Spis zagadnień do egzaminu do kursu Fizyka I dla studentów I roku Wydziału PPT PWr specjalności Inżynieria Biomedyczna; rok akademicki 2005/06
Materiały dydaktyczne: kserokopie notatek do wykładów oraz podręczniki: D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, Wydaw- nictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003 oraz J. Walker, Podstawy fizyki, Zbiór zadań. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2005. Egzaminy:
termin 0 – egzamin testowo-ustny, 30 I (poniedziałek), godz. 15.00–17.00, sala 322 A-1; termin I, egzamin testowo-ustny, 7 II (wtorek), godz. 9.00–11.00, sala 322 A-1; termin II, egzamin testowo-ustny, 16 II (czwartek), godz. 9.00–11.00, sala 322 A-1; egz. ustne od godz.
9.00 w salach 223, 207 A-1 w dniu egzaminów i w dniu następującym po egzaminie testowym.
1. Wielkości fizyczne, wielkości podstawowe w SI. Proste szacowania i analiza wymiarowa. Podstawy rachunku wektorowego: pojęcie wektora, suma i różnica wektorów; iloczyn skalarny i wektorowy; wektory w układzie współrzędnych; zadania z listy I, II oraz I kolo- kwium; rozdziały 1 i 3 podręcznika1; rozdział 1 ze zbioru zadań2.
2. Kinematyka ruchu jednowymiarowego: układ odniesienia, układ współrzędnych, wielkości kinematyczne i ich wymiary; graficzna reprezentacja wielkości kinematycznych, ruch prostoliniowy: jednostajny, jednostajnie zmienny, zmienny (ruch okresowy); rzut pio- nowy, spadek swobodny ciał w polu grawitacyjnym; zadania z list III i IV oraz I kolokwium; rozdział 2, rozdział 2 ze zbioru zadań.
3. Kinematyka ruchu płaskiego (dwuwymiarowego); tor ruchu, parametryczne równania toru, rzuty: poziomy, ukośny; graficzna repre- zentacja wielkości kinematycznych, przyspieszenie dośrodkowe i styczne, ruch po okręgu, kinematyczne wielkości kątowe, związki wielkości kątowych i liniowych w ruchu po okręgu; zadania z listy IV oraz I kolokwium; rozdział 4; rozdziały 3 i 4 ze zbioru zadań.
4. Zasady dynamiki Newtona – pojęcie masy i siły; równania ruchu, tarcie; zadania z listy V oraz II kolokwium; rozdziały 5 i 6; rozdzia- ły 5 i 6 ze zbioru zadań.
5. Całkowanie wybranych równań ruchu: ruch pod wpływem stałej siły, ruch w ośrodku lepkim, rzut pionowy w ośrodku lepkim, spadek w ośrodku lepkim; zadania z listy V oraz II kolokwium; rozdział 6 ze zbioru zadań; rozdziały 5 i 6; rozdziały 5 i 6.
6. Dynamika ruchu po okręgu; przykłady ruchu; zadania z listy VI oraz I kolokwium; rozdział 6, rozdział 6 ze zbioru zadań.
7. Względność ruchu – transformacja Galileusza i jej sens fizyczny.
8. Nieinercjalne układy odniesienia – druga zasada dynamiki w nieinercjalnych układach odniesienia a siły bezwładności, siła odśrodko- wa, pozorny ciężar ciała, siła Coriolisa i jej efekty w warunkach ziemskich (wahadło Foucaulta, cyrkulacja mas powietrza w niżu i wyżu barycznym, etc.); zadania z listy VI oraz II kolokwium; rozdział 6; rozdział 6 ze zbioru zadań.
9. Praca i energia kinetyczna – pojęcie pracy mechanicznej i energii kinetycznej ciała, jednostki, przykłady zastosowań, twierdzenie o pracy i energii kinetycznej oraz jego zastosowania; moc; jednostki; zadania z listy VII oraz II kolokwium; rozdział 7; rozdział 7 ze zbioru zadań.
10. Energia potencjalna – siły zachowawcze i niezachowawcze, warunek potencjalności pola siły, związek energii potencjalnej z pracą siły zachowawczej, związek siły zachowawczej z energią potencjalną, przykłady zastosowań; zadania z listy VII oraz II kolokwium; roz- dział 8; rozdział 8 ze zbioru zadań.
11. Zasada zachowania energii mechanicznej i jej związek z symetrią układu, tj. z niezmienniczością równań dynamiki względem przesu- nięcia w czasie; zadania z listy VII oraz II kolokwium; rozdział 8; rozdział 8 ze zbioru zadań.
