Fizyka - WNiUO

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C1
C2
I. KARTA PRZEDMIOTU
Nazwa przedmiotu: FIZYKA
Kod przedmiotu: Mf
Jednostka prowadząca: Wydział Nawigacji i Uzbrojenia Okrętowego
Kierunek: Nawigacja
Specjalność: Wszystkie specjalności na kierunku Nawigacja
Moduł: ogólnouczelniany
Poziom studiów: I-go stopnia
Forma studiów: stacjonarne
Semestr studiów: I,II
Profil: praktyczny
Prowadzący: Maciej Pakuła
Data aktualizacji: 19.07.2013
CEL PRZEDMIOTU
Zapoznanie studentów z postawowymi wielkościami fizycznymi i jednostkami miar układu SI.
Zapoznanie studentów z definicjami wielkości fizycznych opisujacych ruch prostoliniowy.
Nauczenie studentów rozwiazywania zadań z ruchu prostoliniowego jednostajnego i
jednostajnie zmiennego
Zapoznanie studentów z definicjami wielkości fizycznych opisujących ruch krzywoliniowy.
Nauczenie studentów rozwiazywania zadań z ruchu po okręgu jednostajnego i jednostajnie
zmiennego.
C3
Zapoznanie studentów z wielkościami fizycznymi dynamiki ruchu postępowego. Nauczenie
studentów rozwiązywania zadań z dynamiki ruchu postępowego różnymi metodami
C4
Zapoznanie studentów z wielkościami fizycznymi dynamiki ruchu obrotowego bryły sztywnej.
Nauczenie studentów rozwiazywania zadań z dynamiki obrotu metodą dynamiczną.
C5
Zapoznanie studentów z pojęciami energia, praca, moc w ruchu postępowym i obrotowym.
Nauczenie studentów rozwiązywania zadań metodą energetyczną.
C6
Nauczenie studentów rozpoznawania zjawisk będących przykładem zasad zachowania w
mechanice. Nauczenie rozwiązywania zadań z tego tematu.
C7
Zapoznaie studentów z prawami statyki płynów. Wyrobienie umiejętności rozwiazywania
zadań z prawa Archimedesa
Zapoznanie studentów z prawami dynamiki płynów . Nauczenie studentów rozwiazywania
zadań z dynamiki płynów doskonałych
Zapoznanie studentów z teoria ruchu drgajacego harmonicznego i podstawowymi wielkosciami
opisujacymi ten ruch. Nauczenie studentów rozwiązywania zadań z ruchu drgającego
nietłumionego.
C8
C9
C10
Zapoznanie studentów z ruchem drgającym i wymuszonym. Wyrobienie u studentów
umiejetności rozwiazywania zadań z ruchu drgającego tłumionego.
C11
Zapoznanie studentów z pojęciem fali ,rodzajami fal i wielkosciami opisującymi ruch falowy.
Nauczenie studentów rozwiązywania zadań z ruchu falowego
C12
Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami i prawami termodynamiki. Nauczenie
studentów rozwiazywania podstawowych zadań z termodynamiki
C13
Zapoznanie studentów z wielkościami opisujacymi pole elektryczne. Nauczenie studentów
rozwiazywania podstawowych zadań z pola elektrycznego.
C14
Zapoznanie studentów z definicjami i prawami opisujacymi pole magnetyczne. Nauczenie
studentów rozwiazywania zadań z ruchu ładunków w polu magnetycznym
C15
Zapoznanie studentów z wybranymi elementami fizyki współczesnej
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY,
UMIEJĘTNOŚCI I INNYCHY KOMPETENCJI
1
Znajomość matematyki w zakresie wymaganym na maturze na poziomie podstawowym
2
Znajomość fizyki w zakresie wymaganym na maturze na poziomie podstawowym
EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK1
EK2
EK3
EK4
Student zna podstawowe jednostki miar i potrafi rozpoznać wielkości wektorowe i skalarne.
Student zna, potrafi definiować i obliczać wielkości kinematyki ruchu prostoliniowego
drogę,prędkość i przyspieszenie.
Student zna,potrafi definiowac i znajdować wielkości kinematyki obrotu:drogę
katową,predkość katową i przyspieszenia
Student zna wielkości dynamiki ruchu postępowego i zależności między nimi.Zna podstawowe
siły występujące w przyrodzie i umie je wyznaczać. Student potrafi sporzadzać rysunki sił
działających na ciało znajdować siły wypadkowe ,pisać równania dynamiczne ruchu i
rozwiazywać je.
Student zna wielkości dynamiki obrotu,zna zależności między nimi ,potrafi napisać równanie
ruchu i rozwiązać je.
