Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Mechanika

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0900-FG1-1ME Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Mechanika
Jednostka: Wydział Fizyki. (do 30.09.2019)
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (opisowo):

Student uczestniczący w wykładzie, ćwiczeniach rachunkowych i laboratorium powinien posiadać podstawową wiedzę w zakresie matematyki i fizyki nabytą we wcześniejszym cyklu kształcenia.

Skrócony opis:

Wykład, kowersatorium i laboratorium z mechaniki mają na celu poznanie przez studentów podstawowych pojęć, zasad i teorii fizycznych funkcjonujących na gruncie fizyki klasycznej. Poznanie struktury fizyki jako dyscypliny naukowej. Zrozumienie znaczenia eksperymentu fizycznego jako sposobu weryfikacji koncepcji teoretycznych. Umiejętność rozwiązywania podstawowych problemów fizycznych z wykorzystaniem podstawowych praw fizycznych. Treści przekazywane podczas wykładu dotyczą:

1) mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej,

2) podstawowych zasad zachowanie w przyrodzie,

3) oddziaływań grawitacyjnych,

4) statyki i dynamiki płynów,

5) fale sprężyste.

Pełny opis:

Profil studiów: ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu:obowiązkowy

Dziedzina i dyscyplina naukowa: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina Fizyka

Rok studiów/semestr: 1 rok / 2 semestr

Wymagania wstępne: student uczestniczący w wykładzie, ćwiczeniach rachunkowych i laboratorium powinien posiadać podstawową wiedzę w zakresie matematyki i fizyki nabytą we wcześniejszym cyklu kształcenia

Liczba godzin zajęć dydaktycznych:wykład 30 godz. konwersatorium 30 godz., laboratorium 30 godz.

Metody dydaktyczne: wykład, pokazy w trakcie wykładu, rozwiązywanie problemów i zadań, dyskusja, konsultacje, praca własna studenta w domu

Punkty ECTS: 8

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach (30 godz), udział w konwersatorium (30 godz),udział w laboratoriach (30 godz.), udział w konsultacjach (30 godz), praca własna w domu (45 godz), przygotowanie samodzielne do kolokwiów i egzaminu (30 godz.), przygotowanie sprawozdań laboratoryjnych (20 godz.)

Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 5.4 ECTS, nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym - 1.2 ECTS.

Studenci uczestniczą w wykładach wzbogaconych o pokazy eksperymentów ilustrujących przekazywane treści. W trakcie zajęć rachunkowych studenci otrzymują listy zadań do samodzielnego rozwiązania, których treść jest skorelowana z treścią wykładu. Podczas zajęć przedstawiają ich rozwiązania. Prowadzący zwraca szczególną uwagę na rozumienie używanych pojęć, klarowność prezentacji, stymuluje grupę do zadawania pytań i dyskusji. Laboratorium polega na wykonywaniu samodzielnie prostych eksperymentów oraz wykonaniu raportu ze szczególnym uwzględnieniem analizy niepewności pomiarowych. Identyczne ćwiczenia wykonywane są w oparciu o aplety komputerowe symulujące podstawowe modele mechaniczne.

Treści merytoryczne

1) Podstawowe wielkości fizyczne, międzynarodowy układ jednostek SI, wielkości wektorowe i skalarne, podstawy algebry wektorów, układy współrzędnych - kartezjański.

2) Kinematyka punktu materialnego - wektor położenia, przemieszczenie, droga, czas, prędkość średnia i chwilowa, przyspieszenie średnie i chwilowe, równanie ruchu, ruch harmoniczny.

3) Przykłady ruchu na płaszczyźnie - rzut poziomy, rzut ukośny, ruch po okręgu (prędkość i przyspieszenie kątowe, przyspieszenie styczne i dośrodkowe).

4) Dynamika punktu materialnego. Pojęcie siły masy, pędu. Układ odniesienia inercjalny i nieinercjalny. Zasady dynamiki Newtona. Przykłady ważnych sił (grawitacyjna, tarcia, oporu, dośrodkowa). Pozorne siły bezwładności.

5) Ciążenie powszechne. Prawo powszechnego ciążenia, prawa Keplera, masa bezwładna i grawitacyjna, pole grawitacyjne i jego natężenie, energia potencjalna w polu grawitacyjnym.

6) Praca, energia, moc. Energia kinetyczna, praca sił ciężkości, praca sił sprężystości, siły zachowawcze i niezachowawcze, energia potencjalna. Zasada zachowania energii.

7) Zasada zachowania pędu. Środek masy i środek ciężkości, pęd układu punktów materialnych, zderzenia sprężyste i niesprężyste.

8) Ruch obrotowy. Pojęcie bryły sztywnej, opis ruchu obrotowego, moment pędu, moment bezwładności, twierdzenie Steinera, II zasada dynamiki ruchu obrotowego, zasada zachowania momentu pędu, energia kinetyczna ruchu obrotowego.

9) Fale w ośrodkach sprężystych. Fale mechaniczne (poprzeczne i podłużne), zmienne opisujące ruch falowy, równanie fali harmonicznej prostej. Sprężystość, prawo Hooke'a, pojęcie modułu Younga i modułu ściśliwości objętościowej. Interferencja fal, odbicie fal, dudnienia, fale dźwiękowe, fala uderzeniowa, efekt Dopplera.

