Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Dynamika układów złożonych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 390-FG1-2DUZ
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Dynamika układów złożonych
Jednostka: Wydział Fizyki
Grupy: fizyka gier komputerowych i robotów 2 rok I stopień sem. letni 2023/2024
Punkty ECTS i inne: 5.00 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
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Wymagania (lista przedmiotów):

Algebra 390-FG1-1AL
Mechanika 390-FG1-1MECH
Metody numeryczne i algorytmy 390-FG1-2MNA
Programowanie obiektowe 390-FG1-1PO
Programowanie strukturalne 390-FG1-1PS
Rachunek różniczkowy i całkowy I 390-FG1-1RRC1
Rachunek różniczkowy i całkowy II 390-FG1-1RRC2
Wstęp do fizyki 390-FG1-1WDF

Założenia (lista przedmiotów):

Budowa materii 390-FG1-3BUM
Obliczeniowa dynamika płynów 390-FG1-3ODP
Obliczeniowa fizyka gier 390-FG1-3OFG

Założenia (opisowo):

Przedmiotem zajęć będą zastosowania mechaniki klasycznej do opisu układów złożonych z wielu obiektów. Poczynając od dynamiki oddziałujących punktów materialnych, poprzez układy punktów z więzami, dynamikę swobodnej bryły sztywnej w 2D i 3D, dynamikę bryły sztywnej z więzami, dynamikę stykających się brył sztywnych. Kończąc na układach mieszanych gdzie wyżej wymienione obiekty mogą ulegać oddziaływaniu na odległość lub ulegać kolizji.

Tryb prowadzenia przedmiotu:

mieszany: w sali i zdalnie
w sali
zdalnie

Skrócony opis:

Treści poruszane na wykładzie:

  • Dynamika punktu materialnego

  • Dynamika układu swobodnych punktów materialnych

  • Dynamika układu punktów materialnych z więzami

  • Ruch impulsowy układów

  • Określenie ciała sztywnego: położenie, prędkość, przyśpieszenie, moment pędu i energia kinetyczna ciała sztywnego, tensor bezwładności

  • Równania ruchu ciała sztywnego

  • Równania ruchu dla układu ciał sztywnych i dwa ciała sztywne stykające się

  • Pełny opis:

    Profil studiów: ogólnoakademicki.

    Forma studiów: stacjonarne.

    Moduł: podstawy fizyki.

    Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki ścisłe i przyrodnicze, nauki fizyczne.

    Rok studiów, semestr: 2 rok, 2 semestr, studia I stopnia.

    Wymagania wstępne: rachunek różniczkowy i całkowy, mechanika, metody numeryczne i algorytmy, programowanie.

    Metody dydaktyczne: wykład, rozwiązywanie zadań, prezentacja kodu programów, samodzielne pisanie kodu, zadania domowe, dyskusje, konsultacje, samodzielne studiowanie.

    Punkty ECTS: 5.

    Bilans nakładu pracy studenta: wykład (15 godzin), konwersatorium (30 godzin), laboratorium (15 godzin), przygotowanie do zajęć (49 godzin), udział w konsultacjach przedmiotowych (3 godziny), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (10+3 godziny).

    Wskaźniki ilościowe: wykład (0.6 punktów ECTS), konwersatorium (1.2 punktów ECTS), laboratorium (0.6 punktów ECTS), przygotowanie do zajęć (1.96 punktów ECTS), udział w konsultacjach przedmiotowych (0.12 punktów ECTS), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (0.52 punkty ECTS).

    Treści poruszane na wykładzie:

  • Dynamika punktu materialnego

  • Punkt materialny, położenie, prędkość, przyspieszenie, pęd. Masa i siła. Zasady dynamiki w sformułowaniu Newtonowskim. Siły: sprężysta, grawitacyjna, Lorentza, siły niezachowawcze. Ruch obiektu o zmiennej masie, równanie Mieszczerskiego

  • Zasada zachowania pędu. Praca, moc, energia. Siły zachowawcze. Prawo zachowania energii. Potencjały sił. Moment pędu, zasada zachowania momentu pędu. Siły centralne.

  • Więzy, typy więzów. Druga zasada dynamiki dla punktu materialnego z więzami. Zasada d'Alemberta. Współrzędne uogólnione. Zasada d'Alemberta we współrzędnych uogólnionych. Równania Lagrange'a II rodzaju dla punktu materialnego. Siły uogólnione. Równania Lagrange'a II rodzaju dla sił potencjalnych.

  • Dynamika układu swobodnych punktów materialnych

  • Dynamika układu punktów materialnych z więzami.

  • Holonomiczne i nieholonomiczne układy mechaniczne, więzy, przestrzeń konfiguracji, przesunięcia wirtualne, liczba stopni swobody.

