Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elementy fizyki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-1-108-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Baczmański Andrzej (andrzej.baczmanski@fis.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł obejmuje następujące zagadnienia z fizyki ogólnej: podstawy kinematyki i dynamiki oraz drgania mechaniczne.

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 posiada podstawową wiedzę na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych. TCH1A_W01 Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student posiada uporządkowaną wiedzę z kinematyki i dynamiki punktu materialnego i bryły sztywnej oraz ruchu drgającego. TCH1A_W01 Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: kinematyki i dynamiki ruchu postępowego oraz obrotowego oraz ruchu drgającego. TCH1A_U04 Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. TCH1A_K01 Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_K002 Student w sposób kreatywny podchodzi do rozwiązywania zadań i problemów. TCH1A_K01 Udział w dyskusji,
Kolokwium,
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
45 15 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 posiada podstawową wiedzę na temat ogólnych zasad fizyki, wielkości fizycznych, oddziaływań fundamentalnych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada uporządkowaną wiedzę z kinematyki i dynamiki punktu materialnego i bryły sztywnej oraz ruchu drgającego. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania typowych zadań dotyczących: kinematyki i dynamiki ruchu postępowego oraz obrotowego oraz ruchu drgającego. - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fizyki. + + - - - - - - - - -
M_K002 Student w sposób kreatywny podchodzi do rozwiązywania zadań i problemów. - + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 87 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 14 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

*Wiadomości wstępne:
Cele i metody nauk fizycznych, aktualny pogląd nt. struktury Wszechświata: struktura i elementarne składniki materii, oddziaływania fundamentalne, działy fizyki, historia Wszechświata, układ jednostek SI.

*Wstępne wiadomości z matematyki:
Przypomnienie i wprowadzenie elementów matematyki, niezbędnych w wykładzie z fizyki.

*Mechanika klasyczna:
- Kinematyka punktu materialnego: wielkości charakteryzujące ruch, ruch jednostajny, jednostajnie zmienny oraz ruch po okręgu. Transformacja Galileusza.
- Zasady dynamiki Newtona, przykłady sił rzeczywistych. Zasady zachowania: pędu i momentu pędu dla punktu materialnego i układu ciał.
- Układy inercjalne i nieinercjalne, siły bezwładności.
- Siły zachowawcze i niezachowawcze. Praca, energia i moc. Zasada zachowania energii. Zderzenia.
- Prawo grawitacji Newtona. Prawa Keplera. Prędkości kosmiczne.
- Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej: moment bezwładności, moment pędu i energia dla bryły sztywnej, precesja.
-Oscylator harmoniczny: prosty, z tłumieniem oraz siłą wymuszającą; rezonans. Wahadło matematyczne i fizyczne.

Ćwiczenia audytoryjne (30h):

Forma zajęć: prezentacja i dyskusja problemów z dostarczonej wcześniej listy zadań. Obejmują one następujące tematy:
- Rachunek wektorowy
- Kinematyka punktu materialnego
- Dynamika punktu materialnego
- Pojęcia pędu, pracy i energii mechanicznej
- Grawitacja
- Dynamika bryły sztywnej
- Drgania mechaniczne

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:

Ćwiczenia audytoryjne:
- Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Ocena z ćwiczeń audytoryjnych jest średnią ważoną ocen uzyskanych z kolokwiów oraz aktywności na ćwiczeniach (oceny cząstkowe obliczane są zgodnie z Regulaminem Studiów AGH).
- Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania z ćwiczeń audytoryjnych.
- Student, który opuścił więcej niż 50% wszystkich zajęć lub bez usprawiedliwienia więcej niż dwa zajęcia jest pozbawiony możliwości uzyskania zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych. Od takiej decyzji prowadzącego zajęcia student może się odwołać do prowadzącego przedmiot (moduł).

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:

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej wymaga uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych. Ocena końcowa jest równa ocenie z ćwiczeń audytoryjnych.

