Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

 

 

 

Wykład FIZYKA I

 

 


 

W semestrze zimowym 2014/2015 prowadziłem ten kurs dla Wydziału Mechaniczno-Energetycznego.

Wykłady odbywały się w środy, w godzinach 1315-1500, w sali 322 bud. A-1.

 


 

Spis treści 

 

 

 Program wykładu

Pliki do ściągnięcia

Ogłoszenia i zapowiedzi 

 

  

Program wykładu

 

· Program wykładu (pobierz plik):

 

 

1.               Sprawy organizacyjne: zasady uczestnictwa w wykładach, zasady zaliczenia kursu, podręczniki i materiały dydaktyczne. Metodologia fizyki: cele fizyki; układy jednostek fizycznych, jednostki podstawowe i pochodne; konwersja jednostek; przedrostki wielkości metrycznych; analiza wymiarowa; dokładność w fizyce; wektory, skalary, tensory; iloczyn skalarny i wektorowy; operatory różniczkowe: gradient, dywergencja, rotacja.

2.               Kinematyka punktu materialnego: układy współrzędnych, wielkości kinematyczne: podstawowe definicje, ruch jednostajny, jednostajnie przyspieszony, ruch po okręgu, ruchy dwuwymiarowe (rzut ukośny).

3.               Dynamika punktu materialnego: masa, pęd, siła; zasady dynamiki Newtona.

4.               Nieinercjalne układy odniesienia: siła Coriolisa.

5.               Praca i energia mechaniczna: praca, energia (kinetyczna i potencjalna), moc; zasada zachowania energii (mechanicznej); pola zachowawcze.

6.               Zasada zachowania pędu: pęd, popęd siły, zasada zachowania pędu, środek masy; zderzenia.

7.               Dynamika ruchu obrotowego bryły sztywnej: moment: siły, pędu, bezwładności; zasada zachowania momentu pędu, tensor momentu bezwładności.

8.               Grawitacja: pola fizyczne, pole grawitacyjne, prawo powszechnego ciążenia, prawa Keplera.

9.               Ruch okresowy: oscylator harmoniczny prosty.

10.            Ruch okresowy: tłumiony, wymuszony; rezonans mechaniczny.

11.            Fale mechaniczne: równanie falowe; fale sprężyste; prędkość fazowa i grupowa; zasada superpozycji; interferencja; fale dźwiękowe.

12.            Elementy hydromechaniki płynów: płyn idealny i rzeczywisty, hydrostatyka płynów: prawa Pascala i Archimedesa, napięcie powierzchniowe, włoskowatość; przepływ płynu, prawa: ciągłości, Bernoullego; turbulencja.

13.            Termodynamika fenomenologiczna: wielkości i opis makroskopowy, zasady termodynamiki i ich wybrane zastosowania; równanie stanu gazu doskonałego i rzeczywistego.

14.            Termodynamika fenomenologiczna: energia wewnętrzna, entropia, przemiany gazu doskonałego, silniki cieplne, zjawiska termoelektryczne.

15.            Elementy termodynamiki statystycznej: idee opisu statystycznego, mikroskopowa interpretacja entropii, funkcje rozkładu Boltzmanna i Maxwella, zasada ekwipartycji energii cieplnej, zjawiska dyfuzji i lepkości.

 

 

·  Opublikowane treści prezentacji, które wykorzystuję podczas wykładu, proszę traktować jako POMOCE do wykładu (tak naprawdę, jest to pomoc głównie dla mnie!), a nie „kompendium wiedzy”. Wyrwane z kontekstu fragmenty poszczególnych prezentacji nie będą wystarczającym źródłem wiedzy i nie zapewnią pomyślnego zdania egzaminu, choćby Państwo przepisali je (i przerysowali) słowo w słowo. Treści prezentacji warto wydrukować sobie wcześniej i mieć je „pod ręką” w trakcie wykładu, aby nie tracić czasu na przepisywanie „z tablicy” wzorów czy całych fragmentów tekstu.

 


Pliki do ściągnięcia

 

 

· Do pobrania są moje propozycje zadań na ćwiczenia rachunkowe

dla Wydziału Mechaniczno-Energetycznego (dotyczy semestrów zimowych).

