Załącznik nr 1 do Zarządzenia Rektora UR Nr 4/2012 z dnia 20.01.2012r.
SYLABUS
Nazwa przedmiotu Fizyka elementarna
Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Instytut Fizyki
Kod przedmiotu Studia
Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów
Fizyka techniczna studia inżynierskie pierwszego stopnia
stacjonarne
Rodzaj przedmiotu podstawowy
Rok i semestr studiów 1 rok, I, II semestr Imię i nazwisko koordynatora przedmiotu dr Krzysztof Kucab Imię i nazwisko osoby prowadzącej (osób
prowadzących) zajęcia z przedmiotu
dr Krzysztof Kucab (ćwiczenia) Cele zajęć z przedmiotu
Opanowanie zagadnień poruszanych na zajęciach umożliwi studentowi bardziej efektywne wykorzystanie wykładów z fizyki. Przedmiot obejmuje analizę zagadnień z fizyki na poziomie szkoły średniej. Główne cele przedmiotu to: zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami stosowanymi w fizyce, nauczenie studentów formułowania zagadnień i problemów fizycznych w języku matematyki oraz nabycie umiejętności praktycznego posługiwania się nimi w rozwiązywaniu prostych zagadnień fizycznych.
Wymagania wstępne Znajomość fizyki i matematyki na poziomie szkoły średniej.
Efekty kształcenia
Wiedza:
- student nazywa i wylicza podstawowe jednostki układu SI;
- student formułuje treść zasad dynamiki Newtona; praw elektrolizy Faradaya, praw rządzących przepływem prądu elektrycznego przez ciała stałe (Ohma i Kirchhoffa), praw rządzących polem magnetycznym (Gaussa i Ampère’a), praw rządzących optyką geometryczną (zasada Fermata, prawo odbicia i załamania światła);
- student wymienia i wyjaśnia podstawowe przemiany gazowe;
- student wyjaśnia różnice pomiędzy układem inercjalnym i nieinercjalnym;
- student ilustruje bieg promieni świetlnych w prostych układach optycznych.
Umiejętności:
- student rozwiązuje proste zadania z fizyki (dotyczące zagadnień przedstawionych w treściach programowych);
- student porównuje zależności rządzące mechaniką punktu
materialnego i bryły sztywnej, zjawiska rządzące optyką geometryczną i falową,
Kompetencje społeczne:
- student zachowuje ostrożność w wyrażaniu opinii dotyczących interpretacji zjawisk fizycznych;
- student jest otwarty na różne podejścia (metody) prowadzące do prawidłowego rozwiązania zagadnienia (zadania) fizycznego (matematycznego);
- student dyskutuje rodzaj zastosowanych przybliżeń w procesie rozwiązywania zadania oraz ich wpływu na wynik końcowy.
Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin ćwiczenia – 60 godzin (2·30 godzin)
Treści programowe Problematyka ćwiczeń:
Zajęcia organizacyjne
omówienie zagadnień poruszanych w dalszej części kursu; podanie literatury; określenie sposobu i formy zaliczenia przedmiotu; układ SI; działania na wektorach; wektorowe i skalarne wielkości fizyczne – 2 godz.
Kinematyka punktu materialnego I
pojęcie punktu materialnego; ruch punktu materialnego; prędkość i przyspieszenie; ruch jednostajny prostoliniowy; ruch prostoliniowy jednostajnie zmienny – 4 godz.
Kinematyka punktu materialnego II
ruch jednostajny po okręgu; ruch jednostajnie zmienny po okręgu – 2 godz.
Dynamika punktu materialnego
zasady dynamiki Newtona; układ inercjalny i nieinercjalny – rozkłady sił w obu układach;
rzut ukośny w polu grawitacyjnym; dynamika ruchu ciał (spadek swobodny, bloczek nieważki, równia pochyła); siła tarcia; dynamika ruchu po okręgu; energia kinetyczna i potencjalna (grawitacyjna); zasada zachowania energii mechanicznej; praca, moc – 8 godz.
Mechanika bryły sztywnej
moment bezwładności bryły definicja (obliczanie na podstawie definicji momentu
bezwładności brył); zasada zachowania energii mechanicznej dla bryły sztywnej; analogie pomiędzy wielkościami opisującymi fizykę punktu materialnego i bryły sztywnej – 4 godz.
Fizyka molekularna i termodynamika
równanie stanu gazu doskonałego; pojęcie liczności materii; masa atomowa i molowa;
bilans cieplny; zasady termodynamiki; przemiana izobaryczna, izochoryczna, izotermiczna i adiabatyczna – 6 godz.
