Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Fizyka I- II sem

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTXXCSI-FIZ-I
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Fizyka I- II sem
Jednostka: Wydział Nowych Technologii i Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 6.00 LUB 5.00 (w zależności od programu) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 40/x, C 30/+, L 10/+

razem: 80 godz., 6 pkt ECTS

Przedmioty wprowadzające:

Matematyka 1, 2/ wymagania wstępne: znajomość podstaw rachunku wektorowego i różniczkowego.

Podstawy metrologii / wymagania wstępne: znajomość istoty podstawowych metod pomiarowych oraz zasad użytkowania przyrządów analogowych i cyfrowych oraz wykonywania pomiarów bezpośrednich i pośrednich podstawowych wielkości elektrycznych.

Programy:

Semestr drugi / Kierunek studiów: Lotnictwo i kosmonautyka

Autor:

dr hab. inż. Jerzy Zieliński

prof. dr hab. inż. Jarosław Rutkowski

Bilans ECTS:

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 40

2. Udział w laboratoriach / 10

3. Udział w ćwiczeniach / 30

4. Udział w seminariach / -

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 20

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 20

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 30

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / -

9. Realizacja projektu / -

10. Udział w konsultacjach / 10

11. Przygotowanie do egzaminu / 10

12. Przygotowanie do zaliczenia / -

13. Udział w egzaminie / 2


Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 172 godz. / 6 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 92 godz. / 3 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 60 godz. / 2 ECTS

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest nauczyć rozumienia zjawisk fizycznych, zapoznać z podstawowymi pojęciami i prawami fizyki z zakresu z zakresu mechaniki, teorii drgań, pola elektrostatycznego, magnetycznego, fal mechanicznych i elektromagnetycznych. Nauczyć stosowania matematyki do ilościowego opisu zjawisk fizycznych zapoznać z ważniejszymi przyrządami pomiarowymi i podstawowymi metodami pomiarów wielkości fizycznych.

Pełny opis:

Wykłady /metody dydaktyczne: metoda słowna z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych

1. Wprowadzenie do przedmiotu / 2 godziny / Metodologia fizyki: przedmiot fizyki, układy jednostek, układy współrzędnych. Metodologia pomiarów fizycznych: pomiar, rodzaje błędów (niepewności pomiarowych), obliczanie niepewności pomiarowych, prawo przenoszenia niepewności pomiarowych. Wykresy, skala: liniowa, wykładnicza i logarytmiczna, interpolacja, aproksymacja. Metoda najmniejszych kwadratów Gaussa.

2. Fizyczne podstawy mechaniki / 4 godziny / Kinematyka: ruch w trzech wymiarach, parametryczne równania toru, prędkość, przyśpieszenie - przyspieszenie styczne i normalne do toru ruchu. Niezmienniczość Galileusza. Układy inercjalne i nieinercjalne. Dynamika: zasady dynamiki Newtona. Pęd, popęd, moc, energia.

3. Dynamika bryły sztywnej / 2 godziny / Ruch bryły sztywnej, środek masy, ruch w układzie środka masy, ruch obrotowy. Twierdzenie Steinera. Moment bezwładności. II Zasada dynamiki ruchu obrotowego.

4. Zasady zachowania w mechanice / 2 godziny / Zasada zachowania: pędu, momentu pędu, energii. Tarcie. Rola zasad zachowania w mechanice.

5. Pola zachowawcze na przykładzie pola grawitacyjnego / 2 godziny / Pola sił. Potencjał, energia potencjalna. Pole grawitacyjne. I i II prędkość kosmiczna. Prawa Keplera. Kolokwium na ćwiczeniach.

6. Fizyka relatywistyczna /4 godziny / Szczególna teoria względności: postulaty teorii względności, transformacja Lorentza i jej konsekwencje. Mechanika relatywistyczna: relatywistyczna energia kinetyczna, energia całkowita. Czasoprzestrzeń jako element ogólnej teorii względności. Podstawy kosmologii.

7. Drgania /4 godziny / Drgania swobodne: pojęcie drgań, drgania harmoniczne, drgania swobodne, składanie drgań harmonicznych, dudnienie. Harmoniczne drgania nieswobodne: drgania tłumione, drgania wymuszone, rezonans.

