Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość"

Transkrypt

1 Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość" 1. Informacje ogólne Kierunek studiów: Profil kształcenia: Forma studiów: Stopień kształcenia: Semestr: 1 Tytuł: Opracowanie programu: Liczba godz. Biotechnologia ogólnoakademicki (A) studia stacjonarne I Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Zamawianego Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość" Mgr Józef Zapłotny ćwiczenia 0 godz. Cele zadania: Literatura: Zmniejszenie luk edukacyjnych wśród studentów pierwszego roku kierunku Biotechnologia poprzez realizację zajęć wyrównawczych z fizyki Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z matematyki dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Biotechnologia w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość

2 2. Efekty kształcenia (EK) dla zadania Symbol efektów kształcenia dla zadania Opis efektów kształcenia dla zadania (EK) WIEDZA PWzF_W01 PWzF_W02 PWzF_W03 PWzF_U01 PWzF_U02 PWzF_U03 PWzF_K01 Zna podstawowe prawa fizyczne. Zna zjawiska fizyczne występujące w przyrodzie, technice i w życiu codziennym. Zna metody rozwiązywania prostych zadań. UMIEJĘTNOŚCI Potrafi przedstawić podstawowe prawa fizyczne w postaci wzorów i w postaci graficznej. Potrafi wskazać przykłady zjawisk, które można opisać i wyjaśnić korzystając z praw fizyki. Potrafi połączyć wiedzę z różnych działów fizyki. KOMPETENCJE SPOŁECZNE Rozumie potrzebę, zna możliwości ciągłego dokształcania się. Wykazuje aktywną postawę wobec realizowanego zadania.

3 3. Szczegółowy opis zadania Symbol EK zadania Treści kształcenia Liczba godzin ZWF_W01 Wielkości fizyczne i metody ich pomiaru. Błędy pomiarów. Podział wielkości fizycznych na skalarne i wektorowe. Wielkości wektorowe. Cechy wektora. Dodawanie i odejmowanie wektorów. Mnożenie wektora przez skalar. Składanie wektorów na przykładach (np. składanie prędkości, sił). Rozkład wektora na składowe (np. rozkład ciężaru ciała na równi pochyłej, prędkości w ruchach złożonych - rzuty). Ruch ciała. Pojęcie układu odniesienia. Względność ruchu. Podział ruchów ze względu na tor i ze względu na prędkość. Pojęcie drogi, prędkości i przyśpieszenia oraz ich jednostki. Przykładowe zadania z kinematyki. Rysowanie wykresów zależności prędkości od czasu oraz drogi od czasu dla ruchu jednostajnego prostoliniowego oraz ruchu jednostajnie przyśpieszonego i opóźnionego. Sporządzanie wykresów zależności dwóch wielkości fizycznych np. zależności napięcia od natężenia. Interpretacja wykresu. Odczytywanie z wykresu wielkości fizycznych. Zasady dynamiki Newtona. Bezwładność ciała. Masa w ujęciu relatywistycznym. Siła tarcia. Przykłady prostych zadań z dynamiki. Pojęcie pędu. Zasada zachowania pędu. Przykłady zasady zachowania pędu w przyrodzie. Zadania. Ruch jednostajny po okręgu. Okres, częstotliwość i ich jednostki. Siła i przyśpieszenie dośrodkowe. Prędkość kątowa. Przykłady różnych ruchów po okręgu. Pojęcie pracy, mocy oraz ich jednostki. Przykłady prostych obliczeń. Pojęcie energii kinetycznej i potencjalnej. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Zasada zachowania energii mechanicznej w ruchu prostoliniowym oraz dla swobodnego spadku. Zasada zachowania energii i masy E=mc 2. Zderzenia ciał. Zderzenia doskonale sprężyste, omówienie przykładu zderzenia sprężystego dwóch ciał. Zasady zachowania w zderzeniach. Pojęcie ciśnienia i jego jednostki. Ciśnienie hydrostatyczne. Gęstość ciała i ciężar właściwy. Prawa Pascala, ich interpretacja i zastosowanie. Prawo Archimedesa w cieczach i gazach siła wyporu. Pływanie ciał. Prawo grawitacji. Natężenie pola grawitacyjnego. Linie pola grawitacyjnego. Przyśpieszenie ziemskie. Wpływ pola grawitacyjnego na ruch ciał. Analiza swobodnego spadku. Analiza I i II prędkości kosmicznej. Ruch obrotowy ciała, wielkości opisujące ruch obrotowy. Bryła sztywna. Związek zmiennych liniowych z kątowymi. Moment bezwładności, moment siły, energia kinetyczna w ruchu obrotowym. Zasady dynamiki dla ruchu obrotowego. Praca i energia kinetyczna w ruchu obrotowym. Moment siły i moment pędu. Fale i cząstki. Rodzaje fal wielkości opisujące fale. Energia fali. Zasada superpozycji fal. Prędkość fali biegnącej. Energia fali biegnącej. Interferencja fal fale stojące, rezonans. Fale dźwiękoweźródła fal dźwiękowych. Natężenie i głośność dźwięku. Barwa i ton

