Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka 1
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-1-107-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Duliński Marek (marek.dulinski@fis.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł obejmuje podstawowy kurs fizyki doświadczalnej dla inżynierów uzupełniony o ćwiczenia audytoryjne i ćwiczenia laboratoryjne.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. IME1A_W07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego. IME1A_W02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W003 Student ma podstawową wiedzę, w zakresie fizyki klasycznej i współczesnej, na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych i oddziaływań fundamentalnych w zakresie mechaniki. IME1A_W02 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności: potrafi zbudować prosty układ pomiarowy z wykorzystaniem standardowych urządzeń pomiarowych, zgodnie z zadanym schematem i specyfikacja, potrafi wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów bezpośrednich i pośrednich, potrafi dokonać oceny wiarygodności wyników pomiarów i ich interpretacji w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. IME1A_U02, IME1A_U09, IME1A_U03, IME1A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
M_U002 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki, w tym ruchu ruchu drgającego. IME1A_U01, IME1A_U06 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej. IME1A_K01, IME1A_K07 Udział w dyskusji
M_K002 Student potrafi realizować projekty/zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. IME1A_K04, IME1A_K05 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 15 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania. - - - - - - - - - - -
M_W002 Student ma uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego. + + - - - - - - - - -
M_W003 Student ma podstawową wiedzę, w zakresie fizyki klasycznej i współczesnej, na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych i oddziaływań fundamentalnych w zakresie mechaniki. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić podstawowe pomiary fizyczne oraz opracować i przedstawić ich wyniki, w szczególności: potrafi zbudować prosty układ pomiarowy z wykorzystaniem standardowych urządzeń pomiarowych, zgodnie z zadanym schematem i specyfikacja, potrafi wyznaczyć wyniki i niepewności pomiarów bezpośrednich i pośrednich, potrafi dokonać oceny wiarygodności wyników pomiarów i ich interpretacji w kontekście posiadanej wiedzy fizycznej. + + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki, w tym ruchu ruchu drgającego. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki współczesnej. + + - - - - - - - - -
M_K002 Student potrafi realizować projekty/zadania zespołowe, współpracować w grupie realizując swoją część zadania. - + - - - - - - - - -
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 zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 42 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 42 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):
Fizyka Ogólna

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.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):
Fizyka Ogólna

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).

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: 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:

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie średniej ocen z ćwiczeń w semestrze równej co najmniej 3.0, obliczanej według wzoru przytoczonego poniżej. Studentowi, który nie uzyskał zaliczenia w pierwszym terminie przysługuje prawo do dwukrotnego zaliczania przedmiotu w terminie poprawkowym.
Student, który opuścił 3 zajęcia (ćwiczenia) bez usprawiedliwienia nie otrzymuje zaliczenia i traci prawo do kolokwium poprawkowego.
Maksymalna ilość usprawiedliwionych nieobecności w semestrze wynosi 4. Nieobecności usprawiedliwione w ilości 5 i więcej skutkują oddaniem studenta do dyspozycji Dziekana macierzystego wydziału.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Odpowiedzi ustne przy tablicy oceniane są w skali od -1 przez 0 do +1.
Zaliczenie ćwiczeń następuje w oparciu o oceny cząstkowe, w skład których wchodzą oceny z odpowiedzi ustnych (OU) i kolokwiów (K).
Ocena końcowa z ćwiczeń (OKC) obliczana jest wg wzoru:
OKC = (K + OU)/N
gdzie K i OU oznaczają odpowiednio sumę ocen z kolokwiów cząstkowych i odpowiedzi ustnych. N oznacza ilość ocen z kolokwiów cząstkowych. W przypadku studentów zaliczających przedmiot w trybie kolokwiów poprawkowych ocena końcowa jest średnią arytmetyczną z wszystkich terminów zaliczeniowych. Jeśli średnia ta jest poniżej 3.0 ale ocena z ostatniego kolokwium poprawkowego jest pozytywna, student otrzymuje zaliczenie na poziomie 3.0.

(ocena końcowa) = (ocena z ćwiczeń audytoryjnych)

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

Nieobecność na jednych ćwiczeniach 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 jak w ostatnim tygodniu trwania zajęć.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw analizy matematycznej.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, “Podstawy fizyki”, tomy 1-5, PWN Warszawa,
2. Z. Kąkol „Fizyka” – wykłady z fizyki,
3. Z. Kąkol, J. Żukrowski „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
4. Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki,
Pozycje 1-3 dostępne ze stron: http://home.agh.edu.pl/~kakol/; http://open.agh.edu.pl
5. J. Wolny (red.) „Zeszyt A1 do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki”, http://www.fis.agh.edu.pl/zdf/zeszyt.pdf
6. Materiały pracowni fizycznej Wydz. Fizyki i Informatyki Stosowanej: Opisy ćwiczeń, Pomoce dydaktyczne, http://www.fis.agh.edu.pl/~pracownia_fizyczna/index.php?p=cwiczenia,

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu w kolejnym semestrz jest uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych. We wszelkich kwestiach spornych oraz z sugestiami dotyczącymi sposobu prowadzenia zajęć należy zgłaszać się do osoby odpowiedzialnej za moduł. W przypadku problemów w rozumieniu przerabianych kwestii porad udzielają prowadzący dane zajęcia oraz osoba odpowiedzialna za moduł.