Kierunek studiów: Biotechnologia Profil kształcenia: ogólnoakademicki (A) Forma studiów: studia stacjonarne Stopień kształcenia: I

(1)

Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość"

1. Informacje ogólne

Kierunek studiów: Biotechnologia Profil kształcenia: ogólnoakademicki (A) Forma studiów: studia stacjonarne Stopień kształcenia: I

Semestr: 1

Tytuł: Program zajęć wyrównawczych z fizyki dla studentów Kierunku Zamawianego Biotechnologia w ramach projektu "Era inżyniera - pewna lokata na przyszłość"

Opracowanie programu: Mgr Józef Zapłotny Liczba godz. ćwiczenia 40 godz.

Cele zadania: Zmniejszenie luk edukacyjnych wśród studentów pierwszego roku kierunku Biotechnologia poprzez realizację zajęć wyrównawczych z fizyki

Literatura: Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z matematyki dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Biotechnologia w ramach projektu

„Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość”

(2)

2. Efekty kształcenia (EK) dla zadania

Symbol efektów kształcenia dla

zadania (EK)

Opis efektów kształcenia dla zadania

WIEDZA PWzF_W01 Zna podstawowe prawa fizyczne.

PWzF_W02 Zna zjawiska fizyczne występujące w przyrodzie, technice i w życiu codziennym.

PWzF_W03 Zna metody rozwiązywania prostych zadań.

UMIEJĘTNOŚCI

PWzF_U01 Potrafi przedstawić podstawowe prawa fizyczne w postaci wzorów i w postaci graficznej.

PWzF_U02 Potrafi wskazać przykłady zjawisk, które można opisać i wyjaśnić korzystając z praw fizyki.

PWzF_U03 Potrafi połączyć wiedzę z różnych działów fizyki.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

PWzF_K01 Rozumie potrzebę, zna możliwości ciągłego dokształcania się. Wykazuje

aktywną postawę wobec realizowanego zadania.

(3)

3. Szczegółowy opis zadania

Symbol EK zadania

Treści kształcenia Liczba

godzin

ZWF_W01 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U01 ZWF_U02 ZWF_K01

Wielkości fizyczne i metody ich pomiaru. Błędy pomiarów. Podział wielkości fizycznych na skalarne i wektorowe. Wielkości wektorowe.

Cechy wektora. Dodawanie i odejmowanie wektorów. Mnożenie wektora przez skalar. Składanie wektorów na przykładach (np.

składanie prędkości, sił). Rozkład wektora na składowe (np. rozkład ciężaru ciała na równi pochyłej, prędkości w ruchach złożonych - rzuty). Ruch ciała. Pojęcie układu odniesienia. Względność ruchu.

Podział ruchów ze względu na tor i ze względu na prędkość. Pojęcie drogi, prędkości i przyśpieszenia oraz ich jednostki. Przykładowe zadania z kinematyki.

4 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Rysowanie wykresów zależności prędkości od czasu oraz drogi od czasu dla ruchu jednostajnego prostoliniowego oraz ruchu jednostajnie przyśpieszonego i opóźnionego. Sporządzanie wykresów zależności dwóch wielkości fizycznych np. zależności napięcia od natężenia.

Interpretacja wykresu. Odczytywanie z wykresu wielkości fizycznych.

Zasady dynamiki Newtona. Bezwładność ciała. Masa w ujęciu relatywistycznym. Siła tarcia. Przykłady prostych zadań z dynamiki.

Pojęcie pędu. Zasada zachowania pędu. Przykłady zasady zachowania pędu w przyrodzie. Zadania. Ruch jednostajny po okręgu. Okres, częstotliwość i ich jednostki. Siła i przyśpieszenie dośrodkowe.

Prędkość kątowa. Przykłady różnych ruchów po okręgu.

4 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Pojęcie pracy, mocy oraz ich jednostki. Przykłady prostych obliczeń.

Pojęcie energii kinetycznej i potencjalnej. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Zasada zachowania energii mechanicznej w ruchu prostoliniowym oraz dla swobodnego spadku. Zasada zachowania energii i masy E=mc

²

. Zderzenia ciał. Zderzenia doskonale sprężyste, omówienie przykładu zderzenia sprężystego dwóch ciał. Zasady zachowania w zderzeniach. Pojęcie ciśnienia i jego jednostki.

Ciśnienie hydrostatyczne. Gęstość ciała i ciężar właściwy. Prawa Pascala, ich interpretacja i zastosowanie.

4 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Prawo Archimedesa w cieczach i gazach – siła wyporu. Pływanie ciał.

Prawo grawitacji. Natężenie pola grawitacyjnego. Linie pola

grawitacyjnego. Przyśpieszenie ziemskie. Wpływ pola grawitacyjnego na ruch ciał. Analiza swobodnego spadku. Analiza I i II prędkości kosmicznej. Ruch obrotowy ciała, wielkości opisujące ruch obrotowy.

