FIZYKA 1.3

•
•
•
Kod kursu: FZP001059
Nazwa kursu: Fizyka 1.3
Język wykładowy: Polski
Forma kursu
Tygodniowa liczba godzin ZZU
Semestralna liczba godzin ZZU
Forma zaliczenia
Punkty ECTS
Liczba godzin CNPS
•
•
•
Wykład Ćwiczenia + e-sprawdziany
3
2
45
30
Egzamin
Zaliczenie
5
2
150
60
Poziom kursu: Podstawowy
Wymagania wstępne: brak; wskazane równoczesne uczestnictwo studentów w tutorialachkursach wyrównawczych z fizyki
Imię, nazwisko i tytuł/stopień prowadzącego: samodzielny pracownik nauki lub doktor
nauk fizycznych będący pracownikiem Instytutu Fizyki.
•
Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: nauczyciele
akademiccy lub doktoranci Instytutu Fizyki.
•
•
•
•
•
•
Rok: I. Semestr: 1
Typ kursu: Obowiązkowy
Cele zajęć (efekty kształcenia): Poznanie i rozumienie zjawisk oraz procesów fizycznych w
przyrodzie związanych z mechaniką klasyczną i relatywistyczną. Zdobycie wiedzy o
podstawowych wielkościach fizycznych z ww. działów fizyki oraz zastosowaniach praw
mechaniki klasycznej w technice i Ŝyciu codziennym. Ponadto, zrozumienie związków
matematyki z fizyką.
Forma nauczania: Tradycyjna wspierana pokazami eksperymentalnymi i e-testami.
Krótki opis zawartości całego kursu: Treści kursu obejmują wiedzę fizyczną z zakresu:
podstaw mechaniki klasycznej i relatywistycznej. Szczególny nacisk połoŜony jest na
prezentację zastosowań wiedzy fizycznej w Ŝyciu codziennym.
Wykład:
Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych
Liczba godzin
1. Istota fizyki, jej związki z innymi naukami. Metodologia fizyki. Rola fizyki w postępie
cywilizacyjnym. Wielkości fizyczne, analiza wymiarowa.
2. Kinematyka punktu materialnego. Dwu- i trójwymiarowe układy współrzędnych. Rola
pochodnej i całki w fizyce.
3. Podstawowe wielkości kinematyczne. Kinematyczne równania ruchu.
4. Zasady dynamiki Newtona. Zasada zachowania pędu. Siła tarcia. Dynamiczne równania
ruchu. Przykłady.
5. Dynamika ruchu krzywoliniowego. Siły centralne. Ruch planet.
6. Opis ruchu w nieinercjalnych układach odniesienia. Ziemia jako inercjalny układ
odniesienia.
7. Praca , moc, energia mechaniczna. Pojęcie pola fizycznego. Potencjalne pole sił.
8. Warunek istnienia energii potencjalnej. Zasada zachowania energii mechanicznej.
Zderzenia spręŜyste i niespręŜyste ciał.
9. Pole grawitacyjne, ruch ciał w polu grawitacyjnym.
10.Dynamika układu punktów materialnych. Ruch środka masy. Bryła sztywna. Ruch
postępowy i obrotowy bryły sztywnej. Zasada zachowania momentu pędu. Ruch bryły
wokół swobodnej osi obrotu.
11.Ruch drgający: harmoniczny, tłumiony i wymuszony. Rezonans mechaniczny.
12. Chaos deterministyczny. Składanie drgań harmonicznych. Drgania okresowe. Dudnienia.
1
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
13. Fale spręŜyste: zasada superpozycji i interferencji. Prędkość fal w ośrodkach
spręŜystych, transport energii. Drgania struny. Fale stojące.
14. Transformacja Lorentza i jej konsekwencje. Relatywistyczne zasady dynamiki.
15. Elementy hydromechaniki płynów. Płyny idealne i rzeczywiste. Hydrostatyka płynów:
prawa Pascala i Archimedesa, napięcie powierzchniowe, włoskowatość. Laminarny
przepływ płynu: prawa ciągłości i Bernoulliego. Turbulentny ruch płynów.
• Ćwiczenia − zawartość tematyczna: Ćwiczenia rachunkowe polegają na rozwiązywaniu
zadań ilustrujących treści wykładów. Podstawą zaliczenia jest otrzymanie ocen pozytywnych
z dwóch kolokwiów. Na ocenę końcową ma równieŜ wpływ aktywność na ćwiczeniach
rachunkowych. Zasady zaliczania ćwiczeń rachunkowych określa wykładowca.
• Literatura podstawowa
1. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, PODSTAWY FIZYKI, tom 1, tom 2, PWN,
Warszawa 2003 oraz J. Walker, PODSTAWY FIZYKI. Zbiór zadań, PWN, Warszawa 2005.
