Fizyka I A - Mechanika 1101-102A

Program:

I. Wprowadzenie.

Co to jest fizyka.
Założenia metodologiczne fizyki.
Fizyka doświadczalna i teoretyczna; dyscypliny fizyki.
Podstawowe składniki materii i oddziaływania fizyczne.
Skala procesów fizycznych.
II. Wielkości fizyczne i ich pomiar

Podstawowe wielkości fizyczne i ich jednostki.
Analiza wymiarowa.
Modele matematyczne.
Dokładność pomiarów, błędy systematyczne i przypadkowe.
III. Czas, przestrzeń, materia.

Pojęcie przestrzeni euklidesowej.
Pojęcie punktu materialnego i bryły sztywnej.
Układy odniesienia i układy współrzędnych.
Wielkości skalarne i wektorowe, działania na wektorach.
IV. Kinematyka ruchu postępowego i obrotowego.

Wektor wodzący punktu, tor ruchu, droga, prędkość, przyspieszenie.
Przykłady ruchów: ruch prostoliniowy, rzut w polu grawitacyjnym, ruch po okręgu.
Ruch harmoniczny prosty i złożony.
Ruch bryły sztywnej.
V. Kinematyka relatywistyczna.

Transformacja Galileusza.
Prędkość światła i jej pomiary, hipoteza eteru.
Transformacja Lorentza, relatywistyczne dodawanie prędkości.
Równoczesność zdarzeń, skrócenie długości, wydłużenie czasu.
"Paradoksy" relatywistyczne.
Zjawisko Dopplera.
Czasoprzestrzeń.
VI. Dynamika punktu materialnego.

Siła, masa, przyspieszenie.
Zasady dynamiki Newtona, zasada zachowania pędu.
Własności sprężyste ciał.
Opory ruchu, tarcie.
Ruch ciał ze zmienną masą (rakiety).
Siły działające w ruchu krzywoliniowym.
Moment pędu i moment siły.
Siły centralne.
Ruch w nieinercjalnych układach odniesienia.
VII. Praca i energia

Praca.
Energia kinetyczna, energia potencjalna (grawitacyjna, sprężystości).
Zasada zachowania energii, siły zachowawcze.
Więzy ruchu.
VIII. Dynamika układu ciał.

Środek masy.
Pęd i moment pędu układu ciał.
Zagadnienie dwu ciał, masa zredukowana.
Zderzenia.
IX. Grawitacja.

Prawa Keplera.
Siłą grawitacji, pole grawitacyjne.
Grawitacyjna energia potencjalna.
Ruchy planet i satelitów.
Prędkości kosmiczne.
X. Dynamika relatywistyczna.

Relatywistyczna energia kinetyczna.
Energia spoczynkowa.
Transformacja pędu i energii w mechanice relatywistycznej.
Zderzenia cząstek relatywistycznych.
XI. Dynamika bryły sztywnej.

Moment pędu bryły sztywnej, moment bezwładności, osie główne bezwładności.
Równanie ruchu obrotowego bryły sztywnej.
Energia kinetyczna w ruchu obrotowym.
Ruch postępowo - obrotowy ciała sztywnego.
Wahadło fizyczne.
Bąk symetryczny, żyroskop.
Celem wykładu jest omówienie mechaniki na poziomie elementarnym, z licznymi demonstracjami doświadczalnymi. Przy opisie zjawisk wykorzystany będzie aparat matematyczny na minimalnym niezbędnym poziomie.

Wykład przeznaczony w zasadzie dla studentów kierujących się na trzyletnie studia licencjackie.

Proponowane podręczniki:

R. Resnick, D. Halliday, Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych, tom I.

S. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, część I Mechanika i akustyka.

A. K. Wróblewski, J. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, tom 1.

C. Kittel, W. D. Knight, M. A. Ruderman, Mechanika (tzw. kurs berkeleyowski, tom I).

R. P. Feynman, R. B. Leighton, M.Sands, Feynmana wykłady z fizyki, tom I, część I.

J. Orear, Fizyka, tom I.

- inne podręczniki mechaniki.

Zbiory zadań:

A. Hennel, W. Krzyżanowski, W. Szuszkiewicz, K. Wódkiewicz, Zadania i problemy z fizyki, tom 1.

Zadania w podręcznikach, np. poz. 1, 4, 6, ...

Inne zbiorki.

Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:

Fizyka i matematyka w zakresie szkoły średniej

Forma zaliczenia:

Zaliczenie ćwiczeń. Egzamin pisemny. Proponowana ocena będzie wystawiana na podstawie sumy punktów z dwóch kolokwiów i egzaminu pisemnego. Egzamin ustny w przypadkach niejednoznacznych.