Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy fizyki 1
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. Marek Wasiucionek
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fizyka Techniczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
PF1
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2017/2018
Liczba punktów ECTS:
9
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
(60 W + 30 C) praca własna studentów obejmuje: przyswojenie i ugruntowanie wiadomości przekazanych na wykładach; przestudiowanie polecanego materiału z notatek wykładowych, plików zamieszczonych przez wykładowcę w Internecie oraz z podręcznika i zalecanych materiałów pomocniczych; opanowanie nowych pojęć, ćwiczenie nowo nabytych umiejętności, w tym doskonalenie posługiwania się w praktyce nowymi pojęciami, metodami obliczeniowymi, rozwiązywanie zadań ćwiczeniowych, rozwiązywanie prac domowych, przygotowywanie się do bieżących sprawdzianów, do kolokwiów i egzaminu końcowego.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
4
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład900h
  • Ćwiczenia450h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Przedmiot „Podstawy Fizyki 1” jest wykładany dla studentów 1. semestru I roku. Jego nadrzędnym celem jest zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami, koncepcjami i aparatem matematycznym takich dziedzin fizyki jak: mechanika klasyczna, dynamika płynów, termodynamika i fizyka statystyczna. Ważnym zadaniem przedmiotu jest wykształcenie u studentów nawyku i umiejętności samodzielnego rozwiązywania problemów fizycznych. Duży nacisk kładzie się na nadrobienie szkolnych zaległości w zakresie podstawowej wiedzy i umiejętności z fizyki. Istotne jest także wykształcenie zainteresowania aktualnym stanem wiedzy w zakresie fizyki oraz wyrobienie umiejętności samodzielnego wyszukiwania informacji w dostępnych wiarygodnych źródłach papierowych (czasopisma, książki) i elektronicznych. Innym ważnym zadaniem przedmiotu „Podstawy Fizyki 1” jest inspirowanie studentów do czynnego udziału w dyskusji naukowej, do formułowania pytań w przypadku niejasności, do stawiania własnych hipotez dotyczących np. rozwiązywanych zadań, do pracy w małych zespołach.
Treści kształcenia:
Przedmiot, język i metodologia fizyki. Struktura współczesnej fizyki. Związki fizyki z naukami technicznymi. Obserwacje i doświadczenia fizyczne. Hipoteza, prawo, zasady fizyki. Wielkości fizyczne (m.in. skalarne, wektorowe, tensorowe), układ jednostek SI. Podstawy metodologii pomiarów fizycznych i opracowania ich wyników. Fundamentalne stałe fizyczne. Analiza wymiarowa (opis koncepcji i przykłady). Elementy budowy materii i oddziaływania podstawowe w przyrodzie. Podstawy mechaniki klasycznej. Podstawowe pojęcia mechaniki. Układy odniesienia (kartezjańskie i sferyczne). Opis ruchu punktu materialnego w inercjalnych i nieinercjalnych układach odniesienia (ze szczególnym uwzględnieniem układów obracających się. Zasady mechaniki Newtona. Praca. Pola sił zachowawczych – definicje i przykłady. Energia potencjalna – definicje i przykłady. Zasady zachowania w mechanice – sformułowania zasad i przykłady ich zastosowania (m.in. zderzenia). Związek zasad zachowania z symetriami praw fizyki – twierdzenie Noether. Bryła sztywna – definicje i przykłady. Moment bezwładności bryły sztywnej – definicja i przykłady. Elementy dynamiki ruchu obrotowego bryły sztywnej, w tym równania dynamiki ruchu obrotowego bryły sztywnej i przykłady. Precesja – opis zjawiska i przykłady. Pole grawitacyjne – natężenie i potencjał pola grawitacyjnego. Ruch w polu grawitacyjnym. Inne pola sił centralnych. Mechanika płynów Podstawowe pojęcia mechaniki płynów. Elementy hydrostatyki. Klasyfikacja płynów. Podstawowe równania dotyczące przepływów płynów idealnych i lepkich. Wektorowe pola prędkości. Równanie ciągłości. Równanie Bernoulli’ego. Opis zjawisk związanych z przepływem płynów lepkich. Liczby Reynoldsa. Elementy termodynamiki fenomenologicznej Opis układów termodynamicznych - podejście fenomenologiczne i statystyczne. Opis stanu układu termodynamicznego oraz procesów termodynamicznych. Podstawowe wielkości termodynamiczne. Funkcje termodynamiczne określające stan układu. Związki między wielkościami termodynamicznymi. Procesy termodynamiczne. Podstawowe wielkości związane z procesami termodynamicznymi. Ciepło. Praca. Zasady termodynamiki. Gaz doskonały i gazy rzeczywiste jako układy termodynamiczne. Przemiany gazowe. Sprawność cykli termodynamicznych. Elementy termodynamiki statystycznej Pojęcia mikro- i makrostanów, statystyczna interpretacja podstawowych funkcji termodynamicznych, w tym entropii, ciśnienia i temperatury. Statystyki klasyczne — rozkład Boltzmanna i rozkład prędkości Maxwella. Procesy transportu w gazie doskonałym.
Metody oceny:
Ze względu na dużą wagę ćwiczeń rachunkowych w realizacji zadań dydaktycznych Podstaw Fizyki 1, punktacja łączna (max 100 pkt) jest sumą punktów z ćwiczeń (max 50 pkt) i egzaminu pisemnego (max 50 pkt). Do zaliczenia przedmiotu muszą być spełnione łącznie dwa warunki: zaliczone ćwiczenia (min 25 pkt) oraz zaliczony egzamin (min. 25 pkt). Ocena łączna zależy od sumy punktów wg relacji: <50 pkt – 2; 50-60 – 3; 61-70 – 3,5; 71-80 – 4; 81-90 – 4,5, 91-100 – 5.