2. J. Orear, FIZYKA, t. I i II, WNT, Warszawa 2008.
3. J. Massalski, M. Massalska, Fizyka dla inŜynierów, cz. I, Fizyka klasyczna, spis treści,
WNT, Warszawa 2008.
4. H.D. Young, R. A. Freedman, SEAR’S AND ZEMANSKY’S UNIVERSITY PHYSICS WITH
MODERN PHYSICS, Addison-Wesley Publishing Company; D.C. Giancoli, Physics
Principles with Applications, Prentice Hall; J. W. Jewett, R. A. Serway, Physics for Scientists
and Engineers with Modern Physics,
Thomson-Brooks/Cole; wydania wszystkich
wymienionych podręczników z 2000 r. i późniejszych lat; pojedyncze egzemplarze dostępne
w bibliotece Instytutu Fizyki lub w Bibliotece Głównej PWr.
5. L. Jacak, Krótki wykład z fizyki ogólnej, Oficyna Wyd. PWr, Wrocław 2001; dostępny na
stronie Dolnośląskiej Biblioteki Cyfrowej.
6. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands, Feynmana wykłady z fizyki, T. 1,
cz.1; T.1. cz.2; T. 2, cz. 1; T. 2, cz. 2, T. 3 − dotyczy mechaniki kwantowej; PWN, Warszawa
2005-7; patrz równieŜ strona: http://www.feynmanlectures.info/.
7. Strona internetowa Instytutu Fizyki http://www.if.pwr.wroc.pl zawiera wartościowe
materiały dydaktyczne.
8. Notatki do wykładów − mogą być publikowane na stronie internetowe wykładowcy lub
przekazywane zainteresowanym studentom przez wykładowcę.
• Literatura uzupełniająca
1. P.G. Hewitt, FIZYKA WOKÓŁ NAS, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.
2. Cz. Bobrowski, Fizyka. Krótki kurs, WNT, Warszawa 2007.
3. K. Sierański, K. Jezierski, B. Kołodko, Wzory i prawa z objaśnieniami. Część I. Oficyna
Wyd. Scripta, Wrocław 2005; K. Sierański, P. Sitarek, K. Jezierski, Repetytorium. Wzory i
prawa z objaśnieniami, Oficyna Wyd. Scripta, Wrocław 2002; K. Jezierski, K. Sierański, I.
Szlufarska, Repetytorium. Zadania z rozwiązaniami, Oficyna Wyd. Scripta, Wrocław 2003.
K. Jezierski, B. Kołodko, K. Sierański, Zadania z rozwiązaniami. Część I. Oficyna Wyd.
Scripta, Wrocław 2000.
• Warunki zaliczenia: złoŜenie z wynikiem pozytywnym egzaminu w formie e-testu,
pisemnej lub odpowiedzi ustnej.
2
3
3
3
• Course code: FZP001059
•
Course title: Physics 1.3
•
Language of the lecturer:
Polish
Course form
Number of hours/week
Number of hours/semester
Form of the course completion
ECTS credits
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Lecture
2
45
Examination
5
150
Classes+ e-tests
2
30
Pass 2 written tests
2
60
Total student’s Workload
Level of the course: basic
Prerequisites: none; recommendation for students to take physics tutorials
Name, first name and degree of the lecturer and supervisor: professor, doctor of science or doctor
of physics employed in Institute of Physics.
Names, first names and degrees of the team’s members: university teachers employed in Institute
of Physics or PhD students.
Year: I Semester: 1
Type of the course: obligatory
Aims of the course (effects of the course): The course program provides means to acquire
competence and skill in selected topics by developing students creativity and knowledge in
fundamental physics. The basic task of lectures is to acquaint the students with applications of
calculus in physics and physics in every-day life.
Form of the teaching: traditional accompanied by experiments.
Course description: Lectures cover the basic physical knowledge concerning classical and
relativistic dynamics, and mechanical waves.
• Lecture:
Number of hours
Particular lectures contents
3
1. Physics and its relationship with other subjects. Methodology of physics.
Technological progress influenced by physics. Physical quantities, dimensional
analysis.
3
2. Motion of a particle. Two- and three-dimensional reference frames. The role of
derivation and integration in physics.
3
3. Fundamental kinematic quantities. Kinematic equations.
3
4. Newton’s laws of motion. Conservation of momentum. Frictional force. Second
Newton’s law as a differential equation. Examples.
5. Dynamics of circular motion. Central force. Keppler’s law.
6. Motion in non-inertial frames. Earth as inertial frame of motion.
3
7. Work, power, and mechanical energy. Concept of a physical field. Potential field.
3
8. Necessary and sufficient condition for the existence of potential energy.
3
Conservation of mechanical energy. Elastic and inelastic collisions.
