- Nazwa przedmiotu:
- Fizyka II
- Koordynator przedmiotu:
- dr/ Edward Mulas/ starszy wykładowca
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Budownictwo
- Grupa przedmiotów:
- Wspólne dla wydziału
- Kod przedmiotu:
- WS2A_02
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Wykład 15h; Ćwiczenia 30h;
Przygotowanie się do zajęć 21h;
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą 3h;
Przygotowanie do kolokwium 15h;
Przygotowanie do egzaminu 16h;
Razem 100h = 4 ECTS
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Wykłady - 15h; Ćwiczenia - 30h; Razem 45h = 1,8 ECTS
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia30h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Limit liczby studentów:
- Wykład: min. 15; Ćwiczenia: 15 - 30
- Cel przedmiotu:
- Ma wiedzę z fizyki drgań układów mechanicznych, elektrycznych i atomowych oraz ruchu falowego w ośrodkach sprężystych
Potrafi opisać analitycznie i rozwiązać równania ruchu dla układów drgających prostych, tłumionych i wymuszonych. Umie obliczyć częstości drgań własnych układów drgających. Potrafi przeprowadzić symulację komputerową drgającego układu np. w programie MATHCAD lub Matlab.
Umie opisać analitycznie rozchodzenie fal w ośrodku sprężystym i obliczyć wielkości charakteryzujące ten ruch. Potrafi opisać analitycznie interferencję i dyfrakcję fal.
- Treści kształcenia:
- W1 - DYNAMICZNE RÓWNANIE RUCHU
Siły zależne od położenia, prędkości i czasu
Ruch z uwzględnieniem oporów
W2 - DYNAMICZNE RÓWNANIE RUCHU
Równanie Lagrange'a i równanie Newtona
Symulacja komputerowa ruchów - przykłady analizy numerycznej
W3 - DRGANIA HARMONICZNE
Oscylator mechaniczny, elektryczny, atomowy i jadrowy
Równanie drgań. Wielkości charakteryzujące ruch drgający
W4 - DRGANIA HARMONICZNE
Oscylator mechaniczny i drgający obwód elektryczny
Drgania cząsteczki dwuatomowej
Symulacja komputerowa drgań układów złożonych
W5 - SKŁADANIE DRGAŃ
Drgania współliniowe spójne
Drgania wzajemnie prostopadłe.
W6 - SKŁADANIE DRGAŃ
Przykłady składania drgań o różnych amplitudach i fazach początkowych
Figury Lissajous
W7 - DRGANIA TŁUMIONE - GASNĄCE
Równanie ruchu harmonicznego tłumionego
Słabe tłumienie. Logarytmiczny dekrement tłumienia
W8 - DRGANIA TŁUMIONE - GASNĄCE
Silne i bardzo silne tłumienie
Tłumienie krytyczne
Symulacja komputerowa drgających układów tłumionych - analiza numeryczna
W9 - DRGANIA WYMUSZONE
Równanie drgań
Stany ustalone. Słabe tłumienie
W10 - DRGANIA WYMUSZONE
Rezonans. Krzywa rezonansowa
Symulacja komputerowa drgań wymuszonych - analiza numeryczna
W11 - FALE W OŚRODKACH SPRĘŻYSTYCH
Klasyfikacja fal
Fale mechaniczne. Fale dźwiękowe
W12 - FALE W OŚRODKACH SPRĘŻYSTYCH
Równanie fali. Prędkość fazowa i grupowa
Fale biegnące i stojące. Echo i pogłos
W13 - FALE W OŚRODKACH SPRĘŻYSTYCH
Interferencja fal, dudnienie
Dyspersja fal
W14 - FALE TŁUMIONE
Równanie fali tłumionej
Fale dźwiękowe tłumione
W15 - FALE TŁUMIONE
Ultra i infradźwięki
Zjawisko Dopplera
Fale mechaniczne i elektromagnetyczne
C1 - Rozwiązywanie dynamicznego równ. ruchu dla sił zależnych od położenia…
C2 - Rozwiązywanie dynamicznego równ. ruchu dla sił zależnych od prędkości…
C3 - Symulacja komputerowa ruchu z uwzględnieniem sił oporu
C4 - Analiza matematyczna mechanicznych układów drgających prostych
C5 - Obliczanie charakterystyk prostych układów drgających
C6 - Składanie drgań o różnych fazach i amplitudach. Symulacja komputerowa
C7 - Analiza matematyczna mechanicznych układów drgających tłumionych
C8 - Rozwiązywanie równań dla układów tłumionych c.d.
