Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka
Koordynator przedmiotu:
dr / Edward Mulas / docent
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechanika i Budowa Maszyn
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
WS2A_02
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 15, przygotowanie do zajęć - 10, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 15, przygotowanie do egzaminu - 20, razem - 60; Ćwiczenia: rachunkowe, liczba godzin według planu studiów - 30, przygotowanie do zajęć - 15, przygotowanie do kolokwiów - 15, razem - 60. Razem - 120
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 15 h; Ćwiczenia - 30 h; Razem 45 h = 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: 20 - 30
Cel przedmiotu:
Uzyskanie wiedzy 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 jądrowy. 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 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 - Analiza matematyczna interferencji fal podłużnych i poprzecznych. C14 - Interferencja fal w dwóch wymiarach. Fale dźwiękowe w płaszczyźnie XY.
Metody oceny:
Jedno kolokwium w semestrze na ćwiczeniach za 40pkt. Ocena z ćwiczeń: 0-19pkt. - 2,0; 20-23pkt-3.0; 24-26pkt-3,5; 27-30pkt-4,0;31-35pkt-4,5;36-40pkt-5,0. Egzamin z wykładu za 60 pkt. Ocena z wykładu: 0-29pkt-2,0; 30-34pkt-3,0; 35-40pkt-3,5; 41-49pkt-4,0; 50-55pkt-4,5, 56-60pkt-5,0. Łącznie w pierwszym semestrze student może zdobyć 100pkt. Końcowa ocena z zaliczenia jest określana według kryterium: 50- 60 pkt- 3.0 61-70 pkt-3.5 71-80 pkt - 4.0 81- 90pkt. -4.5 91- 100pkt - 5.0
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Resnick R., Halliday D., Walker J.: Podstawy Fizyki t.1 - 5, PWN, Warszawa 2005. 2. Walker J.: Podstawy Fizyki. Zbiór zadań. PWN, Warszawa 2005. 3. Orear J.: Fizyka. T I i II, WNT, Warszawa 1998.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Program studiów, w tym nowe specjalności dostosowane do potrzeb rynku pracy, przygotowany w ramach zadania 7 projektu NERW PW

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01_02
Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zasad dynamiki. Umie zastosować i rozwiązać dynamiczne równanie ruchu do opisu prostego układu drgającego. Potrafi rozwiązać i zinterpretować rozwiązanie równań ruchu dla układów tłumionych.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy; Kolokwium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M2A_W01_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U09_01
Umie numerycznie za pomocą symulacji komputerowej modelować układy drgające z uwzględnieniem oporów.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy; Kolokwium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M2A_U09_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka U18_02
Potrafi opisać matematycznie fale biegnące i stojące, podłużne i poprzeczne w ośrodkach sprężystych.
Weryfikacja: Pisemny egzamin testowy; Kolokwium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: M2A_U18_02
Powiązane charakterystyki obszarowe: