Fizyka Wydział Zarządzania i Ekonomii Kontakt z prowadzącym zajęcia dr Paweł Możejko 1e GG Konsultacje poniedziałek 9:00-10:00 paw@mif.pg.gda.pl Rok akademicki 2013/2014 Program Wykładu Mechanika Kinematyka i dynamika punktu materialnego Zasady zachowania energii, pędu i momentu pędu Podstawowe własności pola grawitacyjnego Elementy mechaniki płynów Ciepło Ciepło, praca, energia wewnętrzna, przemiany gazowe Elementy kinetycznej torii gazów Entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne Zasady termodynamiki Przejścia fazowe Ruch drgający i falowy Oscylator harmoniczny, składanie drgań Fale sprężyste Podstawowe własności fal akustycznych Gęstość energii i natężenie fali Parametry ośrodka, impedancja falowa Program Wykładu c.d. Optyka Elementy optyki geometrycznej Optyka falowa: dyspersja, interferencja dyfrakcja i polaryzacja fal Podstawy holografii Źródła promieniowania Szczególna teoria względności Postulaty Einsteina Transformacja Lorentza i jej konsekwencje Optyka relatywistyczna Elektryczność i magnetyzm Fizyka jądrowa Budowa jądra atomowego Siły jądrowe Promieniotwórczość Fizyka kwantowa Dualizm korpuskularno-falowy Funkcja falowa Zasada nieokreśloności Heisenberga Równanie Schrödingera 1
Wybrana Literatura Sawieliew I.W. Wykłady z fizyki, tom 1-3, PWN Bobrowski Cz., Fizyka, WNT Orear J., Fizyka, tom 1 i 2, WNT Resnick R., Halliday D., Fizyka, tom 1 i 2, PWN Halliday D., Resnick R., Walker J., Podstawy fizyki, tom 1-, PWN Literatura do poduszki i dla geniuszy Oficjalne materiały w informacje w internecie http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/paw/students/ zie/dzienne/index.html Warunki zaliczenia Zajęcia z przedmiotu FIZYKA są realizowane w postaci wykładów i laboratoriów. Obecność na laboratoriach jest obowiązkowa i podlega sprawdzaniu. Wykłady też sa obowiązkowe Wykład zaliczany jest na podstawie egzaminu pisemnego - test 2
Warunki zaliczenia ocena końcowa Ocena końcowa to ocena z testu pod warunkiem uzyskania zaliczenia laboratorium. Kryteria oceniania testu przedstawione są poniżej: Laboratorium sala 403 GG Nr grupy 1 2 3 4 6 7 8 1 39 6 1 24 10a 4 11a 14 2 39 6 1 24 10a 4 11a 3 11a 14 39 6 1 24 10a 4 4 4 11a 14 39 6 1 24 10a 10a 4 11a 14 39 6 1 24 6 24 10a 4 11a 14 39 6 1 7 1 24 10a 4 11a 14 39 6 8 6 1 24 10a 4 11a 14 39 9 2 2 10 14 2 2 <% niedostateczny - 69% dostateczny 70-77% dostateczny plus 78-8% dobry 86-93% dobry plus 94-99% bardzo dobry 100% celujący 11 12 13 14 1 16 19 20 21 2 2 0 6 2 2 0 2 3 0 6 7 3 0 2 7 3 0 2 2 6 7 3 2 2 6 7 3 2 2 6 7 22 7 6 0 3 3 7 6 0 13 24 3 7 6 0 Materiały do laboratorium http://www.mif.pg.gda.pl/index.php?node=mat_dla_stud_v2 www.phywe.com 3
Prosty eksperyment? Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła prostego Wahadło matematyczne punkt materialny o masie m zawieszony na nieważkiej i nierozciągliwej nici Wahadło proste obiekt fizyczny np. mała kulka o masie m zawieszona na długiej nici Problemy: kryterium przybliżenia punktu materialnego kulką nierozciągliwość i nieważkość fizycznej nici stosowalność formalnego opisu wahadła matematycznego w przypadku wahadła fizycznego Prosty eksperyment cd. Dla małych wartości kąta wychylenia można przyjąć: S l sinα= x l Pierwszy problem: co w praktyce oznaczają małe kąty? Czy S rzeczywiście jest równe x? Prosty eksperyment cd. Prosty eksperyment? c.d. F 2=Qsinα F 2=ma=mgsinα= mg x l źródło niepewności odczyt skali oraz konieczność interpolacji np. pomiędzy podziałkami miarki pomiar czasu i długości Siła F 2 jest skierowana przeciwnie do kierunku wychylenia i jest proporcjonalna do wychylenia stąd można uważać ruch wahadła za ruch harmoniczny a= 4π2 4π 2 g T 2x T 2x= l x l T =2π g g= 4π2 T 2l W celu wyznaczenia g należy wykonać pomiary l i T Zagadnienie definicji niepewności powstające ze względu na nieprecyzyjne określenie dwóch punktów np. pomiar długości wahadła fizycznego, określenie chwili zwrotu wahadła 4
Prosty eksperyment? c.d. Wykład 1 Mechanika kinematyka i dynamika punktu materialnego 1. Załóżmy, że uporaliśmy się z problemami definicji oraz że jesteśmy w stanie oszacować niepewności pomiarów czasu drgań i długości wahadła 2. Jak te niepewności przenoszą się na wyznaczenie przyspieszenia ziemskiego? Mechanika dział fizyki zajmujący się ruchem, równowagą i oddziaływaniem ciał Mechanika Klasyczna opiera się na trzech zasadach dynamiki Newtona i bada ruchy ciał makroskopowych (mechanika newtonowska) Kinematyka nauka o ruchu bez uwzględniania wywołujących go sił Dynamika kinetyka i statyka Kinetyka badanie ruchu ciał pod wpływem działających na nie sił Statyka badanie stanów równowagi Kinematyka punktu materialnego Ruch zachodzi w przestrzeni i w czasie Bada się go względem układu odniesienia, składającego się ze zbioru nieruchomych względem siebie ciał, który służy do rozpatrywania ruchu innych ciał, z odmierzającego czas zegara Typowy problem mechaniki polega na tym, że znając stan układu w pewnej początkowej chwili czasu t 0, a także rządzące ruchem prawa- trzeba opisać stany układu dla wszystkich późniejszych chwil t. Problem ten, jak każdy problem fizyczny, nie musi być rozwiązany zupełnie ściśle. Zawsze stosuje się pewne przybliżenia, czyli pomija się pewne czynniki, które w danym przypadku nie są istotne. http://www.youtube.com/watch?v=3mclp9qmcgs
Kilka prostych doświadczeń Kilka prostych doświadczeń z G r K y Prostokątny układ współrzędnych położenie punktu Klasyfikacja ruchów względem kształtu toru: - ruch prostoliniowy - ruch płaski - ruch krzywoliniowy przestrzenny x Rys. M 1.3. Z1 z z y x y x Ruchomy układ odniesienia Ruch prostoliniowy jednostajny Z2 Z3 Z4 Rys. M 1.2. Rys. M 1.7. Kilka prostych doświadczeń Kilka prostych doświadczeń K a) S0 S1 b) S2 S3 Z Z Rys. M 1.8. S S Ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony Rys. M 1.12. Rzut poziomy i ukośny Spadek swobodny a) b) Rys. M 1.9. 6