8. Fale / 2 godziny / Fale biegnące. Równanie fali. Przenoszenie energii przez fale. Fale stojące. Paczka falowa. Prędkość grupowa a prędkość fazowa. Dyspersja. Fale akustyczne.

9. Termodynamika / 4 godziny / Podstawy termodynamiki: gaz doskonały a gaz rzeczywisty, przemiany gazu doskonałego, parametry termodynamiczne, zasady termodynamiki. ciepło, praca, moc. Kinetyczna teoria gazów, statystyka Maxwella-Boltzmanna. Wykorzystanie termodynamiki: przemiany fazowe, ciepło przemian, skraplanie gazów. Silniki cieplne, cykl Carnota.

10. Zjawiska elektryczne / 4 godziny / Pole elektryczne w próżni: prawo Coulomba, pole elektryczne, źródła pola elektrycznego: ładunki, dipole, kwadrupole. Prawo Gaussa, potencjał elektryczny, pojemność elektryczna, energia pola elektrycznego. Pole elektryczne w ośrodku: dielektryki i oddziaływanie pola elektrycznego z materią, wektory opisujące pole elektryczne w materii. Kondensatory, obwody RC.

11. Prąd elektryczny / 2 godziny / Prąd elektryczny, prawo Ohma, pra-ca i moc prądu elektrycznego. Prawa Kirchhoffa, rodzaje obwodów elektrycznych.

12. Pola magnetyczne prądów stałych / 2 godziny / Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Ruch ładunków w polu magnetycznym. Siła elektrodynamiczna. Strumień magnetyczny. Prawo Ampere’a, prawo Biota-Savarta-Laplace'a. Magnetyzm w materii: paramagnetyzm, ferromagnetyzm, histereza.

13. Indukcja elektromagnetyczna / 2 godzin / Indukcja elektromagnetyczna. Prawo Faraday’a, reguła przekory. Indukcyjność oraz samoindukcja. Energia pola magnetycznego. Równania Maxwella – Lorentza. Prąd przesunięcia.

14. Obwody prądów zmiennych / 2 godzin / Zasada działania transformatora. Prąd jednofazowy i prąd trójfazowy. Wartość skuteczna prądu i napięcia. Obwody LRC.

15. Fale elektromagnetyczne / 4 godziny / Równanie fali elektromagnetycznej. Oddziaływanie promieniowania z materią. Współczynnik załamania ośrodka. Widmo fal elektromagnetycznych. Źródła fal elektromagnetycznych.

Ćwiczenia /metody dydaktyczne: rozwiązywanie zadań i problemów pod nadzorem wykładowcy

1. Fizyczne podstawy mechaniki / 2 godziny / ruch w trzech wymiarach, prędkość, przyśpieszenie. Układy inercjalne i nieinercjalne. Za-sady dynamiki Newtona.

2. Dynamika bryły sztywnej / 2 godziny / Ruch w układzie środka ma-sy, ruch obrotowy. Twierdzenie Steinera. Moment bezwładności. II Zasada dynamiki ruchu obrotowego.

3. Zasady zachowania w mechanice / 2 godziny / Zasada zachowania: pędu, momentu pędu, energii. Tarcie.

4. Pola zachowawcze na przykładzie pola grawitacyjnego / 2 godziny / Potencjał, energia potencjalna. Prawa Keplera. Kolokwium nr 1.

5. Fizyka relatywistyczna /2 godziny / Transformacja Lorentza i jej konsekwencje. Relatywistyczna energia kinetyczna, energia całkowita.

6. Drgania /2 godziny / Drgania swobodne, drgania tłumione, drgania wymuszone, rezonans. Składanie drgań harmonicznych, dudnienie.

7. Fale / 2 godziny / Równanie fali. Fale stojące. Paczka falowa. Prędkość grupowa a prędkość fazowa.

8. Termodynamika / 2 godziny / Przemiany gazu doskonałego, para-metry termodynamiczne, zasady termodynamiki. ciepło, praca, moc. Kinetyczna teoria gazów, statystyka Maxwella-Boltzmanna.