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

Ćwiczenia audytoryjne:
- 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 ustnej/pisemnej w wyznaczonym przez prowadzącego terminie lecz nie później jak w ostatnim tygodniu trwania zajęć.
- Student który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż jedne zajęcia i jego cząstkowe wyniki w nauce były negatywne może zostać pozbawiony, przez prowadzącego zajęcia, możliwości wyrównania zaległości.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

- znajomość fizyki ze szkoły średniej na poziomie podstawowym
- znajomość podstaw analizy matematycznej oraz podstawowych funkcji matematycznych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy Fizyki, tomy 1-3, PWN, Warszawa, 2003;
2. J. Orear, Fizyka, WNT, Warszawa, 1990;
3. J. Wolny, Podstawy Fizyki, Wydawnictwo JAK, 2011;
4. Z. Kąkol, „Fizyka” – Wykłady z fizyki;
5. Z. Kąkol, J. Żukrowski: „e-fizyka” – internetowy kurs fizyki,
6. Z. Kąkol, J. Żukrowski – symulacje komputerowe ilustrujące wybrane zagadnienia z fizyki.
Pozycje 4-6 dostępne ze stron: http://home.agh.edu.pl/~kakol/; http://open.agh.edu.pl

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Poniższe przykładowe publikacje dotyczą współczesnych metod fizycznych badania materii skondensowanej, głównie struktury krystalicznej i fizycznych właściwości ciał stałych, a w szczególności zjawiska sprężystości i plastyczności. W badaniach rozwijane są eksperymentalne metody oparte na zjawisku dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (w tym synchrotronowego) oraz neutronowego. Istotne w tych badaniach jest również oddziaływanie fal elektromagnetycznych oraz neutronów z materią.