12. Pęd i impuls (popęd) siły. Zasada zachowania pędu dla pojedynczego ciała i układu ciał; związek zasady zachowania pędu z jednorodnością przestrzeni, przykłady zastosowań; zderzenia sprężyste i niesprężyste; zadania z listy VIII oraz II kolokwium; roz- działy 9 i 10; rozdziały 9 i 10 ze zbioru zadań.
13. Ruch ciała o zmiennej masie; warunek startu rakiety, równanie ruchu rakiety; zadania z listy VIII oraz II kolokwium; rozdziały 9 i 10;
rozdziały 9 i 10 ze zbioru zadań.
14. Układ punktów materialnych, środek masy, równanie ruchu środka masy; zadania z listy VIII oraz II kolokwium; rozdziały 9 i 10;
rozdziały 9 i 10 ze zbioru zadań.
15. Ruch obrotowy bryły sztywnej wokół ustalonej osi – kinematyczne wielkości kątowe i liniowe, moment siły (reguła prawej dłoni), moment pędu punktu materialnego i bryły sztywnej, druga zasada dynamiki dla ruchu obrotowego, ruch obrotowy jednostajnie zmien- ny, energia kinetyczna ruch obrotowego, praca i moc w ruchu obrotowym; zjawisko precesji, przykłady ruchu i dynamiki bryły sztyw- nej, ruch postępowo-obrotowy bryły sztywnej (toczenie się symetrycznej bryły sztywnej po równi pochyłej); zadania z listy IX i X;
rozdział 11 i 12; rozdział 11 ze zbioru zadań.
16. Zasada zachowania momentu pędu – przykłady zastosowań; związek z izotropowością przestrzeni, zadania z listy X; rozdział 12;
rozdziały 11 i 12 ze zbioru zadań.
17. Szczególna teoria względności – transformacja i zasada względności Galileusza, postulaty szczególnej teorii względności, transforma- cja Lorentza i jej konsekwencje: względność jednoczesności, dylatacja czasu (potwierdzenie doświadczalne, paradoks bliźniąt), skró- cenie długości, związek przyczynowy, obraz ruchomego obiektu relatywistycznego, relatywistyczna transformacja prędkości, masa re- latywistyczna, relatywistyczny efekt Dopplera, relatywistyczny pęd, relatywistyczna energia kinetyczna, całkowita energia relatywi- styczna (E = mc2); z
adania z listy XI; tom IV, rozdział 38; rozdział 38 ze zbioru zadań.
18. Drgania – ruch harmoniczny prosty (równanie ruchu, zależność podstawowych wielkości kinematycznych od czasu, okres drgań, energia kinetyczna i potencjalna), ruch drgający tłumiony i wymuszony; rezonans mechaniczny; zadania z listy XV pt. Ruch drgający, rozdział 16 podręcznika rozdział 38 ze zbioru zadań..
19. Statyka. Sprężystość płynów i ciał stałych – warunki równowagi ciała, deformacja i naprężenie, prawo Hooke’a, moduły: Younga, ścinania i sprężystości objętościowej, wytrzymałość materiałów; rozdział 13; rozdział 13 ze zbioru zadań.
20. Pole grawitacyjne – prawo powszechnego ciążenia, prawa Keplera, natężenie, energia potencjalna i potencjał pola grawitacyjnego, twierdzenia Gaussa dla pola grawitacyjnego, wyznaczanie pola grawitacyjnego symetrycznych ciał z wykorzystaniem twierdzenia Gaussa, prędkości kosmiczne, czarne dziury; rozdział 14; rozdział 14 ze zbioru zadań.
21. Statyka i dynamika płynów – ciśnienie hydrostatyczne, prawa Pascala i Archimedesa, napięcie powierzchniowe i efekty nim wywoła- ne; dynamika płynów: rodzaje przepływów, płyn idealny, równania: ciągłości i Bernoulliego, przykładowe zastosowania, lepkość cie- czy i efekty nią wywołane, ruch kulki w ośrodku lepkim; rozdział 15; rozdział 15 ze zbioru zadań.
W. Salejda Wrocław, 11 styczna 2006
1Podano numery rozdziałów podręcznika: D.Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, PWN, Warszawa 2003.
2 Podano numery rozdziałów podręcznika: J. Walker, Podstawy fizyki, Zbiór zadań. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2005.