3
3
9. Gravitational field. Motion in the gravitational field.
10.Motion of a rigid system of particles. Motion of the center of mass. Rigid body.
3
Translational and rotational of a rigid body. Conservation of angular momentum.
3
Rotation of a rigid body about free axis.
3
11.Oscillations: simple harmonic motion, damped and forced oscillations. Mechanical
resonance.
12. Deterministic chaos. Superposition of harmonic oscillations. Beats.
3
13. Elastic waves: superposition principle, interference of waves. Speed of waves in elastic
3
medium, energy transfer. Oscillations of a string. Standing waves.
3
14. Lorentz’s transformation and its consequences.
15.Elements of fluid hydromechanics. Ideal and real fluids. Hydrostatics: Pascal’s and
Archimedes’ laws, surface tension, capillarity. Fluid flow: continuity equation,
Bernoulli’s equation. Turbulent flows.
• Classes – the contents: Students solve problems tightly connected with the lectures topics.
Completion of the exercises is based on positive notes from two traditional written tests. The
final grade is also influenced by students’ activity during classes. Classes may be aided with
e-tests series, which are organized by Distance Learning Section. Students all semester have
on line open access to e-test via portal http://eportal-skp.pwr.wroc.pl/. Completion rules of
classes determines lecturer.
• Basic literature
1. Fundamentals of Physics, 6th Edition, D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, ISBN: 978-0471-32000-5©2001, J. Wiley and Sons, 2001; Polish translation: PODSTAWY FIZYKI,
tom 1, tom 2, PWN, Warszawa 2003; see webpage http://www.wiley.com/college/hrw and
J. Walker, Problem Supplement 1 to accompany Fundamentals of Physics; Polish
translation: PODSTAWY FIZYKI. Zbiór zadań, PWN, Warszawa 2005.
2. J. Orear, FIZYKA, t. I i II, WNT, Warszawa 2008; in Polish.
3. J. Massalski, M. Massalska, Fizyka dla inŜynierów, cz. I, Fizyka klasyczna, spis treści,
WNT, Warszawa 2008; in Polish.
4. H.D. Young, R. A. Freedman, SEAR’S AND ZEMANSKY’S UNIVERSITY PHYSICS WITH
MODERN PHYSICS, Addison-Wesley Publishing Company; D.C. Giancoli, Physics
Principles with Applications, Prentice Hall; J. W. Jewett, R. A. Serway, Physics for
Scientists and Engineers with Modern Physics, Thomson-Brooks/Cole; all edition above
mentioned academic books published in 2000 and later on; single copies of these books
available in the library of Institute of Physics or in the Main Library of Wroclaw Technical
University.
5. L. Jacak, Short Lecture on General Physics, Oficyna Wyd. PWr. Wroclaw 1999r;
L. Jacak, Krótki wykład z fizyki ogólnej, in Polish; Oficyna Wyd. PWr, Wrocław 2001; available on
webpage Dolnośląska Biblioteka Cyfrowa (The Low Silesian Digital Library).
6. R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, Feynmana wykłady z fizyki, T. 1, cz.1; T.1. cz.2; T. 2,
cz. 1; T. 2, cz. 2, (T. 3 − Quantum Mechanics); PWN, Warszawa 2005-7; in Polish; see also
webpage: http://www.feynmanlectures.info/
7. The web site http://www.if.pwr.wroc.pl contains useful teaching materials; in Polish.
8. Photocopies of lecture notes in Polish − can be passed on to students by a university
lecturer.
• Additional literature
1. P.G. Hewitt, Conceptual Physics, (http://www.conceptualphysics.com/), Addison Wesley
Publishing Company, 2005; Polish translation FIZYKA WOKÓŁ NAS, Wydawnictwo
Naukowe PWN, Warszawa 2008.
2. Cz. Bobrowski, Fizyka. Krótki kurs, WNT, Warszawa 2007; in Polish.
3. K. Sierański, K. Jezierski, B. Kołodko, Wzory i prawa z objaśnieniami, część I. Oficyna
Wyd. Scripta, Wrocław 2005; K. Sierański, P. Sitarek, K. Jezierski, Repetytorium. Wzory i
prawa z objaśnieniami, Oficyna Wyd. Scripta, Wrocław 2002; K. Jezierski, K. Sierański,
I. Szlufarska, Repetytorium. Zadania z rozwiązaniami, Oficyna Wyd. Scripta, Wrocław
2003. K. Jezierski, B. Kołodko, K. Sierański, Zadania z rozwiązaniami. Część I. Oficyna
Wyd. Scripta, Wrocław 2000; in Polish.
Conditions of the course acceptance: written or oral exams.
4
3
3