9. Zjawiska elektryczne / 4 godziny / Prawo Coulomba, natężenie pola elektrostatycznego. Prawo Gaussa, potencjał elektryczny, pojemność elektryczna, energia pola elektrycznego. Pole elektryczne w ośrodku. Obwody RC. Kolokwium nr 2.

10. Prąd elektryczny / 2 godziny / Prąd elektryczny, prawo Ohma, pra-ca i moc prądu elektrycznego. Prawa Kirchhoffa.

11. Pola magnetyczne prądów stałych / 2 godziny / Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna. Siła elektrodynamiczna. Strumień magnetyczny. Prawo Ampere’a, prawo Biota-Savarta-Laplace'a.

12. Indukcja elektromagnetyczna / 2 godzin / Prawo Faraday’a, reguła przekory. Indukcyjność oraz samoindukcja. Energia pola magnetycznego. Równania Maxwella – Lorentza.

13. Obwody prądów zmiennych / 2 godzin / Wartość skuteczna prądu i napięcia. Obwody LRC.

14. Fale elektromagnetyczne / 2 godziny / Równanie fali elektromagnetycznej. Współczynnik załamania ośrodka Kolokwium nr 3.

Laboratoria /metody dydaktyczne: pomiar wybranych zjawisk fizycznych. Zajęcia obejmują znajomość budowy stanowiska pomiarowego, wykonanie pomiarów oraz opracowanie wyników i wyciągnięcie wniosków.

1. ĆWICZENIE 1, Rozkład Gaussa. / 2 godziny /

2. ĆWICZENIE 40, Wyznaczanie modułu sprężystości przy pomocy wahadła torsyjnego, lub ĆWICZENIE 39, Czas trwania zderzenia kul.

3. ĆWICZENIE 41, Badanie transformacji energii mechanicznej w krążku Maxwella, lub ĆWICZENIE 42, Wyznaczanie momentu bez-władności bryły sztywnej względem dowolnej osi obrotu z wykorzystaniem twierdzenia Steinera.

4. ĆWICZENIE 5, Badanie drgań układu dwóch sprzężonych wahadeł, lub ĆWICZENIE 24, Badania rezonansu w obwodach elektrycznych.

5. ĆWICZENIE 10 , Wyznaczanie stosunku Cp/Cv dla powietrza metodą Clementa-Desormesa, lub ĆWICZENIE 11 , Pomiar ciepła molowego powietrza metodą rozładowania kondensatora.

Literatura:

podstawowa:

1. Fizyka dla szkół wyższych – podręcznik internetowy: https://openstax.org, Wydawca - fundacja OpenStax działającą przy Rice University w USA

2. M. Demianiuk: Wykłady z fizyki dla inżynierów cz. I, II, i III, Wyd. WAT 2001

3. M. Demianiuk: Wybrane przykłady zadań do wykładów z fizyki dla inżynierów, Wyd. WAT 2002

4. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Podstawy fizyki. Cz. I-V, PWN, Warszawa, 2003

uzupełniająca:

1. A. Rogalski: Podstawy fizyki dla elektroników, Wyd. WAT 2002

2. Z. Raszewski i inni: Fizyka ogólna. Przykłady i zadania z fizyki, cz. I., Rozwiązania i odpowiedzi do zadań z fizyki, cz.II. Wyd. WAT 1994

3. P. Hewitt, Fizyka wokół nas, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010

4. J. Walker, Podstawy fizyki, zbiór zadań, Wydawnictwo Nauko-we PWN, Warszawa 2005

Efekty uczenia się:

Symbol i nr efektu modułu / efekt kształcenia / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / ma podstawową wiedzę na temat ogólnych zasad fizyki, wielko-ści fizycznych, oddziaływań fundamentalnych / K_W02

W2 / ma wiedzę w zakresie fizyki klasycznej oraz podstaw fizyki relatywistycznej / K_W02, K_W04

W3 / ma wiedzę na temat zasad przeprowadzania i opracowania wyników pomiarów fizycznych, rodzajów niepewności pomiarowych i sposobów ich wyznaczania / K_W13

