Low doses of polyethylene glycol coated iron oxide nanoparticles cause significant elemental changes within main organs”. Chemical Research in Toxicology (2018) vol. 31 iss. 9, s. 876–884.

3. K. MATUSIAK, A. Skoczeń, Z. Setkowicz, A. Kubala-Kukus, I. Stabrawa, M. Ciarach, K. Janeczko, A. Jung, Joanna Chwiej. “The elemental changes occurring in the rat liver after exposure to PEG-coated iron oxide nanoparticles: total reflection x-ray fluorescence (TXRF) spectroscopy study”. Nanotoxicology (2017) vol. 11 iss. 9–10, s. 1225–1236.

4. J. Chwiej, A. Patulska, A. Skoczeń, K. MATUSIAK, K. Janeczko, M. Ciarach, R. Simon, Z. Setkowicz. “Various ketogenic diets can differently support brain resistance against experimentally evoked seizures and seizure-induced elemental anomalies of hippocampal formation”. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology (2017) vol. 42, s. 50–58.

5. K. MATUSIAK, A. Patora, A. Jung. “Comparison of MCP-Ns and MCP-N detectors usefulness for beta rays detection”. Radiation Measurements(2017) vol. 102, s. 10–15.

Additional information:

None