Egzamin:
tak
Literatura:
podręcznik podstawowy: 1) W.Bogusz, J.Garbarczyk, F.Krok, „Podstawy Fizyki”, 4. wyd., OW PW, Warszawa, 2010. 2) materiały wykładowe, w formie plików PDF, sukcesywnie udostępniane studentom na podstronie przedmiotu „Podstawy Fizyki” strony www wykładowcy (adres www.wasiucionek.fizyka.pw.edu.pl) 3) materiały związane z ćwiczeniami (serie zadań, treści prac domowych, itp.), dostępne na stronach osób prowadzących ćwiczenia rachunkowe (adresy podane w poszczególnych grupach ćwiczeniowych). podręczniki uzupełniające: 1) H.D.Young, R.A.Freedman, “Sears and Zemansky's University Physics: with Modern Physics”, 12th edition, Pearson Education Inc., San Francisco, 2008. (ang.) 2) J.R.Taylor, “Mechanika klasyczna” t.1, PWN, Warszawa 2006.
Witryna www przedmiotu:
www.wasiuiocnek.fizyka.pw.edu.pl
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt PF1_W01
Ma wiedzę w zakresie podstawowych pojęć i idei fizyki. Zna metodologię fizyki. Ma wiedzę na temat układu jednostek SI, stałych fundamentalnych fizyki oraz podstawowych obiektów i oddziaływań będących przedmiotem badań fizyki.
Weryfikacja: krótkie sprawdziany wykładowe, egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W01, FT1_W02, FT1_W06
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W02, X1A_W03, T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W01, T1A_W03, T1A_W07
Efekt PF1_W02
Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie podstaw mechaniki klasycznej i mechaniki płynów. Zna podstawowe wielkości fizyczne i prawa mechaniki klasycznej oraz mechaniki płynów.
Weryfikacja: krótkie sprawdziany wykładowe, egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W02, FT1_W03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W03, T1A_W02
Efekt PF1_W03
Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie opisu układów termodynamicznych w ujęciu fenomenologicznym i statystycznym. Zna podstawowe koncepcje, pojęcia, wielkości i prawa termodynamiki fenomenologicznej i fizyki statystycznej
Weryfikacja: krótkie sprawdziany wykładowe, egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W02, FT1_W03, FT1_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W03, T1A_W02, T1A_W07
Efekt PF1_W04
Zna podstawowy aparat matematyczny zakresu analizy matematycznej, algebry i rachunku prawdopodobieństwa, używany w powyższych dziedzinach fizyki
Weryfikacja: krótkie sprawdziany wykładowe, egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W01, FT1_W03
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W02, X1A_W03, T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W02

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt PF1_U01
Potrafi, w stopniu podstawowym, rozwiązywać problemy rachunkowe z zakresu mechaniki klasycznej, mechaniki płynów, termodynamiki fenomenologicznej i fizyki statystycznej korzystając z poznanych praw fizyki oraz odpowiednich metod matematycznych..
Weryfikacja: kartkówki i prace domowe na ćwiczeniach, kolokwia, egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U02, FT1_U03, FT1_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U02, T1A_U02, T1A_U07, T1A_U07, T1A_U09
Efekt PF1_U02
Potrafi, korzystając z nabytej wiedzy, objaśniać szereg zjawisk i obserwacji fizycznych, nie tylko jakościowo ale także ilościowo. Umie przedstawiać wyniki w postaci wykresów, tabel. itp.
Weryfikacja: kartkówki i prace domowe na ćwiczeniach, kolokwia, , egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U01, FT1_U02, FT1_U03, FT1_U12
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U02, T1A_U02, T1A_U07, T1A_U15, T1A_U16
Efekt PF1_U03
Umie interpretować i sprawdzać w szczególnych przypadkach, wyniki ogólnych rozwiązań problemów i zadań fizycznych. Potrafi dokonywać szacowania wartości liczbowych wyników rozwiązań problemów fizycznych. Umie korzystać z metody analizy wymiarowej.
Weryfikacja: kartkówki i prace domowe na ćwiczeniach, kolokwia, , egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U01, FT1_U02, FT1_U03, FT1_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U02, T1A_U02, T1A_U07, T1A_U07, T1A_U09
Efekt PF1_U04
Umie, w stopniu podstawowym, korzystać z pakietów komputerowych, przy rozwiązywaniu zagadnień fizycznych i prezentacji otrzymanych wyników np. w postaci wykresów.
Weryfikacja: kartkówki i prace domowe na ćwiczeniach, kolokwia, , egzamin końcowy
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U09, FT1_U14
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U14, T1A_U08, T1A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PF1_K01
Rozumie potrzebę i posiada umiejętność samodzielnego racjonalnego wyszukiwania informacji naukowych z fizyki z dostępnych wiarygodnych źródeł w formie papierowej i elektronicznej, także w języku angielskim.
Weryfikacja: prace domowe
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_K01, FT1_K04, FT1_K07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01, T1A_K04, T1A_K07
Efekt PF1_K02
Umie rozwiązywać problemy fizyczne samodzielnie oraz w małych zespołach. Posiada potrzebę i umiejętność uczestniczenia w dyskusji naukowej. Ma podstawową zdolność formułowania wybranych problemów fizycznych i własnych propozycji ich rozwiązania. Ma podstawową umiejętność prezentacji wyników swojej pracy.
Weryfikacja: prace domowe
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_K01, FT1_K02, FT1_K04, FT1_K07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01, T1A_K02, T1A_K04, T1A_K07