U1 / potrafi wykorzystać poznane zasady i metody fizyki oraz odpowiednie narzędzia matematyczne do opisu właściwości fizycznych oraz związanych z nimi efektów przyczynowo-skutkowych pod wpływem oddziaływań zewnętrznych/ K_U01, K_U07

U2 / potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł, potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji oraz prawidłowo wyciągać wnioski / K_U01

U3 / umie przeprowadzić pomiary wybranych wielkości fizycznych i je opracować, a także zinterpretować w kontekście posiadanej wiedzy z fizyki / K_U01, K_U03

K1 / potrafi myśleć i działać w twórczy sposób / K_K01, K_K07

K2 / potrafi pracować i współdziałać w grupie / K_K04

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie egzaminu.

Ćwiczenia rachunkowe – zaliczenie ćwiczenie ćwiczeń rachunkowych odbywa się na podstawie ocen z 3 kolokwiów przeprowadzonych na ćwi-czeniach oraz aktywności studentów na zajęciach.

Ćwiczenia laboratoryjne – zaliczenie ćwiczenia laboratoryjnego wymaga uzyskania pozytywnej ocen ze sprawdzianu przed rozpoczęciem ćwiczenia, wykonania ćwiczenia i oddania pisemnego sprawozdania z ćwiczenia.

Egzamin przedmiotu jest prowadzany w formie pisemno-ustnej z wybra-nych zagadnień z wykładanego materiału.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych oraz egzaminu.

Osiągnięcie efektów W1, W2, U1, U2 weryfikowane jest podczas egzami-nu, natomiast efekty W1, W2, W3, U3, K1 i K2 sprawdzane są w trakcie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych.

Wszystkie sprawdziany i referaty są oceniane wg następujących zasad:

ocena 2 – poniżej 50% poprawnych odpowiedzi;

ocena 3 – 50 ÷ 60% poprawnych odpowiedzi;

ocena 3,5 – 61 ÷ 70% poprawnych odpowiedzi;

ocena 4 – 71 ÷ 80% poprawnych odpowiedzi;

ocena 4,5 – 81 ÷ 90% poprawnych odpowiedzi;

ocena 5 – powyżej 91% poprawnych odpowiedzi.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę, umiejętno-ści i kompetencje przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzo-nych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy, jest wytrwały w pokonywaniu trudności oraz systematyczny w pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności prze-widziane programem nauczania w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dostatecznym. Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie posiadł wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie koniecznych wymagań.

Na końcową ocenę składają się: ocena uzyskana na egzaminie, oceny z ćwiczeń laboratoryjnych oraz zaangażowanie i sposób podejścia studenta do nauki.

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/2024" (w trakcie)

Okres: 2024-02-26 - 2024-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Laboratorium, 10 godzin więcej informacji
Wykład, 40 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Zieliński
Prowadzący grup: Anna Antolak-Dudka, Maciej Chrunik, Robert Ciupa, Michał Dudek, Zbigniew Krajewski, Anna Kurzych, Waldemar Larkowski, Justyna Łukasiewicz, Marek Olifierczuk, Paweł Perkowski, Natalia Przybysz, Karol Sielezin, Mariusz Suligowski, Rafał Węgłowski, Jerzy Zieliński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Język prowadzenia wykładu:

polski

Język prowadzenia ćwiczeń:

polski

Język prowadzenia laboratoriów:

polski

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest nauczyć rozumienia zjawisk fizycznych, zapoznać z podstawowymi pojęciami i prawami fizyki z zakresu mechaniki, teorii drgań, pola elektrostatycznego i magnetycznego. Nauczyć stosowania matematyki do ilościowego opisu zjawisk fizycznych zapoznać z ważniejszymi przyrządami pomiarowymi i podstawowymi metodami pomiarów wielkości fizycznych. Wyrównać różnice programowe i umiejętności studentów uzyskane podczas kursu fizyki w szkołach ponadpodstawowych.