EK5
Student zna pojęcie energii i pracy w ruchu postepowym i obrotowym i potrafi rozwiazywać
zadania metodą energetyczną
EK6
Student zna zasady zachowania w mechanice i potrafi rozwiazywac zadania z tego tematu
EK7
Student zna prawo Archimedesa i warunki pływalności ciał i potrafi te wiadomości wykorzystać
praktycznie
EK8
EK9
Student zna prawo ciągłości strugi i prawo Bernoulliego dla przepływów doskonałych oraz
zagadnienie wypływu cieczy ze zbiornika i potrafi rozwiazywać zadania z przepływów
Student zna wielkości opisujące ruch drgający harmoniczny, potrafi napisać równanie ruchu
nietłumionego i tłumionego. Zna podstawowe parametry wahadła matematycznego i
fizycznego. Potrafi rozwiązywać zadania z tego ruchu.
EK10 Student zna ruch drgający tłumiony i wymuszony, potrafi wyjasnić zjawisko rezonansu drgań.
Student zna pojęcia: długość, częstotliwość i prędkość fali. Potrafi napisać równanie fali
EK11 płaskiej i rozwiązać to równanie. Student potrafi rozpoznać podstawowe zjawiska falowe:
odbicie, załamanie, interferencja, dyfrakcja, polaryzacja. Potrafi opisać efekt Dopplera.
EK12 Student zna podstawowe pojęcia termodynamiki i potrafi je wyznaczać.
Student zna podstawowe wielkości pola elektrycznego: siła Culomba, natężenie pola,
potencjał pola i praca w polu. Potrafi rozwiązywać zadania z wzajemnego oddziaływania
EK13
ładunków elektrycznych, znajdować wypadkowe natężenie i potencjał pola. Zna pojęcie
pojemności elektrycznej. Potrafi rozwiązywać zadania z ruchu ładunków w polu elektrycznym.
Student zna metody wytwarzania pola magnetycznego, potrafi opisać wielkości
EK14 charakteryzujące to pole. Zna siłę Lorentza i potrafi rozwiązywać zadania z ruchu ładunku
elektrycznego w polu magnetycznym.
Student zna podstawowe założenia teorii Bohra budowy atomów. Potrafi opisać zasady
EK15
działania lasera.
STRUKTURA PRZEDMIOTU
Forma zajęćwykłady
Liczba
godzin
Forma zajęććwiczenia
Liczba
godzin
Forma zajęćlaboratoria
Liczba
godzin
EK1
W1
2
C1
1
EK2
W2
2
C2
1
EK3
W3
2
EK4
W4
2
C3
2
EK5
W5
2
C4
2
L1
2
EK6
W6
2
EK7
W7
2
C5
1
L2
2
EK8
W8
2
C6
2
L3-L4
4
EK9
W9
2
C7
2
L5-L6
6
EK10
W10
2
EK11
W11
2
C8
2
L7-L8
4
EK12
W12
2
C9
2
EK13
W13
2
C10
2
L9-L11
6
EK14
W14
2
C11
2
EK15
W15
2
L12
2
Suma
godzin
30
19
26
TREŚCI PROGRAMOWE
W1
W2
W3
Wielkości skalarne i wektorowe w fizyce. Rodzaje ruchów w zależności od prędkości i kształtu
toru. Wielkości opisujące ruch prostoliniowy i ich definicje. Wzory na obliczanie prędkości i
drogi.
Kinematyka ruchu obrotowego i definicje drogi kątowej, prędkości katowej i przyśpieszeń:
kątowego, stycznego i dośrodkowego. Okres i częstotliwość jako zamienniki prędkości.
Obliczanie drogi kątowej, prędkości kątowej i przyśpieszeń.
Wprowadzenie pojęcia siły i przykłady sił w przyrodzie. Zasady dynamiki Newtona dla ruchu
postępowego. Pęd masy w fizyce klasycznej i relatywistycznej.
W4
Definicje wielkości ruchu obrotowego- momentu bezwładności, momentu sily i momentu pędu.
Zasady dynamiki ruchu obrotowego.
W5
Praca, moc, energia w ruchu postępowym i obrotowym.
W6
Zasady zachowania w mechanice- zasada zachowania energii, pędu i momentu pędu.
W7
W8
Wprowadzenie pojęcia płynu i wielkości go charakteryzujących: ciśnienie, gęstość i ciężar
właściwy. Ciśnienie hydrostatyczne. Prawo Pascala i prawo Archimedesa oraz warunki
pływalności ciał.
Przepływy i ich rodzaje. Przepływ doskonały i prawa go opisujące: prawo ciągłości strugi i
prawo Bernoulliego. Wypływ cieczy ze zbiornika. Ruch ciał w płynie lepkim.
W9
W10
Ruch drgający harmoniczny i jego podstawowe parametry- wychylenie, prędkość,
przyśpieszenie, siła sprężystości i energia. Równanie ruchu drgającego nietłumionego.
Wahadło fizyczne i jego model wahadło matematyczne.
Ruch drgający tłumiony, amplitudy drgań tłumionych i stała tłumienia. Równanie ruchu
drgającego tłumionego. Drgania wymuszone i zjawisko rezonansu drgań.
W11
Fala mechaniczna i jej rodzaje. Parametry fali- długość prędkość i częstotliwość. Równianie
fali płaskiej. Wybrane zjawiska falowe.
W12
Gaz doskonały i jego parametry- ciśnienie, objętość, temperatura. Równianie stanu gazu
doskonałego. Pierwsza zasada termodynamiki. Przemiany gazowe.
W13
Pole elektrostatyczne, oddziaływanie między ładunkami. Wielkości pola elektrycznego- linie
pola, natężenie, potencjał, pojemność. Ruch ładunków w polu elektrycznym. Prawo Gaussa.
W14
Sposoby wytwarzania pola magnetycznego. Linie pola magnetycznego i wektor indukcji
magnetycznej. Siła działająca na ładunek w polu magnetycznym- siła Lorentza. Ruch cząstek
naładowanych w polu magnetycznym. Siła magnetyczna działająca na przewodnik z prądem.
W15
Teoria Bohra budowy atomu. Podstawy fizyczne działania laserów i ich wykorzystanie.
C1
Rozwiązywanie zadań z kinematyki ruchu prostoliniowego i ruchu po okręgu.
C2
Ruchy w polu grawitacyjnym. Swobodny spadek ciała. Rzut pionowy, rzut poziomy, rzut
ukośny.
C3
Rozwiązywanie zadań z dynamiki ruchu postępowego metodą dynamiczną i energetyczną.
Rozkłady sił na drodze poziomej i na równi. Wyznaczanie siły tarcia.
C4
Dynamika obrotu. Zadania z bloczkami ruchomymi i z toczenia się brył.
C5
Prawo Archimedesa w zadaniach z pływalności ciał. Ruch ciał w płynie nielepkim.
C6
C7
C8
C9
C10
C11
Wykorzystanie prawa ciągłości strugi i prawa Bernoulliego do znajdowania prędkości
przepływu w rurach o zmiennym przekroju. Wypływ cieczy ze zbiornika. Opadanie kulek w
płynie lepkim- prawo Stokesa.
Równianie ruchu drgającego nietłumionego. Wyznaczanie parametrów tego ruchu. Zadania z
wahadła matematycznego i oscylatora prostego.
Wyznaczanie amplitudy drgań tłumionych. Równanie drgań tłumionych. Określanie stałej
tłumienia i energii drgań tłumionych. Znajdowanie częstotliwości rezonansowej drgań.
Równanie fali płaskiej. Znajdowanie podstawowych parametrów fali. Zjawisko interferencji fal,
fala stojąca.
Wyznaczanie sił oddziaływania między ładunkami. Znajdowanie wypadkowego natężenie i
potencjału pola układu ładunków. Ruch cząstki naładowanej w jednorodnym polu
elektrycznym.
Ruch cząstki naładowanej w polu magnetycznym. Wyznaczanie indukcji magnetycznej pola
pochodzącego od przewodnika z prądem.
L1
Wyznaczanie momentu bezwładności pręta i sprawdzenie praw dynamiki ruchu obrotowego
bryły.
L2
Wyznaczanie gęstości ciał stałych.
L3
Wyznaczanie przekroju czynnego cząsteczek powietrza.
L4
Wyznaczanie lepkości gliceryny metodą Stokesa
L5
Wyznaczanie przyśpieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego.
L6
Wyznczanie modułu sztywności drutu metodą dynamiczną.
L7
Wyznaczanie prędkości dzwięku.
L8
Wyznaczanie współczynniki załamania światła w cieczach i ciałach stałych.
L9
Pomiar przewodnictwa elektrolitów.
L10
Pomiar temperaturowego współczynnika oporu elektrycznego metali.
L11
Wyznaczanie natężenia pola elektryczngo w wodzie.
L12
Wyznaczanie stałej Plamcka.
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
1
Tablica i kolorowe pisaki
2
Układy laboratoryjne prezentujące wybrane zjawiska fizyczne
3
Pomoce naukowe
SPOSOBY OCENY (F-FORMUJĄCA, P-PODSUMOWUJĄCA)
F1
Odpowiedź ustna
EK1 ÷ EK15
F2
Wykonanie zadania obliczeniowego
EK1 ÷ EK14
F3
Wykonanie sprawozdania z pomiarów
P1
Kolokwium nr 1
EK1 ÷ EK6
P2
Kolokwium nr 2
EK7-EK14
P3
Egzamin pisemny
EK1-EK15
Ek5, EK7-9, EK11,
EK13-15
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
Forma aktywności
semestr
I
II
razem
Godziny kontaktowe z nauczycielem
45
30
75
Przygotowanie się do wykładów i ćwiczeń
50
20
70
Samodzielne opracowanie zagadnień
38
46
84
Rozwiązywanie zadań domowych
40
SUMA GODZIN W SEMESTRZE
173
96
r.a
269
PUNKTY ECTS W SEMESTRZE
4
2
r.a
6
40
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJACĄ
1
(P) M. Massalska, M. Massalski- Fizyka dla inżynierów Tom I i II
2
(P) D. Halliday, R.Resnick, J.Walker- Podstawy fizyki Tom I-V
PROWADZĄCY PRZEDMIOT (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1
dr inż. Maciej Pakuła [email protected]