1. A. Baczmański, K. Wierzbanowski, P. Lipiński, R.B. Helmholdt, G. Ekambaranathan, B. Pathiraj, Examination of the residual stress field in plastically deformed polycrystalline material, Philosophical Magazine A, 69, 437- 449 (1994)
2. K. Wierzbanowski, A.Baczmański and J. Tarasiuk, Badanie deformacji plastycznaj w materiałach o znaczeniu przemysłowym, Postępy Fizyki, 50, 11-12 (1999)
3. S.J. Skrzypek, A. Baczmański, W. Ratuszek and E. Kusior, New approach to stress analysis based on grazing-incidence X-ray diffraction, J. Appl. Cryst., 34, 427-435 (2001).
4. S.J. Skrzypek and A. Baczmański, Progress in X-ray Diffraction of Residual Macro-Stresses Determination Related to Surface Layer Gradients and Anisotropy, Advances in X-Ray Analysis, 124-145, 44, (2001)
5. M.E. Fitzpatrick, P.J. Withers, A. Baczmański, M.T. Hutchings, R. Levy, M.Ceretti and A. Lodini, Changes in the misfit stresses in an Al/SiCp metal matrix composite under plastic strain, Acta Materialia, 50, 1031-1040 (2002)
6. A. Baczmański, C. Braham and W. Seiler, Microstresses in Textured Polycrystals Studied by Multireflection Diffraction Method and Self Consistent Model, Philosophical Magazine A, 83, 3225-3246 (2003)
7. A. Baczmański, R. Levy-Tubiana, M. Fitzpatrick and A. Lodini, Phase stresses in Al/SiCp metal matrix composite determined by modelling and neutron diffraction, Journal of Neutron Research, 12, 5-8 (2004)
8. A. Baczmański, R. Levy-Tubiana, M.E. Fitzpatrick and A. Lodini, Elastoplastic properties of Al/SiCp metal matrix composite studied by self-consistent modelling and neutron diffraction, Acta Materialia, 52, 1565-1577 (2004)
9. A. Baczmański and C. Braham, Elastoplastic Properties of Duplex Steel Determined Using Neutron Diffraction and Self-Consistent Model, Acta Materialia, 59, 1133-1142 (2004)
10. A. Baczmański, C. Braham, W. Seiler, Evolution of plastic incompatibility stresses in duplex stainless steel determined by X-ray diffraction, Physica Status Solidi (a), 201, 2886-2899 (2004)
11. R. Dakhlaoui, A. Baczmanski, C. Braham, S. Wronski, K. Wierzbanowski and E.C. Oliver, Effect of residual stresses on individual phase mechanical properties of austeno-ferritic duplex stainless steel, Acta Materialia, 54, 5027-5039 (2006)
12. S. Wroński, A. Baczmański, R. Dakhlaoui, C. Braham, K. Wierzbanowski and E.C. Oliver, Determination of Stress Field in Textured Duplex Steel Using TOF Neutron Diffraction Method, Acta Materialia, 55, 6219-6233 (2007)
13. R. Dakhlaoui, C. Braham and A. Baczmański, Influence of chemical composition and residual stresses on mechanical properties of duplex stainless steel studied by X-ray and neutron diffraction, Journal of Neutron Research, 15, 131-137 (2007)
14. A. Baczmański, K. Wierzbanowski, P. Lipiński, B. Bacroix and A. Lodini, Residual stresses, dislocation density and recrystallization process, Journal of Neutron Research, 15, 137-143 (2007)
15. A. Baczmański, A. Tidu, P. Lipinski and K. Wierzbanowski, Grain Stresses and Elastic Energy in Ferritic Steel under Uniaxial Load, Zeitschrift für Kristallographie, 27, 81-88 (2008)
16. A. Baczmański, N. Hfaiedh, M. François, K. Saanouni and K. Wierzbanowski, Determination of Stored Elastic Energy in Plastically Deformed Copper, Zeitschrift für Kristallographie, 27, 65-72 (2008)
17. A. Baczmanski, P. Lipinski, A. Tidu, K. Wierzbanowski and B. Pathiraj, Quantitative estimation of incompatibility stresses and elastic energy stored in ferritic steel, J. Appl. Cryst, 41, 854–867 (2008)
18. S. Wroński, K. Wierzbanowski, A. Baczmański, A. Lodini, Ch. Braham and W. Seiler, X-ray grazing incidence technique – corrections in residual stress measurement – A Review, Powder Diffraction Suppl., 24, S1-S15 (2009)
19. L.Le Joncour, B.Panicaud, A.Baczmański, M.Francois, C.Braham, A.Paradowska, S.Wroński, R.Chiron, Damage in duplex steels studied at mesoscopic and macroscopic scales, Mechanics of Materials, 42 (2010) 1048–1063
20. R.Wawszczak, A.Baczmański, C.Braham, W.Seiler, M.Wróbel, K.Wierzbanowski, A.Lodini, Residual stress field in steel samples during plastic deformation and recovery processes, Philosophical Magazine, 91, (2011) 2263–2290
21. A. Baczmanski, L. Le Joncour, B. Panicaud, M. Francois, C. Braham, A. M. Paradowska, S. Wroński, S. Amara and R. Chirone, Neutron time-of-flight diffraction used to study aged duplex stainless steel at small and large deformation until sample fracture, Journal of Applied Crystallography, 44, (2011) 966-982.
22. A. Baczmański, A. Gaj, L. Le Joncour, S. Wroński, M. François, B. Panicaud, C. Braham & A.M. Paradowska, Study of stress localisation in polycrystalline grains using self-consistent modelling and neutron diffraction, Philosophical Magazine, 92 (2012) 3015-3035.
23. M.Marciszko, A.Baczmański, M.Wróbel, W.Seiler, C.Braham, J.Donges, M.Śniechowski, K.Wierzbanowski, Multireflection grazing incidence diffraction used for stress measurements in surface layers, Thin Solid Films, 530 (2013) 81–84.
24. M. Marciszko, A. Baczmański, M. Wróbel, W. Seiler, C. Braham, S. Wroński and R. Wawszczak, Problem of elastic anisotropy and stacking faults in stress analysis using multireflection grazing-incidence X-ray diffraction, Journal of Applied Crystallography, 48 (2015) 492–509.
25. M. Marciszko, A. Baczmański, C. Braham, M. Wróbel, W. Seiler, S. Wroński and K. Berent,
Analysis of stresses and crystal structure in the surface layer of hexagonal polycrystalline materials: a new methodology based on grazing incidence diffraction. Journal of Applied Crystallography, 49 (2016) 85-102.
26. A. Baczmański, Y. Zhao, E. Gadalińska, L. Le Joncour, S. Wroński, C. Braham, B. Panicaud, M. François, T. Buslaps, K. Soloducha M., Elastoplastic deformation and damage process in duplex stainless steels studied using synchrotron and neutron diffractions in comparison with a self-consistent model, International Journal of Plasticity. 81 (2016), 102–122
27. M. Marciszko, A. Baczmański, C. Braham, M. Wróbel, S. Wroński, G. Cios, Stress measurements by multi-reflection grazing-incidence X-ray diffraction method (MGIXD) using different radiation wavelengths and different incident angles, Acta Materialia, 123 (2017) 157–166.
28. Y. Zhao, S. Wroński, A. Baczmański, L. Le Joncour, M. Marciszko, T. Tokarski, M. Wróbel, M. François, B. Panicaud, Micromechanical behaviour of a two-phase Ti alloy studied using grazing incidence diffraction and a self-consistent model, Acta Materialia 136 (2017) 402-414.

Informacje dodatkowe:

Brak