Karta (sylabus) przedmiotu MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Studia stopnia I o profilu A P

Transkrypt

1 WM Karta (sylabus) przedmiotu MECHANIKA I BUDOWA MASZYN Studia stopnia I o profilu A P Przedmiot: FIZYKA Kod przedmiotu Status przedmiotu: obowiązkowy MBM 1 S _0 Język wykładowy: polski Rok: I Semestr: Nazwa specjalności: - Rodzaj zajęć i liczba godzin: Studia stacjonarne Studia niestacjonarne Wykład 30 Ćwiczenia 30 Laboratorium Projekt Liczba punktów ECTS: 5 C1 C C3 C4 C5 Cel przedmiotu Wyjaśnienie pojęć stosowanych w fizyce. Wyjąśnienie praw fizyki. Zapoznie studentów z zastosowaniem rachunku różniczkowo-całkowego, wektorowego oraz rachunku prawdopodobieństwa do fizyki. Przygotowanie studenta do samodzielnego rozwiązywania problemów z fizyki. Zapoznanie strudentów z wybranymi najnowszymi odkryciami w fizyce. Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności i innych kompetencji Potrafi posługiwać się wiedzą w zakresie matematyki, w szczególności zna rachunek 1 różniczkowo-całkowy i wektorowy, oraz rachunek prawdopodobieństwa. Wymienia podstawowe pojęcia stosowane w fizyce. 3 Wymienia podstawowe prawa fizyki. Efekty kształcenia W zakresie wiedzy student: EK 1 Potrafi objaśnić prawa fizyki na przykładach. EK Potrafi zapisać równania opisujące EK 3 Formułuje zależności pomiędzy W zakresie umiejętności student: EK 4 Potrafi rozwiązywać równania opisujące EK 5 Potafi interpretować EK 6 Potrafi oszacować błedy pomiarowe. W zakresie kompetencji społecznych student: EK 7 Pracuje samodzielnie rozwiązując przedstawiony problem EK 8 Dyskutuje dobór metody rozwiązania zagadnienia

2 W1 W W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10 W11 W1 W13 W14 W15 Treści programowe przedmiotu Forma zajęć wykłady Treści programowe Wprowadzenie. Mechanika klasyczna: ruch prostoliniowy i krzywoliniowy, pojęcie wektorów położenia, prędkości i przyspieszenia. Siła, ruch i masa dla punktu materialnego, układ inercjalny, zasady dynamiki Newtona, siły bezwładności. Energia praca i moc, zasada zachowania energii,echanika układu układów punktów materialnych, pęd i momentu pędu, zasady zachowania pędu, momentu pędu i energii układu cząstek, elementy mechaniki bryły sztywnej, moment siły, energia, zasady dynamiki dla bryły sztywnej, hydrostatyka. Hydrodynamika, prawo Bernulliego.Siły sprężystości, prawo Hooka, drgania mechaniczne, ruch harmoniczny, drgania wymuszone, tłumione, rezonans, fale mechaniczne, zjawisko Dopplera. Temperatura, energia wewnętrzna, ciepło i praca, funkcje stanu, pierwsza zasada termodynamiki, przemiany termodynamiczne, procesy odwracalne nieodwracalne, entropia, druga zasada termodynamiki Liczba godzin Kinetyczna teoria gazów, gaz doskonały i jego opis, równanie stanu, gaz van der Waalsa, silniki cieplne i chłodziarki. Elektrostatyka, ładunek punktowy i dipol, potencjał elektryczny, natężenie pola elektrycznego, pojemność elektryczna i kondensatory, prąd elektryczny i opór elektryczny, prawo Ohma, prąd w cieczach, prawa elektrolizy Faradaya, prawo Ohma -obraz mikroskopowy obwody elektryczne, prawa Kirchhoffa, łączenie oporników, pole magnetyczne, indukcja, prawo Biota-Savarta, siła Lorentza, zjawisko Halla, prawo indukcji Faradaya, indukcyjność własna i wzajemna Drgania i fale elektromagnetyczne, prąd zmienny obwody LC, RLC, widmo fal elektromagnetycznych, prawa Maxwela. Optyka geometryczna: promień świetlny, odbicie i załamanie światła, falowa natura światła: dyfrakcja, interferencja, polaryzacja. Mechanika relatywistyczna: szczególna teoria względności, prędkość światła, względność jednoczesności, transformacja Lorentza, energia i masa. Fizyka kwantowa: fotony- kwanty światła, fale materii, zasada nieoznaczoności Heisenberga, korpuskularna teoria światła: efekt fotoelektryczny, emisja i absorpcja światła ciała doskonale czarnego, zjawisko Comptona. fizyka atomowa: budowa atomu wodoru, model atomu Bohra, powłoki elektronowe, układ okresowy pierwiastków, równanie Schroedingera. fizyka ciała stałego: sieci krystaliczne, model pasmowy,właściwości magnetyczne i elektryczne ciał stałych, nadprzewodnictwo. Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych: oddziaływanie promieniowania z materią, detekcja promieniowaniamodele i reakcje jądrowe, energia jądrowa, kwarki, promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Spójność światła i lasery, promieniowanie rentgenowskie. Analiza błędu pomiarów wielkości fizycznych, Suma godzin: 30 Forma zajęć ćwiczenia Treści programowe Liczba godzin ĆW1 Przykłady ruchów prosto i krzywoliniowych, prędkości, przyśpieszenia,