Bryła sztywna. Związek zmiennych liniowych z kątowymi. Moment bezwładności, moment siły, energia kinetyczna w ruchu obrotowym.

Zasady dynamiki dla ruchu obrotowego. Praca i energia kinetyczna w ruchu obrotowym. Moment siły i moment pędu.

4 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U01 ZWF_U02 ZWF_K01

Fale i cząstki. Rodzaje fal – wielkości opisujące fale. Energia fali.

Zasada superpozycji fal. Prędkość fali biegnącej. Energia fali

biegnącej. Interferencja fal – fale stojące, rezonans. Fale dźwiękowe- źródła fal dźwiękowych. Natężenie i głośność dźwięku. Barwa i ton

4

(4)

dźwięku. Dudnienia. Zjawisko Dopplera. Ultra- i infradźwięki.

Kinetyczna teoria gazów. Liczba Avogadra. Stała Bolzmanna. Energia kinetyczna cząsteczek gazu doskonałego, średnia droga swobodna cząsteczek gazu doskonałego, rozkład prędkości cząsteczek. Molowe ciepło właściwe, stopnie swobody Gazy doskonałe – parametry stanu gazu doskonałego.

ZWF_W02 ZWF_W03Z WF_U01 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Temperatura, pomiary temperatury, skale temperatur. Temperatura i ciepło. Pojemność cieplna ciał. Ciepło właściwe, molowe ciepło właściwe gazu doskonałego. Stopnie swobody, ich związek z molowym ciepłem właściwym. Ciepło i praca. I Zasada

termodynamiki. Wybrane szczególne przypadki pierwszej zasady termodynamiki. Sposoby przekazywania ciepła. Przemiany odwracalne i nieodwracalne. Entropia jako funkcja stanu, zmiana entropii. II zasada termodynamiki. Silniki cieplne – silnik Carnota. Sprawność silnika Carnota. Entropia a chłodziarki. Sprawność silników

rzeczywistych. Mechanika statystyczna i entropia, wzór Bolzmanna na entropię, jego wyjaśnienie.

4 ZWF_W01 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U01 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Ładunek elektryczny. Siła Coulomba. Pole elektrostatyczne. Linie sił pola elektrostatycznego. Natężenie pola elektrostatycznego, potencjał elektryczny. Dipol w polu elektrycznym. Pojemność elektryczna, łączenie kondensatorów. Energia zmagazynowana w polu

elektrycznym. Ruch ładunków w polu elektrycznym. Porównanie własności elektrycznych przewodników, półprzewodników i izolatorów. Prąd elektryczny. Natężenie prądu, napięcie, opór elektryczny, prawo Ohma, zależność oporu elektrycznego

przewodników od temperatury, prawa Kirchhoffa, łączenie oporów.

Obwody prądu elektrycznego. Praca i moc prądu elektrycznego.

Zadania.

4 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Pole magnetyczne. Źródła pola magnetycznego. Indukcja pola

magnetycznego. Strumień indukcji pola magnetycznego. Siła Lorentza i siła elektrodynamiczna. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej.

Reguła Lenza. Zasada działania silnika elektrycznego i prądnicy.

Widmo fal elektromagnetycznych. Własności i powstawanie poszczególnych fal elektromagnetycznych. Podstawowe założenia modelu atomu wodoru Bohra. Wyjaśnienie emisji i absorpcji światła spowodowanej przeskokami elektronów między orbitami.

4 ZWF_W02 ZWF_W03 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

Optyka geometryczna. Założenia optyki geometrycznej. Prawo odbicia i prawo załamania światła. Współczynnik załamania światła względny i bezwzględny. Całkowite wewnętrzne odbicie. Zjawisko

rozszczepienia światła. Przejście światła przez pryzmat. Odbicie światła od zwierciadła płaskiego, kulistego wklęsłego i wypukłego.

Przejście światła przez soczewkę skupiającą i rozpraszającą.

Konstrukcja obrazów. Cechy obrazów. Równanie soczewki. Zdolność skupiająca soczewki. Zadania.

3 ZWF_W02 Teoria falowo-korpuskularna światła. Zjawisko fotoelektryczne. Fale 4

(5)

ZWF_W03 ZWF_U02 ZWF_U03 ZWF_K01

materii. Fotony, kwanty światła. Promieniotwórczość. Własności promieniowania. Rozpad α, β i γ jądra atomowego. Zasada zachowania ładunku i liczby nukleonów w zapisie reakcji jądrowych. Prawo rozpadu. Czas połowicznego zaniku.

Test zaliczeniowy.

1 4. Kryteria oceny

W trakcie zajęć odbędzie się test zaliczeniowy. Uzyskanie co najmniej 50% punktów oznacza

zaliczenie zajęć.