Pełny opis:

Wykłady /metody dydaktyczne: metoda słowna z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych / moduły 2 godzinne /

1. Wprowadzenie do przedmiotu. Metodologia fizyki: przedmiot fizyki, układy jednostek,. Metodologia pomiarów fizycznych: pomiar, rodzaje błędów (niepewności pomiarowych), obliczanie niepewności pomiarowych, prawo przenoszenia niepewności pomiarowych.

2. Wektory i skalary w fizyce. Operacje na wektorach. Układy współrzędnych. Wyznaczanie siły wypadkowej. Wprowadzenie pojęcia po-chodnej. Test kompetencyjny z fizyki na poziomie szkoły ponadpodstawowej

3. Kinematyka punktu materialnego. Ruch prostoliniowy jednostajny i jednostajnie zmienny. Prędkość średnia, prędkość chwilowa, przyspieszenie punktu materialnego. Swobodny spadek ciał i rzutu pionowy.

4. Ruch krzywoliniowy. Parametryczne równania toru, prędkość, przy-śpieszenie - przyspieszenie styczne i normalne do toru ruchu. Rzut poziomy i ukośny. Wielkości opisujące ruch po okręgu.

5. Dynamika punktu materialnego. Zasady dynamiki Newtona. Tarcie. Pęd, popęd. Analiza ruchu ciał na równi pochyłej.

6. Praca sił. Praca wykonywana przez siły stałe i zmienne, moc, energia kinetyczna. Dynamika ruchu punktu materialnego po okręgu.

7. Niezmienniczość Galileusza. Układy inercjalne i nieinercjalne. Całkowanie równań ruchu.

8. Dynamika bryły sztywnej. Ruch bryły sztywnej, środek masy, ruch w układzie środka masy, ruch obrotowy, ruch precesyjny. Twierdzenie Steinera. Moment bezwładności. II Zasada dynamiki ruchu obrotowego.

9. Zasady zachowania w mechanice. Zasada zachowania: pędu, momentu pędu, energii. Rola zasad zachowania w mechanice.

10. Pola zachowawcze na przykładzie pola grawitacyjnego. Pola sił. Potencjał, energia potencjalna. Pole grawitacyjne. I i II prędkość kosmiczna. Prawa Keplera.

11. Fizyka relatywistyczna. Szczególna teoria względności: postulaty teorii względności, transformacja Lorentza i jej konsekwencje.

12. Mechanika relatywistyczna. Relatywistyczna energia kinetyczna, energia całkowita. Czasoprzestrzeń jako element ogólnej teorii względności.

13. Drgania swobodne. Pojęcie drgań, drgania harmoniczne, drgania swobodne. Energia drgań. Składanie drgań harmonicznych, dudnienia.

14. Harmoniczne drgania nieswobodne. Drgania tłumione, drgania wymuszone, rezonans. Drgania o kilku stopniach swobody. Drgania normalne.

15. Pole elektryczne w próżni. Prawo Coulomba, natężenie pola, źródła pola elektrycznego: ładunki, dipole, kwadrupole. Prawo Gaussa, potencjał elektryczny, pojemność elektryczna, energia pola elektrycznego.

16. Pole elektryczne w ośrodku. Dielektryki i oddziaływanie pola elektrycznego z materią, wektory opisujące pole elektryczne w materii. Kondensatory.

17. Prąd elektryczny. Prawo Ohma, praca i moc prądu elektrycznego. Prawa Kirchhoffa, rodzaje obwodów elektrycznych.

18. Stałe pola magnetyczne. Wektor indukcji magnetycznej. Ruch ładunków w polu magnetycznym. Siła elektrodynamiczna. Prawo Biota-Savarta-Laplace'a.

19. Magnetyzm materii. Prawo Ampere’a. Właściwości pola magnetycznego. Magnetyczny moment dipolowy. Strumień magnetyczny. Magnetyzm w materii: paramagnetyzm, ferromagnetyzm, pętla histerezy.

20. Indukcja elektromagnetyczna. Prawo Faraday’a, reguła przekory. Indukcyjność oraz samoindukcja. Energia pola magnetycznego. Uogólnione prawo Ampera - prąd przesunięcia. Równania Maxwella.

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-1 (2024-03-12)