0310-CH-S1-009 - Uniwersytet Śląski

Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 1
Kierunek i poziom studiów: Chemia, pierwszy
Sylabus modułu: Fizyka A (0310-CH-S1-009)
1. Informacje ogólne
koordynator modułu
rok akademicki
semestr
forma studiów
sposób ustalania
oceny końcowej
modułu
informacje
dodatkowe
Prof. dr hab. Jerzy Zioło
2014/2015
drugi/letni
stacjonarne
Średnia ważona z poszczególnych sposobów weryfikacji
efektów kształcenia
2. Opis zajęć dydaktycznych i pracy studenta
nazwa
kod
0310-CH-S1009_fs_1
Wykład
prowadzący
grupa(-y)
Prof. dr hab. Jerzy Zioło
treści zajęć
Struktura fizyki: koncepcje, prawa i zasady, modele
Wielkości podstawowe, Międzynarodowy Układ Jednostek SI
Wielkości skalarne i wektorowe. Algebra wektorów. Kinematyka punktu materialnego
w jednym wymiarze. Definicja prędkości, szybkości, przyspieszenia, prędkość średnia,
chwilowa. Graficzna prezentacja ruchu. Równania kinematyczne dla ruchu
jednostajnie przyśpieszonego. Spadek swobodny. Ruch dwuwymiarowy. Koncepcja
bezwładności. Zasady Newtona. Niezależność ruchu. Względność ruchu.
Transformacja Galileusza. Ruch jednostajny po okręgu. Dynamika punktu
materialnego. Dynamika ruchu po okręgu. Ruch satelitów. Tarcie, ruch w ośrodkach
trących. Siła Coriolisa. Praca i energia. Definicja pracy wykonanej przez stałą siłę.
Praca wykonana przez zmienną siłę w jednym wymiarze. Praca wykonana przez
sprężynę. Zasada zachowania energii. Energia potencjalna. Siły zachowawcze. Pęd.
Zasada zachowania pędu. Zderzenia sprężyste i niesprężyste. Układ punktów
materialnych. Środek masy. Energia kinetyczna układu punktów materialnych.
Dynamika bryły sztywnej. Definicja momentu siły. Warunki równowagi bryły sztywnej.
Moment bezwładności punktu materialnego. Energia kinetyczna ruchu obrotowego
bryły sztywnej. Moment bezwładności bryły sztywnej (ciągły rozkład punktów).
Zasada zachowania energii mechanicznej uwzględniająca ruch obrotowy.
Moment pędu dla punktu materialnego. Zasada zachowania momentu pędu. Środek
ciężkości. Przykłady zastosowanie zasady zachowania momentu pędu. Prawo
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 2
powszechnej grawitacji. Koncepcja pola. Definicja natężenia pola grawitacyjnego oraz
jego potencjału. Prawa Keplera opisujące ruch planet. Mechanika płynów. Własności
sprężyste materii. Ciśnienie w płynach. Ciśnienia ujemne. Prawo Pascala oraz
Archimedesa. Równania: ciągłości i Bernoulliego. Ruch oscylacyjny. Prosty oscylator
harmoniczny. Energia oscylatora harmonicznego. Zjawisko rezonansu. Fale
mechaniczne. Charakterystyka ruchu falowego. Szybkość impulsu w strunie. Fale
bieżące. Fale stojące. Rezonans fal stojących. Równanie falowe. Prędkość
rozchodzenia fal w strunie. Fale dźwiękowe. Natura fal dźwiękowych. Zjawisko
Dopplera. Miara natężenia dźwięku.
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
Wykład połączony z demonstracją doświadczeń.
30
15
Studenci realizują doświadczenia oraz rozwiązują zadania rachunkowe,
wykorzystujące wiedzę prezentowaną na wykładach.
Zajęcia odbywają się przez cały semestr raz w tygodniu po dwie godziny.
1. D. Halliday, R. Resnik, , FIZYKA, D. Halliday, R, Resnick, J. Walker, Podstawy FIZYKI.
A. Piekara Mechanika ogólna,
Struktura fizyki: koncepcje, prawa i zasady, modele
Wielkości podstawowe, Międzynarodowy Układ Jednostek SI
Wielkości skalarne i wektorowe. Algebra wektorów. Kinematyka punktu
materialnego w jednym wymiarze. Definicja prędkości, szybkości, przyspieszenia,
prędkość średnia, chwilowa. Graficzna prezentacja ruchu. Równania kinematyczne
dla ruchu jednostajnie przyśpieszonego. Spadek swobodny. Ruch dwuwymiarowy.