C9 - Symulacja numeryczna układu drgającego tłumionego (MATHCAD)
C10 - Analiza matematyczna układów drgających z siłą wymuszającą
C11 - Analiza układów tłumionych z siłą wymuszającą. Krzywa rezonansowa.
C12 - Symulacja drgań wymuszonych w programie MATHCAD
C13 - Kolokwium, temat: "Układy drgające"
C14 - Analiza matematyczna interferencji fal podłużnych i poprzecznych
C15 - Interferencja fal w dwóch wymiarach. Fale dżwiękowe w płaszczyźnie XY
- Metody oceny:
- 1. Treści przedmiotu Fizyka II są realizowane poprzez wykład i ćwiczenia rachunkowe
2. Na pierwszych zajęciach prezentowany jest studentom regulamin przedmiotu, a w nim cel i zakres merytoryczny prowadzonych zajęć dydaktycznych, założone efekty uczenia się, harmonogram etapowej i/lub końcowej weryfikacji osiągnięcia efektów, uczenia się, w szczególności terminów sprawdzianów pisemnych oraz terminów złożenia samodzielnej pracy semestralnej, listę zalecanej literatury, terminy i miejsce konsultacji z uwzględnieniem terminów planowych zajęć studentów.
3. Ćwiczenia rachunkowe są obligatoryjne. Na każdych zajęciach sprawdzana jest obecność studenta. Dopuszczalny limit nieobecności w semestrze to dwie nieobecności. Większa ilość nieobecności może zostać usprawiedliwiona po przedstawieniu zwolnienia lekarskiego.
4. Student w semestrze pisze jedno kolokwium na ćwiczeniach. Z kolokwium może uzyskać 40pkt. Student ma prawo pisać jedno kolokwium poprawkowe. Na kolokwiach student korzysta z kalkulatora naukowego
5. W trakcie semestru student przygotowuje samodzielnie pracę semestralną z symulacji komputerowych drgań harmonicznych. Parametry do swojej symulacji otrzymuje od prowadzącego na początku semestru. Pracę należy oddać do końca zajęć w semestrze. Praca jest oceniana maksymalnie za 10pkt.
6. Ćwiczenia są zaliczone jeżeli student uzyskał ze sprawdzianu i pracy semestralnej co najmniej 25pkt. Zaliczenie ćwiczeń: 0-24pkt-2,0; 25-29pkt-3,0; 30-34pkt-3,5; 35-39pkt-4,0; 40-45pkt-4,5; 46-50pkt-5,0.
7. Egzamin z wykładu za 50pkt. : 0-24pkt-2,0; 25-29pkt-3,0; 30-34pkt-3,5; 35-39pkt-4,0; 40-45pkt-4,5; 46-50pkt-5,0.
8. Ocena łączna jest określana na podstawie sumy punktów z wykładu i ćwiczeń:
0 – 49 pkt. 2.0
50– 59pkt. 3.0
60 – 69pkt. 3.5
70– 79 pkt. 4.0
80 – 89pkt. 4.5
90 – 100pkt. 5.0
9. Na rejestrowanie dźwięku i obrazu przez słuchaczy w trakcie zajęć należy uzyskać zgodę prowadzącego zajęcia. W przypadku uzyskania takiej zgody zarejestrowane materiały nie mogą być udostępniane publicznie
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- Literatura podstawowa
1. R. Resnick, D. Halliday, J. Walker. Podstawy Fizyki t.1 - 5, PWN, Warszawa 2005.
2. J. Walker. Podstawy Fizyki. Zbiór zadań. PWN, Warszawa 2005
Literatura uzupełniająca.
1.. J. Orear. Fizyka. T I i II, WNT, Warszawa 1998.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- Program studiów dostosowany do potrzeb społeczno-gospodarczych w ramach zadania 8 projektu NERW PW
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W01_02
- 1. Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zasad dynamiki z uwzględnieniem sił oporu ruchu. 2. Wie jak zbudować dynamiczne równanie ruchu do opisu prostego układu drgającego. 3. Zna wielkości fizyczne charakteryzujące ruch tłumiony i wymuszony. 4. Ma wiedzę dotyczącą opisu matematycznego fal biegnących, podłużnych i poprzecznych w ośrodkach sprężystych. 5. Zna wielkości fizyczne charakteryzujące ruch falowy. Zna równanie falowe.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy (W3, W7, W14); Kolokwium (C13)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_W01_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U08_01
- 1. Umie numerycznie za pomocą symulacji komputerowej modelować układ drgający prosty. 2. Potrafi uwzględnić w symulacji komputerowej opory ruchu.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy (W3, W7, W14); Kolokwium (C13)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
B2A_U08_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P7S_UW.o