Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy fizyki I (mechanika)

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1100-1Ind03
Kod Erasmus / ISCED: 13.201 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy fizyki I (mechanika)
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) 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
Założenia (opisowo):

Zajęcia przeznaczone są dla studentów o wybitnych uzdolnieniach w zakresie nauk ścisłych

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Wykład "Podstawy fizyki I - mechanika" dla studentów studiów indywidualnych

Pełny opis:

Celem wykładu jest przedstawienie i ugruntowanie podstawowej wiedzy z zakresu mechaniki relatywistycznej oraz zagadnień grawitacji nierelatywistycznej, dynamiki układów dyskretnych i ośrodków ciągłych.

Przedmiot składa się z wykładu ilustrowanego pokazami i ćwiczeń obejmujących następujące zagadnienia:

1. Relacja geometrii i fizyki. Względność przestrzeni. Czasoprzestrzeń. Punkt materialny. Zdarzenie. Linia świata. Ciało swobodne. Zasada bezwładności Galileusza. Zegar. Położenie i czas. Układ inercjalny. Ruch ciała swobodnego.

2. Dwa i trzy układy inercjalne. Zasada względności Galileusza i jej konsekwencje. Składanie prędkości. Trzy możliwości geometrii dla czasoprzestrzeni: Euklides, Galileusz, Einstein. Doświadczenie Fizeau z płynącą wodą. Minkowski, nie Galileusz!! "Relatywistyczny" i "nierelatywistyczny" reżim zjawisk.

3. Konsekwencje nowej geometrii. Stałość prędkości światła. Paradoks bliźniąt. Skrócenie Lorentza. Magnetyczne przyciąganie prądów.

4. Opis "sklejania" i rozpadu ciał według geometrii czasoprzestrzeni Galileusza. Masa. Pęd. Zderzenia. Prawo zachowania pędu i masy. Gdzie energia??

5. Opis sklejania i rozpadu ciał według geometrii Minkowskiego. Masa. Pęd i energia. Prawo zachowania pędu i energii. Defekt masy. Energia wewnętrzna. Zderzenia sprężyste i niesprężyste.

6. Rakieta. Ruch obiektu w rozrzedzonym ośrodku. Siła jako szybkość przekazu pędu. Równanie F=dp/dt jako definicja!

7. Gaz w naczyniu z tłokiem nieruchomym. Ciśnienie. Ruch tłoka. Reżim adiabatyczny. Szybkość zmiany pędu tłoka jako funkcja położenia. Siła i energia potencjalna.

8. Równania Newtona. Determinizm.

9. Jednowymiarowe równanie ruchu. Przyspieszenie. Ruch jednostajnie przyspieszony. Tarcie i siły oporu ośrodka. Siła proporcjonalna do wychylenia. Ruch oscylacyjny. Oscylator z siłą zewnętrzną. Ruch tłumiony. Rezonans.

10. Ruch relatywistyczny w stałym polu elektrycznym. "Masa podłużna".

11. Ruch w przestrzeni. Wektory. Siła Lorentza. Spektrograf Bainbridge'a. Cyklotron. "Masa poprzeczna". Synchrotron.

12. Opis ruchu w układzie nieinercjalnym. Przyspieszenie liniowe. Obrót jednostajny. Siła odśrodkowa, siła Coriolisa.

13. Grawitacja. Jej pokrewieństwo z siłami bezwładności. Tożsamość masy i "masy grawitacyjnej". Doświadczenie Eötvösa. Rzuty ukośne.

14. Więzy. Wahadło matematyczne. Wahadło Foucaulta.

15. Prawo powszechnego ciążenia. Ruch w polu centralnym. Prawa Keplera.

16. Rozpraszanie Rutherforda.

17. Zagadnienie dwóch ciał. Układ środka masy. Siły pływowe. Oddalanie się Księżyca od Ziemi. Ograniczone zagadnienie trzech ciał. Punkty Lagrange'a.

18. Oscylatory sprzężone. Superpozycja drgań. Drgania układów o wielu stopniach swobody, mody własne. Granica ośrodka ciągłego.

19. Fale mechaniczne. Fale podłużne i poprzeczne. Prędkość fazowa i grupowa. Odbicie i załamanie fal. Analiza fourierowska.