Koncepcja bezwładności. Zasady Newtona. Niezależność ruchu. Względność ruchu.
Transformacja Galileusza. Ruch jednostajny po okręgu. Dynamika punktu
materialnego. Dynamika ruchu po okręgu. Ruch satelitów. Tarcie, ruch w ośrodkach
trących. Siła Coriolisa. Praca i energia. Definicja pracy wykonanej przez stałą siłę.
Praca wykonana przez zmienną siłę w jednym wymiarze. Praca wykonana przez
sprężynę. Zasada zachowania energii. Energia potencjalna. Siły zachowawcze. Pęd.
Zasada zachowania pędu. Zderzenia sprężyste i niesprężyste. Układ punktów
materialnych. Środek masy. Energia kinetyczna układu punktów materialnych.
Dynamika bryły sztywnej. Definicja momentu siły. Warunki równowagi bryły
sztywnej. Moment bezwładności punktu materialnego. Energia kinetyczna ruchu
obrotowego bryły sztywnej. Moment bezwładności bryły sztywnej (ciągły rozkład
punktów). Zasada zachowania energii mechanicznej uwzględniająca ruch obrotowy.
Moment pędu dla punktu materialnego. Zasada zachowania momentu pędu. Środek
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 3
ciężkości. Przykłady zastosowanie zasady zachowania momentu pędu. Prawo
powszechnej grawitacji. Koncepcja pola. Definicja natężenia pola grawitacyjnego
oraz jego potencjału. Prawa Keplera opisujące ruch planet. Mechanika płynów.
Własności sprężyste materii. Ciśnienie w płynach. Ciśnienia ujemne. Prawo Pascala
oraz Archimedesa. Równania: ciągłości i Bernoulliego. Ruch oscylacyjny. Prosty
oscylator harmoniczny. Energia oscylatora harmonicznego. Zjawisko rezonansu.
Fale mechaniczne. Charakterystyka ruchu falowego. Szybkość impulsu w strunie.
Fale bieżące. Fale stojące. Rezonans fal stojących. Równanie falowe. Prędkość
rozchodzenia fal w strunie. Fale dźwiękowe. Natura fal dźwiękowych. Zjawisko
Dopplera. Miara natężenia dźwięku.
Wykład połączony z demonstracją doświadczeń.
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
Konwersatorium
kod
0310-CH-S1009_fs_2
prowadzący
grupa(-y)
Dr hab. Andrzej Hacura
treści zajęć
Analiza problemów i zadań z dziedziny mechaniki klasycznej:
1. Kinematyka (ruchu prostoliniowego jednostajnego i jednostajnie zmiennego,
ruchu krzywoliniowego, drgań harmonicznych).
2. Dynamika oraz praca, moc i energia.
3. Kinematyka i dynamika bryły sztywnej.
Przypomnienie poprzez dyskusję (pytania i odpowiedzi) podstawowych praw i
zależności matematycznych dla zjawisk występujących w mechanice. Wspólne
rozwiązywanie zadań przykładowych z uwagami ułatwiającymi pracę samodzielną.
15
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
30
Studiowanie zagadnień mechaniki klasycznej z pomocą podręczników, notatek z
wykładów i Internetu. Samodzielne rozwiązywanie zadań z zastosowaniem nabytej
wiedzy.
Tygodniowo 1 godz./grupa
1. R. Resnick, D. Halliday, J. Walker „Podstawy fizyki”, t.1 – Mechanika, PWN,
2005/2006.
2. „Podstawy fizyki – Zbiór zadań”, PWN, 2011.
1. J. Orear, Fizyka, t. I, WNT, Warszawa 2008.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
str. 4
2. J. Araminowicz, „Zbiór zadań z fizyki”, PWN, 1996.
nazwa
Konwersatorium
kod
0310-CH-S1009_fs_2
prowadzący
grupa(-y)
dr Sebastian Pawlus
treści zajęć
• Wektory. Wielkości skalarne i wektorowe. Dodawanie wektorów. Iloczyn
skalarny i wektorowy. Układ odniesienia.
• Kinematyka. Ruch jednowymiarowy i ruch w przestrzeni. Pojęcie
przemieszczenia, prędkości i przyśpieszenia. Rzuty. Ruch po torze
krzywoliniowym. Ruch względny.
