Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Zarządzanie i inżynieria produkcji (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy fizyki:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Zarządzanie i inżynieria produkcji | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy fizyki | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Technologii Energetycznych | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Danuta Piwowarska <Danuta.Piwowarska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Nikos Guskos <Nikos.Guskos@zut.edu.pl>, Grzegorz Leniec <Grzegorz.Leniec@zut.edu.pl>, Anna Szymczyk <Anna.Szymczyk@zut.edu.pl>, Grzegorz Żołnierkiewicz <Grzegorz.Zolnierkiewicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zna podstawy fizyki na poziomie szkoły średniej |
| W-2 | Zna podstawy matematyki (wektory, podstawowe funkcje, rozwiązywanie równań) w zakresie niezbędnym do opisu zjawisk fizycznych i rozwiązywania problemów fizycznych. |
| W-3 | Potrafi wykonać obliczenia posługując się kalkulatorem i komputerem |
| W-4 | Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu fizyki, właściwej dla studiowania na kierunku i przydatnej w praktyce inżynierskiej. |
| C-2 | Rozwinięcie umiejętności zastosowania doboru właściwej wiedzy z wykładów do rozwiązywania zadań z fizyki, przydatnych inżynierowi ww. kierunku. |
| C-3 | Wyrobienie umiejętności korzystania ze źródeł literaturowych w zakresie wiedzy fachowej. |
| C-4 | Rozwinięcie umiejętności pracy i komunikacji w grupie. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Notacja fizyczna i jednostki układu SI; zasady tworzenia jednostek wtórnych. Wielkości fizyczne: wektorowe, skalarne; iloczyn skalarny,wektorowy; funkcje. Obliczanie prędkości i przyspieszenia w ruchu prostoliniowym i krzywoliniowym w kartezjańskim układzie współrzędnych. Rozwiązywanie zadań z zakresu kinematyki punktu materialnego. Rozwiązywanie zadań z zakresu dynamiki, obejmujących: ruch postępowy, ruch krzywoliniowy, ruch obrotowy, siły bewładności. Rozwiązywanie zadań z zastosowaniem praw i zasad zachowania fizyki klasycznej w układach izolowanych. Rozwiązywanie zadań z ruchu drgającego oraz ruchu falowego. Rozwiązywanie zadań z zakresu elektrostatyki i prądu elektrycznego o stałym natężeniu. Przykłady zastosowania prawa Gaussa dla pola elektrycznego. Rozwiązywanie zadań z zakresu optyki falowej. | 28 |
| T-A-2 | Zaliczenie | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Zajęcia organizacyjne; określenie sposobu i formy zaliczenia przedmiotu. Rola i znaczenie fizyki w naukach inżynierskich/technicznych. Przedmiot i metody badawcze fizyki. Notacja fizyczna i jednostki układu SI; wielkości fizyczne. Elementy analizy wymiarowej w fizyce. Elementy rachunku wektorowego i różniczkowego. Mechanika klasyczna: Kinematyka punktu materialnego; opis ruchu, względność ruchu. Dynamika punktu materialnego.Dynamika bryły sztywnej. Oddziaływania fundamentalne w przyrodzie; zasady dynamiki Newtona; opory ruchu; warunki równowagi statycznej. Energia, praca i moc. Prawa i zasady zachowania fizyki klasycznej. Nieinercjalne układy odniesienia; siły bezwładności. Ruch drgający: prosty, tłumiony, wymuszony; rezonans mechaniczny. Ruch falowy; rodzaje fal;matematyczny opis fali; interferencja fal; fale stojące; zjawisko rezonansu. Elementy akustyki. Podstawowe pojęcia i prawa termodynamiki. Podstawowe wielkości i prawa opisujące pole elektryczne. Prawa przepływu prądu stałego; prawa Ohma i Kirchhoffa; praca i moc prądu; łączenie oporników; pojemnoć i kondensatory; dielektryki. Energetyczny model pasmowy: dielektryk, przewodnik i półprzewodnik. Wielkości charakteryzujące pole magnetyczne. Światło, jako fala elektromagnetyczna.Podstawowowe zjawiska i prawa optyki geometrycznej i falowej. | 30 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Udział w zajęciach. | 30 |
| A-A-2 | Przygotowanie do ćwiczeń audytorujnych. | 27 |
| A-A-3 | Przygotowanie do kolokwiów. | 6 |
| 63 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne analizowanie tresci wykładów, studiowanie literatury przedmiotu i uczestnictwo w konsultacjach. | 21 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu. | 8 |
| A-W-4 | Egzamin | 4 |
| 63 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z wykorzystaniem środków audiowizualnych |
| M-2 | Wykład z pokazami eksperymentów fizycznych z zakresu omawianej tematyki. |
| M-3 | Cwiczenia audytoryjne: rozwiazywanie zadań obliczeniowych i dyskusja |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Kolokwia zaliczajace na ćwiczeniach audytoryjnych. |