 

· Do pobrania są również tablice wzorów, których posiadanie może być dozwolone na kolokwiach ćwiczeniach rachunkowych.

 

    Poniżej najnowsze wersje tablic wzorów, z których można korzystać na kolokwiach z ćwiczeń rachunkowych i na egzaminie!

 

    - wzory fizyczne              – POBIERZ;

 

    - wzory matematyczne   – POBIERZ.

 

 

    Szczegółowe ustalenia, dotyczące zakresu i możliwości stosowania powyższych tablic, zostaną podane na ćwiczeniach.

 

· Zgodnie z zaleceniem z/cy Dyrektora Instytutu Fizyki ds. Dydaktyki, umożliwiam Studentom zapoznanie się z Kartą Przedmiotu – dokumentem, zawierającym m. in. program poszczególnych wykładów i ćwiczeń rachunkowych (dotyczy Wydziału Mechaniczno-Energetycznego) oraz zakładane efekty kształcenia.

· Dodatkowo: moje propozycje tematów egzaminacyjnych.

UWAGA! Zmiana! Dopasowałem propozycje tematów do konkretnych zagadnień egzaminacyjnych. Dokładnie TAK sformułowane pytania pojawią się na egzaminie (wcześniej możliwe były „kombinacje” w stylu połączenia dwóch zagadnień w jedno pytanie bądź odwrotnie, ich rozdzielenie).

Opracowałem też (przy pomocy Koleżanek i Kolegów prowadzących ćwiczenia rachunkowe) tzw. KLUCZE do większości tematów egzaminacyjnych. Klucze to to nie są gotowe odpowiedzi, raczej „podpytania”, ułatwiające odpowiedzi wraz ze szczegółowym rozpisaniem, ile punktów przysługuje za poszczególne fragment odpowiedzi. WARTO się z nimi zapoznać bo powinny one Państwu pomóc w przygotowaniach do egzaminów. Proszę o konstruktywne opinie, na ile pomogły… A oto one:

01.  Wektor, wersor, pseudowektor, tensor – definicje, właściwości, przykłady.

02.  Iloczyn skalarny i wektorowy– definicje, właściwości, zastosowania, przykłady.

03.  Układy współrzędnych (kartezjański, biegunowy, sferyczny, walcowy) – opis.

04.  Klasyfikacja ruchów w kinematyce.

05.  Wielkości kinematyczne w ruchu po okręgu – definicje.

06.  Rzut ukośny – definicja, równania ruchu, równanie trajektorii.

07.  Zasady dynamiki Newtona, inercjalne układy odniesienia.

08.  Pęd i zasada zachowania pędu.

09.  Nieinercjalne układy odniesienia, siły bezwładności. Ziemia jako układ nieinercjalny.

10.  Energia, praca, moc. Zasada zachowania energii (mechanicznej).

11.  Prawo powszechnego ciążenia. Ciężar ciała. Pole grawitacyjne.

12.  Prawa Keplera.

13.  Środek masy i środek ciężkości układu.

14.  Moment bezwładności, tensor momentu bezwładności. Twierdzenie Steinera.

15.  Moment pędu i zasada zachowania momentu pędu.

16.  Ruch okresowy: drgania, drgania okresowe, drgania harmoniczne (definicje, definicje podstawowych wielkości opisujących drgania, równanie drgań harmonicznych, przykłady).

17.  Ruch okresowy: tłumiony, wymuszony. Pojęcie rezonansu (mechanicznego).

18.  Fale mechaniczne: definicja, równanie falowe, rodzaje, typy i przykłady fal, wielkości opisujące fale, fala stojąca.