  • Zasada d'Alemberta i zasada prac wirtualnych.

  • Równania d'Alemberta-Lagrange'a dla układów holonomicznych.

  • Równania d'Alemberta-Lagrange'a dla układów nieholonomicznych.

  • Dynamika bryły sztywnej

  • Określenie ciała sztywnego: położenie, prędkość, przyśpieszenie, moment pędu i energia kinetyczna ciała sztywnego, tensor bezwładności.

  • Równania ruchu ciała sztywnego.

  • Równania ruchu dla układu ciał sztywnych i dwa ciała sztywne stykające się.

    Treści poruszane na konwersatorium:

    Na konwersatorium będą rozwiązywane analitycznie przykładowe problemy ściśle związane z treścią wykładu.

    Treści poruszane na laboratorium:

    Na laboratorium będą rozwiązywane numerycznie przykładowe problemy ściśle związane z treścią wykładu.

  • Literatura:

    [1] "Mechanika teoretyczna", W. Rubinowicz, W. Królikowski, PWN, Warszawa

    [2] "Mechanika", L. D. Landau, J. M. Lifszyc, PWN, Warszawa

    [3] "Dynamika układów nieholonomicznych", J. I. Nejmark, N. A. Fufajew, PWN, Warszawa

    [4] "Zadania i problemy z fizyki, cz.1, Mechanika klasyczna i relatywistyczna", A. Hennel, W. Krzyżanowski, W. Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz, PWN, Warszawa

    Efekty uczenia się:

    K_W05 - zna ograniczenia stosowalności wybranych teorii fizycznych, modeli obiektów fizycznych i opisu zjawisk fizycznych

    K_W08 - ma wiedzę w zakresie podstawowych pojęć i formalizmu mechaniki klasycznej, praw mechaniki oraz teoretycznych modeli wybranych układów mechanicznych, rozumie fundamentalny charakter praw Newtona

    K_W19 - rozumie strukturę fizyki jako dyscypliny naukowej, uzyskuje świadomość powiązań poszczególnych dziedzin fizyki i teorii fizycznych w zakresie przewidzianym programem specjalności

    K_W20 - ma podstawową wiedzę z zakresu mechaniki teoretycznej, zna teoretyczne podejście do wybranych problemów mechaniki i rozumie rolę teoretycznego sformułowania mechaniki w zakresie przewidzianym programem specjalności

    K_U18 - umie przedstawić teoretyczne sformułowanie wybranych zagadnień mechaniki oraz używając odpowiednich narzędzi matematycznych przeprowadzić teoretyczną analizę wybranych układów mechanicznych w zakresie przewidzianym programem specjalności

    K_U24 - umie wykorzystywać narzędzia komputerowe do rozwiązywania problemów matematyki i fizyki, w tym środowiska informatyczne do analizy danych, obliczeń numerycznych i symbolicznych

    K_K05 - potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych

    Metody i kryteria oceniania:

    Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie oceny, która uwzględnia:

    - znajomości pojęć i mechanizmów dynamiki układów mechanicznych

    - umiejętność zastosowania tej wiedzy do konkretnych problemów

    - umiejętność dyskusji na tematy związane z przedmiotem,

    - umiejętność korzystania z zasobów literatury i Internetu,

    - kreatywność w podejściu do rozwiązywanych problemów.

    Warunkiem koniecznym zaliczenia laboratorium jest dobra frekwencja na zajęciach. Dopuszcza się opuszczenie trzech zajęć. Ocena końcowa laboratorium wynika z oceny prac domowych i wykonania końcowego projektu.

    Warunkiem koniecznym zaliczenia konwersatorium jest ponad 50% frekwencja na zajęciach. Ocena końcowa konwersatorium wynika z oceny kolokwiów i prac domowych.

    Zaliczenie wykładu odbywa się na podstawie ustnego egzaminu końcowego.

    Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2022/23" (zakończony)

    Okres: 2022-10-01 - 2023-06-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Konwersatorium, 30 godzin więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
    Wykład, 15 godzin więcej informacji
    Koordynatorzy: Marek Brancewicz
    Prowadzący grup: Marek Brancewicz, Mirosław Brewczyk
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
    Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
    Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
    Wykład - Egzamin

    Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2023/24" (zakończony)

    Okres: 2023-10-01 - 2024-06-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Konwersatorium, 30 godzin więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
    Wykład, 15 godzin więcej informacji
    Koordynatorzy: Marek Brancewicz
    Prowadzący grup: Marek Brancewicz, Maciej Jurgielewicz
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
    Konwersatorium - Zaliczenie na ocenę
    Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
    Wykład - Egzamin
    Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
    Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.
    ul. Świerkowa 20B, 15-328 Białystok tel: +48 85 745 70 00 (Centrala) https://uwb.edu.pl kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-3 (2024-06-10)