| S-3 | Ocena formująca: Aktywność na zajęciach. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIIP_1A_B05_W01 Student ma wiedzę w zakresie mechaniki klasycznej, drgań i fal mechanicznych, termodynamiki fenomenologicznej,optyki, elektryczności i magnetyzmu w stopniu niezbędnym do zrozumienia podstaw działania urządzeń mechanicznych i układów elektronicznych. Student ma wiedzę z wybranych działów fizyki niezbędną do ilościowego opisu, rozumienia oraz rozwiązywania prostych zadań. | ZIIP_1A_W01, ZIIP_1A_W02 | — | — | C-3, C-2, C-1 | T-W-1 | M-1, M-2, M-3 | S-3, S-2, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIIP_1A_B05_U01 Student potrafi sformułować podstawowe twierdzenia i prawa fizyczne, zapisać je używając formalizmu matematycznego i zastosować do rozwiązywania prostych zadań fizycznych o charakterze inżynierskim. | ZIIP_1A_U18, ZIIP_1A_U09, ZIIP_1A_U14 | — | — | C-3, C-2, C-1 | T-A-1 | M-1, M-3 | S-3, S-2, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIIP_1A_B05_K01 Student potrafi uczyć się samodzielnie, a także potrafi pracować w zespole. Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze. Student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie. Student ma świadomość ważnej roli fizyki przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów jak i w praktyce inżynierskiej. | ZIIP_1A_K01, ZIIP_1A_K06 | — | — | C-3, C-2 | T-W-1 | M-1, M-2, M-3 | S-3, S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIIP_1A_B05_W01 Student ma wiedzę w zakresie mechaniki klasycznej, drgań i fal mechanicznych, termodynamiki fenomenologicznej,optyki, elektryczności i magnetyzmu w stopniu niezbędnym do zrozumienia podstaw działania urządzeń mechanicznych i układów elektronicznych. Student ma wiedzę z wybranych działów fizyki niezbędną do ilościowego opisu, rozumienia oraz rozwiązywania prostych zadań. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojec i terminologii z zakresu fizyki, obejmujacych podstawy mechaniki, ciepła, optyki, elektrycznosci i magnetyzmu, w tym nie ma wiedzy potrzebnej do zrozumienia, przeprowadzenia i opisu prostych eksperymentów fizycznych, a także do ilosciowego opisu, rozumienia oraz rozwiazywania prostych zadan. |
| 3,0 | Student zna podstawowe pojecia i terminologie z zakresu fizyki, obejmujace podstawy mechaniki, ciepła, optyki, elektrycznosci i magnetyzmu, w tym ma słaba wiedze potrzebna do zrozumienia, przeprowadzenia i opisu prostych eksperymentów fizycznych, a także do ilosciowego opisu, rozumienia oraz rozwiazywania prostych zadan. | |
| 3,5 | Student zna podstawowe pojecia i terminologie z zakresu fizyki, obejmujace podstawy mechaniki, ciepła, optyki, elektrycznosci i magnetyzmu, w tym ma dostateczna wiedze potrzebna do zrozumienia, przeprowadzenia i opisu prostych eksperymentów fizycznych, a także do ilosciowego opisu, rozumienia oraz rozwiazywania zadan fizycznych o srednim i wyzszym poziomie trudnosci. Podaje przykłady ilustrujace wazniejsze poznane prawa. | |
| 4,0 | Student zna wiekszosc pojec i terminologii z zakresu fizyki, obejmujace podstawy mechaniki, ciepła, optyki, elektrycznosci i magnetyzmu, w tym ma wystarczajaca wiedze potrzebna do zrozumienia, przeprowadzenia i opisu prostych eksperymentów fizycznych, a także do ilosciowego opisu, rozumienia oraz rozwiazywania zadan fizycznych o srednim i wyzszym poziomie trudnosci, zadań. Podaje przykłady ilustrujace poznane prawa. | |
| 4,5 | Student zna prawie wszystkie pojecia i terminologie z zakresu fizyki, obejmujace podstawy mechaniki, ciepła, optyki, elektrycznosci i magnetyzmu, w tym ma wystarczajaca wiedze potrzebna do zrozumienia, przeprowadzenia i opisu prostych eksperymentów fizycznych, a także do ilosciowego opisu, rozumienia oraz rozwiazywania trudnych zadan . Podaje przykłady ilustrujace poznane prawa i umie podac ich wazniejsze własnosci. Zna prawie wszystkie wyprowadzenia podstawowych wzorów. | |
| 5,0 | Student zna prawie wszystkie pojecia i terminologie z zakresu fizyki, obejmujace podstawy mechaniki, ciepła, optyki, elektrycznosci i magnetyzmu, w tym ma bardzo dobra wiedze potrzebna do zrozumienia, przeprowadzenia i opisu prostych eksperymentów fizycznych, a także do ilosciowego opisu, rozumienia oraz rozwiazywania trudnych zadan . Potrafi zatosowac swoja wiedze w zadaniach problemowych. Podaje przykłady ilustrujace poznane prawa i umie podac ich wazniejsze własnosci. Zna prawie wszystkie wyprowadzenia podstawowych wzorów. Stosuje swoja wiedze w niektórych zadaniach problemowych. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIIP_1A_B05_U01 Student potrafi sformułować podstawowe twierdzenia i prawa fizyczne, zapisać je używając formalizmu matematycznego i zastosować do rozwiązywania prostych zadań fizycznych o charakterze inżynierskim. | 2,0 | Student nie potrafi sformułować ze zrozumieniem podstawowych praw fizyki, nie potrafi zapisać ich używając formalizmu matematycznego oraz nie potrafi samodzielnie rozwiązywać prostych zadań fizycznych. |