20. Akustyka. Szybkość rozchodzenia się dźwięku. Źródła dźwięku. Instrumenty muzyczne. Zjawisko Dopplera.

21. Zasada zachowania momentu pędu dla układu punktów materialnych. Bryła sztywna. Moment bezwładności. Statyka brył.

22. Naprężenia w ciele stałym. Odkształcenia w ciele stałym. Prawo Hooke'a. Stałe elastyczne.

23. Obroty wokół osi zmiennej. Prędkość kątowa. Tensor bezwładności. Niezwykłe własności żyroskopów.

24. Statyka cieczy i gazów. Dynamika cieczy i gazów. Równanie Bernoulliego. Lepkość.

Zasady zaliczenia przedmiotu:

1) Osoba, która zdobędzie więcej niż 50% punktów z dwóch kolokwiów ma zaliczone ćwiczenia, jest dopuszczona do egzaminu pisemnego oraz bez względu na jego wynik jest również dopuszczona egzaminu ustnego.

2) Osoba, która uczęszczała na ćwiczenia, ale nie uzyskała wymaganego minimum punktów może zdawać egzamin pisemny i jeżeli z tego egzaminu uzyska więcej niż 50% wymaganej liczby punktów będzie miała prawo przystąpić do egzaminu ustnego.

3) Osoba, która nie zaliczyła ćwiczeń może przystąpić do części pisemnej egzaminu poprawkowego i jeśli uzyska więcej niż 50% wymaganej liczby punktów, będzie mogła przystąpić do egzaminu ustnego.

4) Egzamin pisemny (zarówno w sesji zwykłej, jaki też poprawkowej) składa się z testu oraz części zadaniowej. Z każdej z części można uzyskać połowę maksymalnej, sumarycznej liczby punktów.

Nakład pracy studenta:

Wykład

60h - udział w wykładzie - 2 ECTS

15h - przygotowanie do wykładów - 0,5 ECTS

30h - przygotowanie do egzaminu - 1 ECTS

Ćwiczenia

75h - udział w ćwiczeniach - 2,5 ECTS

15 h przygotowanie do ćwiczeń - 0,5 ECTS

30 h - prace domowe - 1 ECTS

45 h - przygotowanie do sprawdzianów pisemnych - 1,5 ECTS

Razem: 9 ECTS

Opis przygotowali K. Meissner, A. Szymacha i A. Wysmołek, maj 2015

Literatura:

1. A. Szymacha, Przestrzeń i ruch

2. R. Feynman, Wykłady z fizyki

3. Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, t. 1 Mechanika

4. C. Kittel, W. D. Knight, M. A. Ruderman, BKF: Mechanika, t. 1

5. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki,

6. A.K. Wróblewski, J. A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, t. 1, t. 2

7. A. K. Wróblewski, Historia fizyki

8. J. Orear, Fizyka

9. J. Ginter, Fizyka fal.

10. F.C. Crawford, Fale

11. A.Hennel, W. Krzyżanowski, W. Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz,

Zadania i problemy z fizyki. Mechanika klasyczna i relatywistyczna.

12. M. Baj, G. Szeflińska, M. Szamański, D. Wasik,

Zadania i problemy z fizyki. Drgania i fale skalarne.

13. Zbiory zadań z Olimpiad Fizycznych

Efekty uczenia się:

Po zakończeniu przedmiotu student:

WIEDZA

1. zna najważniejsze zagadnienia mechaniki relatywistycznej

2. zna najważniejsze zagadnienia grawitacji nierelatywistycznej

3. zna podstawowe zagadnienia dotyczące drgań i fal mechanicznych w ośrodkach ciągłych i układach dyskretnych oraz dynamiki ośrodków ciągłych

UMIEJĘTNOŚCI

1. umie opisać zjawiska fizyczne związane z mechaniką relatywistyczna, grawitacją nierelatywistyczną oraz dynamiką ośrodków ciągłych

2 . umie rozwiązywać zadania związane z mechaniką relatywistyczną, grawitacją nierelatywistyczną , drganiami i falami mechanicznymi w ośrodkach ciągłych i układach dyskretnych oraz dynamiką ośrodków ciągłych

POSTAWY

1. docenia wagę dogłębnego i wszechstronnego zrozumienia problemu przy wyciąganiu wniosków i podejmowaniu decyzji

Metody i kryteria oceniania:

1. Śródsemestralne sprawdziany pisemne

2. Egzamin pisemny

3. Egzamin ustny

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
Krakowskie Przedmieście 26/28
00-927 Warszawa
tel: +48 22 55 20 000 https://uw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)