3 ĆW ĆW3 znajdowanie toru ruchu. Przykłady sił i ich oddziaływań, siły tarcia i oporu, siła dośrodkowa w ruchu po okręgu, prawo grawitacji Newtona. Zastosowanie zasad zachowania: zasada zachowania energii, zasady zachowania pędu, momentu pędu i energii układu cząstek i bryły sztywnej. ĆW4 Zastosowanie praw termodynamiki na przykładach przemian gazowych. ĆW5 Przykłady zmian stanów skupienia. Obliczenia właściwośći termodynamicznych w kinetycznej teorii gazów. ĆW6 Analiza układów elektrostatycznych, zastosowanie prawa Ohma i praw Kirhoffa do obwodów elektrycznych. Obliczanie pojemności zastępczej, oporu zastępczego. ĆW7 Układy pruszających się ładunków w polu magnetycznym. Zastosowanie prawa Biota-Savarta, siła Lorentza. ĆW8 ĆW9 ĆW10 ĆW11 ĆW1 ĆW13 ĆW14 Przykłady z prądami zmiennymi. Obliczanie indukcyjności własnej i wzajemnej. Analiza obwodów LC, RLC. Optyka geometryczna: promień świetlny, odbicie i załamanie światła, falowa natura światła: dyfrakcja, interferencja, polaryzacja. Przykłady stosowania szczególnej teorii względności, prędkość światła, względność jednoczesności, transformacja Lorentza, energia i masa Przykłady fal materii. Zastosowanmie zasady nieoznaczoności Heisenberga. Oblicznie zmiany długości fali w zjawisku Comptona. Przykłady z budowy atomu wodoru, powłok elektronowych. Zastosowanie równania Schroedingera. Przykłady z zakresu sieci krystalicznych, modelu pasmowego, właściwości magnetycznych i elektrycznych ciał stałych. Przykłady oddziaływanie promieniowania z materią, detekcja promieniowaniamodele i reakcje jądrowe, energia jądrowa, kwarki, promieniotwórczość naturalna i sztuczna. ĆW15 Przykłady analizy błędu pomiarów wielkości fizycznych. Suma godzin: 30 1 F1 F F3 P1 P Narzędzia dydaktyczne Wykład informacyjny z wykorzystaniem środków audiowizualnych. Na zajęciach są omawiane treści teoretyczne oraz przykłady zastosowań. Ćwiczenia: rozwiązywanie zadań przez studentów pod kontrolą prowadzącego. Praktyczne zastosowanie omawianych treści wykładowych; dyskusja wyników. Sposoby oceny Ocena formująca Zadania domowe. W poławie semestru studenci zadania problemowe. Aktywność w trakcie zajęć. Uzyskane oceny z kolokwium zaliczeniowego obejmującego zadania probemowe z fizyki. Ocena podsumowująca Warunkiem koniecznym jest rozwiązanie zadań domowych. Zaliczenia ćwiczeń uzyskuje student, który zaliczył kolokwium zaliczające. Obciążenie pracą studenta Forma aktywności Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności Godziny kontaktowe liczba godzin w semestrze 60 Godziny kontaktowe w formie np. konsultacji. Kolokwium zaliczeniowe. 4