| 3,0 | Student potrafi sformułować ze zrozumieniem podstawowe prawa fizyki, potrafi zapisać je używając formalizmu matematycznego i zastosować je do rozwiązywania zadań fizycznych o średnim i niskim poziomie trudności. Wykonuje poprawnie proste obliczenia i przekształcenia rachunkowe. Przedstawia rozwiązania mało przejrzyste, bez komentarza, często z błędami rachunkowymi wpływającymi na wynik. | |
| 3,5 | Student potrafi sformułować ze zrozumieniem podstawowe prawa fizyki oraz zastosować je do rozwiązywania zadań fizycznych o średnim i wyższym poziomie trudności. Wykonuje poprawnie proste obliczenia i przekształcenia rachunkowe oraz przedstawia poprawne rozwiązanie z komentarzem zawierającym usterki i niedociagnięcia. | |
| 4,0 | Student potrafi sformułować ze zrozumieniem podstawowe prawa fizyki, zastosować je do rozwiązywania zadań fizycznych na średnim i wyższym poziomie trudności, stosując poprawny zapis i komentarz z nielicznymi usterkami. Potrafi przedstawić poprawny tok rozumowania i poprawne obliczenia. Potrafi weryfikowac i interpretować wyniki. | |
| 4,5 | Student potrafi sformułować ze zrozumieniem podstawowe prawa fizyki, zastosować je do rozwiązywania trudnych zadań fizycznych, stosując poprawny, symboliczny jezyk zapisu, przejrzysty tok rozumowania i poprawne obliczenia rachunkowe. Potrafi weryfikować i interpretować wyniki. | |
| 5,0 | Student potrafi sformułować ze zrozumieniem podstawowe prawa fizyki, zastosować je do rozwiązywania trudnych zadań fizycznych, stosując przejrzysty, symboliczny język zapisu z poprawnym komentarzem. Potrafi weryfikować i interpretować wyniki. Stosuje swoją wiedzę w zadaniach problemowych. Potrafi samodzielnie zdobywać wiedzę. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIIP_1A_B05_K01 Student potrafi uczyć się samodzielnie, a także potrafi pracować w zespole. Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze. Student zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie. Student ma świadomość ważnej roli fizyki przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów jak i w praktyce inżynierskiej. | 2,0 | Brak współpracy w zespole i samodzielnego przygotowania do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywania zadań rachunkowych. |
| 3,0 | Mała współpraca w zespole. Bardzo słabe przygotowanie do samodzielnego wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywania zadań rachunkowych. Słaba interpretacja otrzymanych wyników i ich dokładności. | |
| 3,5 | Dostateczna współpraca w zespole. Słabe przygotowanie do samodzielnego wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywania zadań rachunkowych. Słaba interpretacja otrzymanych wyników i ich dokładności. | |
| 4,0 | Średna współpraca w zespole. Dobre przygotowanie do samodzielnego wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywania zadań rachunkowych. Samodzielna i dobrze uzasadniona interpretacja otrzymanych wyników i ich dokładności. | |
| 4,5 | Dobra współpraca w zespole. Dobre przygotowanie do samodzielnego wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywania zadań rachunkowych. Samodzielna i dobrze uzasadniona interpretacja otrzymanych wyników i ich dokładności. | |
| 5,0 | Bardzo dobra współpraca w zespole. Bardzo dobre przygotowanie do samodzielnego wykonania ćwiczeń laboratoryjnych i rozwiązywania zadań rachunkowych. Samodzielna i bardzo dobrze uzasadniona interpretacja otrzymanych wyników i ich dokładności. |
Literatura podstawowa
- D.Halliday, R.Resnik, J.Walker, Podstawy Fizyki T.1-4, PWN, Warszawa, 2007
- S.J. Ling, J. Sanny, W. Moebs, Fizyka dla szkół wyższych, T.1-3, Katalyst Education, 2018, http://cnx.org/content/col23946/1.1
- I.W. Sawieliew, Kurs fizyki, PWN, Warszawa, 1987
- K. Jezierski, B.Kołotka, K.Sierański, Zadania z fizyki z rozwiązaniami cz I i II, Oficyna Wydawnicza, Wrocław, 2000
- T.Rewaj, Zbiór zadań z fizyki, Wyd.Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1996
Literatura dodatkowa
- K. Lichszteld, I. Kruk, Wykłady z fizyki, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2004
- Czesław Bobrowski, Fizyka -krótki kurs, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2003
- A.Bujko, Zadania z fizyki z rozwiązaniami i komentarzem, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2006