• Dynamika punktu materialnego. Masa, pęd i siła. Zasady dynamiki Newtona i
ich zastosowanie Siły kontaktowe i bezkontaktowe. Tarcie.
• Praca. Energia kinetyczna. Moc. Energia potencjalna. Zasada zachowania
energii. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Zasada zachowania pędu. Środek
masy. Ruch środka masy. Zderzenia.
• Mechanika bryły sztywnej. Moment bezwładności. Moment siły. Energia i
praca w ruchu obrotowym. Moment pędu. Zasada zachowania momentu
pędu. Moduł sprężystości. Moduł ściśliwości.
• Grawitacja. Prawo powszechnego ciążenia. Ciężar. Pole grawitacyjne.
• Ruch drgający. Siła harmoniczna. Wahadła. Energia ruchu harmonicznego.
Oscylator harmoniczny tłumiony. Drgania wymuszone i rezonans.
• Mechanika cieczy. Ciśnienie i gęstość. Prawo Pascala. Równanie ciągłości.
Równanie Bernoulliego i jego zastosowania.
• Fale w ośrodkach sprężystych. Fale mechaniczne. Rozchodzenie się fal.
Prędkość fal. Przenoszenie energii przez fale. Dźwięk. Natężenie dźwięku.
Samodzielne rozwiązywanie zadań z pomocą prowadzącego
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
15
30
Samodzielne rozwiązywanie zadań z podręcznika D. Halliday, R. Resnick, J. Walker
„Podstawy Fizyki” t.1 i t.2 PWN oraz zadań przygotowanych przez prowadzącego.
Tygodniowo 1 godz./grupa
1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker „Podstawy Fizyki” t.1 i 2 PWN.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
str. 5
Jay Orear „Fizyka” t. 1 i 2, WNT, J. Araminowicz „Zbiór zadań z fizyki” PWN, A. Hennel,
W. Krzyżanowski, W. Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz „Zadania i problemy z Fizyki” t. 1,
M. Baj, G. Szeflińska, M. Szymański, D. Wasik „Zadania i problemy z Fizyki” t. 3
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
Laboratorium
prowadzący
grupa(-y)
treści zajęć
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
kod
0310-CH-S1009_fs_3
Dr hab. Andrzej Hacura
Przeprowadzenie określonych doświadczeń i pomiarów wielkości fizycznych według
dostarczonych instrukcji.
Samodzielne wykonanie przez studenta określonych ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki
w obecności służącego radą i pomocą doświadczonego pracownika naukowego.
Zebranie danych eksperymentalnych dla dalszej analizy i opisu badanego zjawiska.
30
45
Przygotowanie teoretyczne z zagadnień dotyczących kolejnego ćwiczenia
laboratoryjnego. Opracowanie wyników wykonanego ćwiczenia i napisanie
poprawnego sprawozdania zgodnie z obowiązującą formą.
Tygodniowo 2 godz./grupa
„Pracownia Fizyczna” Henryk Szydłowski, PWN, 1999
Literatura zalecana w instrukcjach do ćwiczeń laboratoryjnych.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 6
adres strony
www zajęć
informacje
dodatkowe
nazwa
kod
0310-CH-S1009_fs_3
Laboratorium
prowadzący
grupa(-y)
dr Sebastian Pawlus
treści zajęć
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
metody
prowadzenia
zajęć
liczba godzin
dydaktycznych
(kontaktowych)
liczba godzin
pracy własnej
studenta
opis pracy
własnej
studenta
organizacja
zajęć
literatura
obowiązkowa
literatura
uzupełniająca
adres strony
www zajęć
Przepisy BHP. Organizacja stanowiska pracy.
Badanie przyspieszenia ziemskiego metodą wahadła różnicowego.
Badanie prędkości dźwięku metodą rury Kundta-Quinckego.
Badanie temperaturowej rozszerzalności ciał stałych.
Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą Stockesa.
Badanie temperaturowej zależności współczynnika lepkości cieczy przy użyciu
wiskozymetru Hopplera.
Badanie zderzeń sprężystych.
Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia.
Badanie ruchu precesyjnego żyroskopu.
Badanie drgań torsyjnych.
Wyznaczanie modułu sztywności drutu.
Badanie ruchu wahadeł sprzężonych.
Jak w opisie modułu.
30
45
Zapoznanie się z instrukcją do zajęć laboratoryjnych oraz z podstawami teoretycznymi
niezbędnymi do wykonania ćwiczeń na laboratorium. Opracowanie wyników
eksperymentalnych w formie sprawozdania. Samodzielna praca z podręcznikiem i
materiałami dodatkowymi przygotowanymi przez osoby prowadzące zajęcia
laboratoryjne celem przygotowania się do kolokwium.