19.  Hydrostatyka i hydrodynamika płynów: prawa Pascala i Archimedesa; prawa: przepływu płynu, ciągłości, Bernoullego.

20.  Termodynamika fenomenologiczna: podstawowe pojęcia. Zerowa i pierwsza zasada termodynamiki i ich zastosowania.

21.  Gaz doskonały i rzeczywisty: równanie stanu. Przemiany gazu doskonałego, praca w różnych przemianach.

22.  Silniki cieplne. Druga zasada termodynamiki. Pojęcie entropii (interpretacja makro- i mikroskopowa).

23.  Elementy termodynamiki statystycznej: idee opisu statystycznego, mikroskopowa interpretacja temperatury.

24.  Funkcja rozkładu Maxwella: co to jest?, założenia, wynik (wykresy).

25.  Zasada ekwipartycji energii cieplnej.

 

Jak widać, części opracowań brak, ale to nie znaczy, że na egzaminie nie mogą pojawić się odpowiadające im pytania!

 


 

Ogłoszenia i zapowiedzi

     

·  Program wykładu jest na bieżąco zmieniany w stosunku do tych, jakie obowiązywały w latach ubiegłych. W związku z tym korzystanie z notatek z lat ubiegłych nie gwarantuje śledzenia toku wykładu.

 

 ·  Zgodnie z zapowiedzią, nieobecność na zajęciach może być podstawą niezaliczenia kursu.

KOMENTARZ: Powszechnie stosowaną przez Państwa a niedopuszczalną moim zdaniem praktyką jest uczestniczenie w terminach mojego wykładu w innych zajęciach i, w związku z tym, niepojawianie się w ogóle (lub „kontrolnie”, dwa razy w semestrze) na moim wykładzie. Jest to zasadniczo niezgodne z Regulaminem Studiów:

 

(Wyciąg z:)

 

REGULAMIN STUDIÓW WYŻSZYCH

W POLITECHNICE WROCŁAWSKIEJ

 

obowiązujący na Politechnice Wrocławskiej od dnia 1.10.2010

 

 

§ 6. OBOWIĄZKI STUDENTA POLITECHNIKI WROCŁAWSKIEJ:

1. Podejmując studia w Politechnice Wrocławskiej student przyjmuje obowiązki:

(...)

8) uczestnictwa w zajęciach dydaktycznych zgodnie z Regulaminem Studiów (§ 14 ust. 6 i 13) i organizacyjnych zgodnie z postanowieniami dziekana, oraz w szkoleniach (np. szkolenie BHP, biblioteczne itp.), zgodnie z wymogami tych szkoleń,

 

§ 14. ZALICZENIA

(...)

6. Student otrzymuje zaliczenie na podstawie wyników: kolokwiów, sprawdzianów, prac kontrolnych, projektów i innych osiągnięć w nauce w czasie semestru, na podstawie obecności studenta na zajęciach. W losowych przypadkach, prowadzący powinien umożliwić studentowi zaliczenie w terminie innym niż ustalony (również w sesji egzaminacyjnej). W przypadku kolokwiów, sprawdzianów oraz prac kontrolnych, warunkiem umożliwienia studentowi przystąpienia do zaliczenia jest okazanie na ewentualne żądanie prowadzącego ważnej legitymacji studenckiej lub indeksu.

(...)

13. W uzasadnionych przypadkach, za wcześniejszą akceptacją prowadzącego kurs, student może uzyskać zgodę dziekana na realizację kursu lub grupy kursów w uzgodniony sposób (np. bez odbywania zajęć).

 

W związku z tym obecność na wykładzie może być sprawdzana. Przysługuje Państwu tradycyjny (i zgodny z Regulaminem) limit dwóch nieobecności nieusprawiedliwionych. Za usprawiedliwione uznaję nieobecności wywołane chorobami (konieczne zaświadczenie lekarskie) i ważnymi wypadkami losowymi (również potwierdzonymi). Ewentualne usprawiedliwienia proszę dostarczać na bieżąco, a nie „hurtem” pod koniec semestru, gdy się Państwo nagle zorientują, że z frekwencją było krucho (i wtedy „załatwiacie” sobie jakieś przedziwne – żeby nie powiedzieć wprost: LIPNE – zwolnienia…). NIE PRZEWIDUJĘ egzaminów eksternistycznych.