Ruch falowy
drgania harmoniczne – pojęcia ogólne; przykłady ruchu harmonicznego: wahadło
matematyczne i fizyczne; prędkość rozchodzenia się fal; równanie fali płaskiej; powstawanie i rozchodzenie się fal dźwiękowych; zjawisko Dopplera – 4 godz.
Elektrostatyka
ładunek elektryczny; zasada zachowania ładunku elektrycznego; prawo Coulomba; pole elektryczne; natężenie pola elektrycznego; napięcie elektryczne; pojemność elektryczna;
kondensatory; łączenie kondensatorów – 4 godz.
Prąd elektryczny stały
natężenie prądu elektrycznego; prawo Ohma; wyznaczanie oporu elektrycznego przez pomiar napięcia i natężenia prądu elektrycznego; prawa Kirchhoffa; łączenie oporów; praca i moc prądu elektrycznego – 4 godz.
Magnetyzm
właściwości magnetyczne substancji; wektor indukcji magnetycznej; siła Lorentza; działanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem; prawo Gaussa dla pola magnetycznego; siła elektrodynamiczna; pole magnetyczne przewodnika z prądem; prawo Ampère’a;
oddziaływanie przewodników z prądem (definicja ampera); ruch cząstek naładowanych w polu magnetycznym – 4 godz.
Indukcja elektromagnetyczna
strumień indukcji elektromagnetycznej; prawo indukcji Faradaya; reguła Lenza – 2 godz.
Prąd zmienny
natężenie i napięcie skuteczne; praca i moc prądu przemiennego; obwód prądu zmiennego z oporem; obwód prądu zmiennego z oporem, indukcyjnością i pojemnością (RLC);
transformator – 4 godz.
Optyka
ogólne własności światła; współczynnik załamania i droga optyczna; zasada Fermata; prawo odbicia i załamania światła; soczewki sferyczne; równanie soczewki cienkiej; obrazy
wytwarzane przez cienkie soczewki; proste przyrządy optyczne; rozszczepienie światła białego w pryzmacie; doświadczenie Younga; dyfrakcja i interferencja światła – 4 godz.
Właściwości płynów
pojęcie płynu w fizyce; gęstość; prawo Archimedesa; warunek pływania ciał; mieszanie cieczy o różnej gęstości; U-rurki – 4 godz.
Przepływ prądu przez ciecze
dysocjacja elektrochemiczna; prawa elektrolizy Faraday'a; ogniwa elektryczne i ich własności; ogniwo Volty, Leclanchego oraz Westona; SEM i opór wewnętrzny ogniwa;
łączenie ogniw – 4 godz.
Suma godzin: 60
Metody dydaktyczne ćwiczenia – rozwiązywanie zadań przy tablicy Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Sposób zaliczenia ćwiczeń – zaliczenie z oceną;
Forma zaliczenia ćwiczeń – ustalenie oceny zaliczeniowej na podstawie ocen cząstkowych z trzech kolokwiów.
Metody i kryteria oceny Ćwiczenia – ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen z trzech kolokwiów śródsemestralnych. Brana jest także pod uwagę aktywność studenta na zajęciach. Sposób punktacji kolokwium ustalany jest z odpowiednim wyprzedzeniem.
Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS
Aktywność Liczba godzin/ nakład pracy studenta
ćwiczenia 60 godz.
przygotowanie do ćwiczeń 30 godz.
udział w konsultacjach 3 godz.
SUMA GODZIN 93
LICZBA PUNKTÓW ECTS 3
Język wykładowy polski
Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu
nie
Literatura Literatura podstawowa:
1. A.K Wróblewski, J.A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, PWN, Warszawa 1984.
2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki t. 1-5, PWN, Warszawa 2006.
3. A. Hennel, W. Krzyżanowski, W. Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz, Zadania i problemy z fizyki, t.1, PWN, Warszawa 1999.
4. J. Kalisz, M. Massalska, J.M. Massalski, Zbiór zadań z fizyki z rozwiązaniami, PWN, Warszawa 1975.
5. J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór zadań z fizyki, WNT, Warszawa 1991.
Literatura uzupełniająca:
1. M. Herman, A. Kalestyński, L. Widomski, Podstawy fizyki dla kandydatów na wyższe uczelnie, PWN, Warszawa 1991.
2. R. Resnick, D. Halliday, Fizyka t. 1 i 2, PWN, Warszawa 1996.
Podpis koordynatora przedmiotu Podpis kierownika jednostki