4 Przygotowanie się do wykładów 6 Przygotowanie się do zajęć i rozwiązanie zadań domowych. 40 Suma 100 Suma punktów ECTS dla przedmiotu 4 Literatura podstawowa i uzupełniająca 1 D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, tomy 1-5, PWN 003, J. Walker, Podstawy fizyki -zbiór zadań, PWN 005, 3 C. Bobrowski, Fizyka -krótki kurs, WNT 005, 4 J. Orear, Fizyka tomy, WNT 004, 5 M.A. Herman, A. Kalestyński, L. Widomski, Podstawy Fizyki dla kandydatów na wyższe uczelnie i studentów, PWN J. Masalski, Fizyka dla inżynierów -fizyka współczesna, WNT S. Brandt, Analiza danych, PWN, Warszawa Efekt kształcenia EK 1 EK EK 3 Odniesienie danego efektu kształcenia do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) MBM1A_W0+ MBM1A_W0+ MBM1A_W0+ MBM1A_U07+ MBM1A_U08+ Macierz efektów kształcenia Cele przedmiotu C1,C,C3,C4,C5 C1,C,C3,C4,C5 C1,C,C4,C5 Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny 1, P1-, F1-3 1, P1-, F1-3 1, P1-, F1-3 EK 4 C1-C4 1, P1-, F1-3 EK 5 MBM1A_U1+ C1,C,C3,C4,C5 1, P1-, F1-3 EK 6 MBM1A_U18+ C3,C4 W15, Ćw15 1, P1-, F1-3 EK 7 MBM1A_K03+ C4 1, P1-, F1-3 EK 8 MBM1A_K06+ C4,C5 1, P1-, F1-3

5 EK 1 EK EK 3 EK 4 EK 5 Formy oceny szczegóły Na ocenę (ndst) Na ocenę 3 (dst) Na ocenę 4 (db) Na ocenę 5 (bdb) Potrafi objaśnić Potrafi objaśnić prawa Nie potrafi wymienić Potrafi wymienić prawa fizyki na fizyki na wielu praw fizyki. prawa fizyki wybranych przykładach. przykładach. Nie potrafi zapisać równanń opisujących Nie formułuje zależności pomiędzy Nie wie jak rozwiązać równania fizycznde (algebraiczne, różniczkowo-całkowe). Nie potafi interpretować zjawisk fizycznych. Protrafi zidentyfikować problem fizyczny. Zna matematyczne związki pomiędzy Wie jak zastosować rachunek matematyczny do zagadnien fizycznych ale zabiera mu to zbyt wiele czasu. Nie potrafi omówić wyników. Potrafi identifikować wielkości fizyczne i badać ich zmiany oraz matematyczne zależności. Potrafi omówić zjawisko fizyczne i zaproponować równania. Potrafi podać i omówić zależności pomiędzy poszczęgónymi Wie jak zastosować rachunek matematyczny do zagadnien fizycznych, potrafi omówić wyniki. Potrafi identifikować wielkości fizyczne i matematyczne modelować ich zmiany. Potrafi zaproponować i zapisać równania opisujące zjawiska fizyczne. Zna ograniczenia ich stosowalności. Formułuje zależności pomiędzy fizycznymi dla konkretnych przypadków. Potrafi rozwiązywać równania opisujące Potrafi omówić wyniki i uogólnić wyniki na całą klasę problemów. Potafi interpretować Umie je omówić oraz matematycznie zamodelować. EK 6 EK 7 EK 8 Nie potrafi oszacować błedów pomiarowych. Nie potrafi pracować problemu. Nie podaje żadnych metod rozwiązania zagadnienia fizycznego. Potrafi wykonać oszacowania dla poszczególnych przypadków problemu po ukierunkowaniu przez prowadzącego Wynmienia wybrane metody rozwiązania zagadnienia Potrafi zastosować kilka metod szczowania błedu pomiarowego. problemu Opisuje metody rozwiązania zagadnienia i potrafi je stosować. Potrafi oszacować błedy pomiarow,. oraz zaproponować sposoby ich obniżenia. problemu i klasy zagadnień podobnych stosując różne metody rozwiązań Opisuje różne metody rozwiązywania zagadnień, potrafi wskazać ich zalety i wady Autor programu: Adres Jednostka prowadząca: Osoba, osoby prowadzące: Dr hab. Grzegorz Litak g.litak@pollub.pl Katedra Mechaniki Stosowanej Dr hab. Grzegorz Litak, dr Andrzej Rysak, dr Mariusz Michalik