 

· Proszę NIE przychodzić do mnie na konsultacje z Waszymi opracowaniami tematów egzaminacyjnych w celu oceny „czy to będzie dobrze”. Na wykładzie wyjaśniam Państwu, czego oczekuję w odpowiedzi na konkretne zagadnienia, Jeśli te wyjaśnienia są niewystarczające, to postaram się w przyszłości poprawić, ale nie jestem w stanie w ciągu tygodnia przed egzaminem (bo wtedy zwykle dopiero Państwo wpadają na pomysł zrobienia takich opracowań!) udzielić Państwu takich niespodziewanych „korepetycji”. Treść tych opracowań poznam przecież na egzaminie, jak padnie konkretne pytanie, i to będzie dla mnie właśnie sprawdzianem tego, jak się Państwo przygotowujecie i co zrozumieliście. Inna sprawa, że w większości nie słuchają/notują Państwo na wykładzie moich uwag odnośnie konkretnych wymagań i stąd ten „wysyp” konsultacji przed egzaminem…

 

 


 

 

Ogłoszenia i zapowiedzi

dotyczące Studentów Wydziału Mechaniczno-Energetycznego

semestr zimowy 2014/2015

 

∙ Początkowo miałem zamiar nie sprawdzać obecności na wykładzie – zgodnie jednak z zaleceniem zastępcy Dyrektora Instytutu Fizyki ds. Dydaktyki, powinienem „zobligować Studentki/Studentów do uczęszczania na wykłady, wprowadzając jako jeden z warunków zaliczenia egzaminu obecność na wykładach, która w wybrany przez Wykładowcę sposób będzie kontrolowana i monitorowana w trakcie semestru”. Ja jeszcze muszę wybrać ten sposób… Powiem o tym na pierwszym wykładzie.

∙ NIE przewiduję „przepisywania” ocen z innych kursów – indywidualne przypadki proszę zgłaszać maksymalnie do końca października, osobiście lub mailowo.

∙ NIE będą „przepisywane” oceny z ćwiczeń rachunkowych jako zaliczenie egzaminu – istnieje możliwość zwolnienia z egzaminu z oceną BDB na wniosek prowadzącego ćwiczenia rachunkowe, ale będą to przypadki indywidualne, szczegóły podam na wykładzie.

∙ Terminy egzaminów w sesji zimowej: I termin: 6.02.2014; II termin: 13.02.2015, w obu przypadkach godziny 9-11, w obu też sale w budynku C-13.

A tutaj ogólny REGULAMIN egzaminu – szczegółowe ustalenia podałem na ostatnim wykładzie.

 

I oto są! Wyniki egzaminów!

WYNIKI I terminu egzaminu  TUTAJ. A WYNIKI II terminu egzaminu TAM.

W II terminie nie brały udziału osoby, które pozytywnie zaliczyły I termin, stąd lista jest krótsza.

Na konsultacjach, które odbyły się 16.02.2015 wyjaśniliśmy parę nieścisłości, kilka dodatkowo wyjaśniłem sam po „dotarciu” do mnie sprawdzonych pytań 1 i 4 (kilka osób nie miało wpisanych punktów). Stąd powyższe dwa pliki zawierają dane poprawione. Ewentualne problemy, których nie udało nam się wyjaśnić w poniedziałek 16.02 z powodu braku prac, zawierających odpowiedzi na pytania 1 i4, możemy wyjaśnić we wtorek 17.02.2015 (miejsce to samo, 18/11 A-1) albo w innym terminie po ustaleniu tegoż terminu droga e-mailową (ale maksymalnie do końca tygodnia!).

 


 

 

 

  
 Data ostatniej aktualizacji: 16.02.2015

 

 

 

© Copyright 2000-2015 by Władysław Artur Woźniak.

 

© Warunki korzystania z materiałów, zawartych na tej stronie i poszczególnych podstronach:

Pliki i inne materiały są powszechnie dostępne, uprasza się jednak o wykorzystywanie ich tylko na potrzeby własne.

Kopiowanie jakichkolwiek materiałów zawartych na stronie i umieszczanie ich na innych stronach/serwisach, jest zabronione.

Autor nie ponosi odpowiedzialności za treść poszczególnych materiałów i sposób ich wykorzystania.