Fizyka - opis przedmiotu

Informacje ogólne

Nazwa przedmiotu	Fizyka
Kod przedmiotu	06.9-WM-IB-P-05_19
Wydział	Wydział Mechaniczny
Kierunek	Inżynieria biomedyczna
Profil	ogólnoakademicki
Rodzaj studiów	pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
Semestr rozpoczęcia	semestr zimowy 2023/2024

Informacje o przedmiocie

Semestr	1
Liczba punktów ECTS do zdobycia	5
Typ przedmiotu	obowiązkowy
Język nauczania	polski
Sylabus opracował	dr Krzysztof Maciesiak dr Grzegorz Słowik

Formy zajęć

Forma zajęć	Liczba godzin w semestrze (stacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne)	Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne)	Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne)	Forma zaliczenia
Wykład	30	2	-	-	Egzamin
Laboratorium	30	2	-	-	Zaliczenie na ocenę

Cel przedmiotu

Celem kształcenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi zjawiskami i procesami fizycznymi występującymi w inżynierii biomedycznej; poznanie metod pomiaru podstawowych wielkości fizycznych; analiza zjawisk fizycznych i rozwiązywanie zagadnień technicznych w oparciu o prawa fizyki.

Wymagania wstępne

Podstawowe wiadomości z matematyki i fizyki w zakresie szkoły średniej.

Zakres tematyczny

Wykład:

W1. Wielkości i jednostki fizyczne, układ SI. Ruch ciała: punkt materialny, układ odniesienia, tor ruchu, przemieszczenie, prędkość, przyspieszenie, ruch jednostajny i jednostajnie przyspieszony, spadek swobodny. (2 godz.)

W2. Ruch jednostajny po okręgu. Zasady dynamiki Newtona. Tarcie. Praca. Moc. Siły zachowawcze i niezachowawcze. (2 godz.)

W3. Energia kinetyczna i energia potencjalna ciała. Energia potencjalna sprężystości. Energia mechaniczna ciała. Zasada zachowania energii mechanicznej. (2 godz.)

W4. Odkształcenia sprężyste i plastyczne. Prawo Hooke'a. Środek masy układu ciał. Pęd. Zasada zachowania pędu. Zderzenia ciał. (2 godz.)

W5.Prędkość i przyspieszenie kątowe. Bryła sztywna, moment bezwładności ciała. Twierdzenie Steinera. Moment pędu. (2 godz.)

W6. Grawitacja: Prawo powszechnego ciążenia, natężenie pola grawitacyjnego, przyspieszenie grawitacyjne, grawitacyjna energia potencjalna. (2 godz.)

W7. Ciśnienie. Prawo Pascala. Prawo Archimedesa. Warunki pływania ciał. Elementy termodynamiki. (2 godz.)

W8. Drgania i fale: Ruch harmoniczny. Drgania tłumione. Wahadło matematyczne i fizyczne. Rezonans. Interferencja i dyfrakcja. Zjawisko Dopplera. (2 godz.)

W9.Elektryczność: Zasada zachowania ładunku elektrycznego. Prawo Coulomba. Przewodniki i izolatory. Potencjał i natężenie pola elektrycznego. Dipol elektryczny. (2 godz.)

W10. Elektryczność: Natężenie prądu elektrycznego. Opór elektryczny. Prawo Ohma. Pierwsze i drugie prawo Kirchhoffa. (2 godz.)

W11.Magnetyzm: Indukcja magnetyczna. Siła Lorentza. Przewodniki w polu magnetycznym. Strumień indukcji magnetycznej. Siła elektromotoryczna. Prawo indukcji Faradaya. Reguła Lenza. (2 godz.)

W12. Magnetyzm: Diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki. Fale elektromagnetyczne. Widmo fal elektromagnetycznych. Polaryzacja. (2 godz.)

W13. Podstawy optyki geometrycznej i falowej: Odbicie i załamanie światła. Prawo odbicia światła. Całkowite wewnętrzne odbicie. Obrazy rzeczywiste i pozorne. Zwierciadła sferyczne i soczewki. Równanie soczewki. (2 godz.)

W14. Elementy fizyki atomowej i jądrowej: Model atomu Bohra. Zjawisko fotoelektryczne. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna, przemiany promieniotwórcze. (2 godz.)

W15.Szczególna teoria względności. (2 godz.).

Laboratorium - wybrane zagadnienia:
Sprawdzenie równania ruchu obrotowego bryły sztywnej. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomoc a wahadła rewersyjnego. Badanie drgań tłumionych i zjawisko rezonansu przy drganiach wymuszonych. Wyznaczanie modułu sztywności metodą dynamiczną. Interferometr Quinke'go. Badanie mocy w obwodzie prądu przemiennego. Wyznaczanie ładunku i pojemności kondensatora. Badanie transformatora. Sprawdzanie praw Kirchhoffa i prawa Ohma. Rezonans elektromagnetyczny.

Metody kształcenia

Wykłady z wykorzystaniem środków audiowizualnych. Ćwiczenia rachunkowe. Praca zespołowa w trakcie wykonania ćwiczeń laboratoryjnych. Praca z książką.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Egzamin pisemny lub ustny.
Warunkiem zaliczenia części wykładowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z pisemnych lub ustnych odpowiedzi na pytania egzaminacyjne dotyczące teoretycznych zagadnień przedmiotu.

Zaliczenie na ocenę zajęć laboratoryjnych
Ocena z laboratorium jest określana na podstawie sprawdzania przygotowania się studenta do zajęć i ich realizacji oraz sprawozdań/raportów będących efektem wykonania wszystkich przewidzianych do realizacji ćwiczeń.

Ocena końcowa = (W+L)/2

Literatura podstawowa

1. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Podstawy fizyki, T. 1-5, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 2015.

2. Robert Resnick, David Halliday, Fizyka, T. 1-2, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1998.

3. Szczepan Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, Cz. I-VI, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa (Cz. I: Mechanika i akustyka, 1972, Cz. II: Ciepło i fizyka

cząsteczkowa, 1976, Cz. III: Elektryczność i magnetyzm, 1972, Cz. IV: Optyka, 1963, Cz. V: Fizyka atomu, 1976, Cz. VI: Fizyka jądra i cząstek elementarnych, 1974).

4. Henryk Szydłowski, Pracowania fizyczna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1989.

5. Tadeusz Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1976.

Literatura uzupełniająca

1. Henryk Szydłowski, Niepewności w pomiarach – międzynarodowe standardy w praktyce, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. A. Mickiewicza, Poznań, 2001.

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr Grzegorz Słowik (ostatnia modyfikacja: 30-03-2023 15:14)