Tygodniowo 2 godz./grupa
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker „Podstawy Fizyki” t.1 i 2 PWN, H. Szydłowski
„Pracownia Fizyczna” PWN
Jay Orear „Fizyka” t. 1 i 2, WNT, T. Dryński „Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
Pracownia Fizyczna” PWN
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 7
informacje
dodatkowe
3. Opis sposobów weryfikacji efektów kształcenia modułu
nazwa
kod
0310-CH-S1-009_w_1
Kolokwium
kod(-y) zajęć
0310-CH-S1-009_fs_2, 0310-CH-S1-009_fs_3
osoba(-y)
Dr hab. Andrzej Hacura
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
Znajomość zagadnień przedstawianych na wykładzie z mechaniki klasycznej.
Umiejętność samodzielnego rozwiązywania najprostszych problemów
przedstawiona na kartkówkach, aktywność wskazująca na poprawne opisywanie i
interpretację zjawisk mechaniki, obecność.
Krótkie kolokwia pisemne na każdych zajęciach konwersatoryjnych. Ocenianie
odpowiedzi ustnych na pytania dotyczące przestudiowanego materiału z
mechaniki.
informacje
dodatkowe
nazwa
kod
0310-CH-S1-009_w_1
Kolokwium
kod(-y) zajęć
0310-CH-S1-009_fs_2
osoba(-y)
dr Sebastian Pawlus
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
Zadania rachunkowe z podręczników D. Halliday, R. Resnick, J. Walker „Podstawy
Fizyki” t.1 i 2 PWN. Umiejętność sformułowania problemu, wyodrębnienia danych
i szukanych, opis rozwiązania problemu (rachunkowy i słowny).
skala ocen 2-5; ocena 2 – 3 lub mniej zadań, ocena 3 – 4 zadania, ocena 4 – 5
zadań, ocena 5 – 6 zadań.
dwa razy w semestrze; termin kolokwium podany do wiadomości studentów dwa
tygodnie wcześniej; do rozwiązania 6 zadań.
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
nazwa
str. 8
kod
0310-CH-S1-009_w_2
Sprawozdanie
kod(-y) zajęć
0310-CH-S1-009_fs_3
osoba(-y)
Dr hab. Andrzej Hacura
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
Znajomość instrukcji ćwiczenia laboratoryjnego. Zapoznanie się z zagadnieniami
do kolokwium wstępnego zgodnie z zaleceniami odpowiedniej instrukcji.
Znajomość ściśle określonej wiedzy potrzebnej do wykonania ćwiczenia
laboratoryjnego. Poprawność sporządzonego sprawozdania.
Sukcesywne ocenianie nabytej wiedzy z zakresu wykonywanego ćwiczenia
laboratoryjnego w trakcie kolokwiów wstępnych. Recenzja sprawozdań.
nazwa
kod
0310-CH-S1-009_w_2
Sprawozdanie
kod(-y) zajęć
0310-CH-S1-009_fs_3
osoba(-y)
dr Sebastian Pawlus
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
Ocenie podlegają praktyczne umiejętności pracy w laboratorium oraz umiejętność
opracowania otrzymanych danych laboratoryjnych zgodnie ze wskazówkami z
instrukcji oraz od prowadzących.
Skala ocen od 2 do 5.
Student podlega ocenie w trakcie wykonywania ćwiczeń oraz w oparciu o
przygotowane sprawozdania.
nazwa
Egzamin pisemny lub egzamin ustny
kod
0310-CH-S1-009_w_3
kod(-y) zajęć
0310-CH-S1-009_fs_1
osoba(-y)
Prof. dr hab. Jerzy Zioło
przeprowadzająca(e) weryfikację
grupa(-y)
wymagania
merytoryczne
Znajomość materiału zdefiniowanego w treści zajęć przedstawionej wyżej.
Wymagana będzie umiejętność rozwiązywania prostych zadań z zakresu
realizowanego na wykładach. Zarówno zakres wykładów, jak i zadań
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wydział
str. 9
rachunkowych znaleźć można w zalecanych podręcznikach (D. Halliday, R, Resnick,
J. Walker, Podstawy FIZYKI).
kryteria oceny
przebieg procesu
weryfikacji
informacje
dodatkowe
Egzamin pisemny oraz ustny.