Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fizyka I
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
SPSR-1-204-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Paliwa i Środowisko
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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 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 uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw mechaniki płynów, termodynamiki oraz oddziaływań w polu grawitacyjnym. PSR1A_W01 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student ma podstawową wiedzę na temat ogólnych zasad i praw fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych wykorzystywanych w praktyce. PSR1A_W03 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do rozwiązywania typowych zadań. PSR1A_U04 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. PSR1A_K01 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
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
60 30 30 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 uporządkowaną wiedzę z mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej, ruchu drgającego i falowego, podstaw mechaniki płynów, termodynamiki oraz oddziaływań w polu grawitacyjnym. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawową wiedzę na temat ogólnych zasad i praw fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych wykorzystywanych w praktyce. + + - - - - - - - - -
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. + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 31 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 32 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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 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.

Ćwiczenia audytoryjne (30h):

Rozwiązywanie zadań z zakresu:
1. kinematyki,
2. dynamiki punktu materialnego,
3. pracy i energii,
4. układów wielu punktów materialnych,
5. dynamiki bryły sztywnej,
6. grawitacji,
7. ruchu drgającego,
8. fal,
9. mechaniki cieczy.
10. Termodynamika

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:

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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z sylabusem 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:

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

OK = 0.7• E + 0.3• C

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

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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:

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.

Informacje dodatkowe:

Brak