4 Z WF_U01 ZWF_W01 dźwięku. Dudnienia. Zjawisko Dopplera. Ultra- i infradźwięki. Kinetyczna teoria gazów. Liczba Avogadra. Stała Bolzmanna. Energia kinetyczna cząsteczek gazu doskonałego, średnia droga swobodna cząsteczek gazu doskonałego, rozkład prędkości cząsteczek. Molowe ciepło właściwe, stopnie swobody Gazy doskonałe parametry stanu gazu doskonałego. Temperatura, pomiary temperatury, skale temperatur. Temperatura i ciepło. Pojemność cieplna ciał. Ciepło właściwe, molowe ciepło właściwe gazu doskonałego. Stopnie swobody, ich związek z molowym ciepłem właściwym. Ciepło i praca. I Zasada termodynamiki. Wybrane szczególne przypadki pierwszej zasady termodynamiki. Sposoby przekazywania ciepła. Przemiany odwracalne i nieodwracalne. Entropia jako funkcja stanu, zmiana entropii. II zasada termodynamiki. Silniki cieplne silnik Carnota. Sprawność silnika Carnota. Entropia a chłodziarki. Sprawność silników rzeczywistych. Mechanika statystyczna i entropia, wzór Bolzmanna na entropię, jego wyjaśnienie. Ładunek elektryczny. Siła Coulomba. Pole elektrostatyczne. Linie sił pola elektrostatycznego. Natężenie pola elektrostatycznego, potencjał elektryczny. Dipol w polu elektrycznym. Pojemność elektryczna, łączenie kondensatorów. Energia zmagazynowana w polu elektrycznym. Ruch ładunków w polu elektrycznym. Porównanie własności elektrycznych przewodników, półprzewodników i izolatorów. Prąd elektryczny. Natężenie prądu, napięcie, opór elektryczny, prawo Ohma, zależność oporu elektrycznego przewodników od temperatury, prawa Kirchhoffa, łączenie oporów. Obwody prądu elektrycznego. Praca i moc prądu elektrycznego. Zadania. Pole magnetyczne. Źródła pola magnetycznego. Indukcja pola magnetycznego. Strumień indukcji pola magnetycznego. Siła Lorentza i siła elektrodynamiczna. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Reguła Lenza. Zasada działania silnika elektrycznego i prądnicy. Widmo fal elektromagnetycznych. Własności i powstawanie poszczególnych fal elektromagnetycznych. Podstawowe założenia modelu atomu wodoru Bohra. Wyjaśnienie emisji i absorpcji światła spowodowanej przeskokami elektronów między orbitami. Optyka geometryczna. Założenia optyki geometrycznej. Prawo odbicia i prawo załamania światła. Współczynnik załamania światła względny i bezwzględny. Całkowite wewnętrzne odbicie. Zjawisko rozszczepienia światła. Przejście światła przez pryzmat. Odbicie światła od zwierciadła płaskiego, kulistego wklęsłego i wypukłego. Przejście światła przez soczewkę skupiającą i rozpraszającą. Konstrukcja obrazów. Cechy obrazów. Równanie soczewki. Zdolność skupiająca soczewki. Zadania. Teoria falowo-korpuskularna światła. Zjawisko fotoelektryczne. Fale 3

5 materii. Fotony, kwanty światła. Promieniotwórczość. Własności promieniowania. Rozpad α, β i γ jądra atomowego. Zasada zachowania ładunku i liczby nukleonów w zapisie reakcji jądrowych. Prawo rozpadu. Czas połowicznego zaniku. Test zaliczeniowy. 1. Kryteria oceny W trakcie zajęć odbędzie się test zaliczeniowy. Uzyskanie co najmniej 50% punktów oznacza zaliczenie zajęć.