10) Statyka i dynamika płynów. Parametry opisujące płyny. Prawo Pascala, prawo Archimedesa, Charakterystyka przepływu płynów, równanie ciągłości, prawo Bernoulliego.

Konwersatoria:

Ćwiczenia rachunkowe skorelowane z treściami wykładu.

Laboratorium:

1) Omówienie zasad funkcjonowania pracowni fizycznej. Zasady BHP.

2) Metodyka pisania raportów z wykonanych eksperymentów

3) Wykonanie ćwiczenia "Ruch jednostajnie przyspieszony" ; w dwóch wersjach: rzeczywistej (w pracowni) oraz z wykorzystaniem zalecanego w instrukcji apletu.

4) Wykonanie ćwiczenia "Wyznaczanie przyspieszenia grawitacyjnego - wahadło matematyczne" - w dwóch wersjach: rzeczywistej (w pracowni) oraz z wykorzystaniem zalecanego w instrukcji apletu.

5) Wykonanie ćwiczenia "Badanie drgań sprężyny" w dwóch wersjach: rzeczywistej (w pracowni) oraz z wykorzystaniem zalecanego w instrukcji apletu.

6) Wykonanie ćwiczenia "Sprawdzenie twierdzenia Steinera" w wersji rzeczywistej (w pracowni).

7) Wykonanie ćwiczenia "Sprawdzenie prawa Hooke'a dla sprężyny" w dwóch wersjach: rzeczywistej (w pracowni) oraz z wykorzystaniem zalecanego w instrukcji apletu.

8) Wykonanie ćwiczenia "Sprawdzenie prawa Archimedesa" w dwóch wersjach: rzeczywistej (w pracowni) oraz z wykorzystaniem zalecanego w instrukcji apletu.

9) Wykonanie ćwiczenia "Rzut ukośny punktu materialnego" z wykorzystaniem zalecanego w instrukcji apletu.

Literatura:

Literatura zalecana:

1) D.Halliday, R.Resnick, J.Walker „Podstawy fizyki” tom. 1-3 PWN Warszawa 2006

2) D. Halliday, R. Resnick, „Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych”t. I-II, PWN Warszawa 1998,

3) Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z fizyki na stronie internetowej Wydziału Fizyki UwB:

- http://physics.uwb.edu.pl/main/pdf/pracownia1/zbiorcza.pdf

oraz

- http://physics.uwb.edu.pl/wf/wp-content/uploads/2018/03/instrukcja_Lab_Mechanika_FGKiR.pdf

Literatura dodatkowa:

1) R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sanders, Feynmana wykłady z fizyki, t 1.1, 1.2, PWN, Warszawa 2001

2) L.W. Tarasow, A.N.Tarasowa, :Jak rozwiązywać zadania z fizyki", WSiP, Warszawa 1995

3) H.Szydłowski, "Pracownia fizyczna wspomagana komputerem", PWN, Warszawa 2003

4) H.Szydłowski, "Teoria pomiarów", PWN, Warszawa 1981

Efekty uczenia się:

Student

1) rozumie fundamentalne znaczenie fizyki dla rozwoju technologicznego, gospodarczego i cywilizacyjnego (K_W01),

2) rozumie rolę modelu ilościowego i abstrakcyjnego opisu obiektu oraz zjawiska fizycznego w zakresie mechaniki (K_W02),

3) Uzyskuje świadomość wagi eksperymentu jako sposobu weryfikacji koncepcji teoretycznych oraz świadomość niepewności eksperymentalnych (K_W03),

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

5) zna sposoby eksperymentalnej weryfikacji praw i koncepcji fizycznych, zna budowę oraz zasady działania aparatury pomiarowej do wybranych doświadczeń z zakresu mechanika (K_W09),

6) umie analizować problemy z zakresu mechaniki, znajdować i przedstawiać ich rozwiązania w oparciu o zdobytą wiedzę oraz przy wykorzystaniu poznanych narzędzi matematyki wykonywać analizy ilościowe i wyciągać wnioski jakościowe (K_U06),

7) umie planować i wykonywać proste doświadczenia z zakresu mechaniki, krytycznie analizować ich wyniki oraz je prezentować (K_U07),

8) zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych (K_K01),

9) rozumie potrzbe dzielenia się wiedzą, w tym potrzebę popularnego przedstawiania osiągnięc fizyki (K_K04).

Metody i kryteria oceniania:

Laboratorium - pytania kontrolne przed wykonaniem doświadczenia. Ocen sprawozdania po wykonaniu doświadczenia. Zaliczenie laboratorium wymaga zdobycia ponad 50% punktów.

Konwersatorium - dwa kolokwia z zadań rachunkowych. Zaliczenie konwersatorium wymaga zdobycia 50% punktów. Kolokwium poprawkowe z całego zakresu przerobionego materiału. Zaliczenie materiału wymaga zdobycia 50% punktów.

Wykład - krótkie testy kontrolne po zakończeniu podstawowych działów omawianych na wykładzie. Na zakończenie kształcenia egzamin ustny. Przystapienie do egzaminu jedynie w przypadku zaliczenia konwesatorium i laboratorium.

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 w Białymstoku.