dla studentów Wydziału Inżynierii Produkcji
rok akademicki 2011/2012
Informacje organizacyjne
•Wykład: wtorek, godz. 10
15
- 12
00
, gmach NT, sala 144
•Wykładowca: prof. dr hab. Jan Pluta , Wydział Fizyki
PW, pok. 117c, tel: 022-234-7375, e-mail:
•Konsultacje: wtorek, godz. 12
15
– 13
00
, czwartek godz.
14
15
– 15
00
• Zaliczenia i egzamin:
Zaliczenie ćwiczeń/laboratorium w czasie semestru
(40pkt.)
Egzamin w czasie sesji (60pkt)
Ocena: minimum 51 pkt. oceny wyższe co 10 pkt.
2
FIZYKA – program wykładu
• Mechanika:
wprowadzenie, kinematyka, dynamika, zasady
zachowania, mechanika relatywistyczna
• Termodynamika:
podstawowe pojęcia, zasady
termodynamiki, teoria kinetyczna, termodynamika statystyczna
• Elektromagnetyzm:
pole elektryczne, prąd elektryczny,
pole magnetyczne, indukcja elektromagnetyczna,
• Struktura mikroświata:
budowa materii, atomu i jądra
atomowego, cząstki elementarne
•
Metody pomiarowe fizyki:
pomiar i wynik pomiaru,
szacowanie niepewności pomiarowych, niepewności przypadkowe i
systematyczne, metoda najmniejszych kwadratów
Literatura pomocnicza
1.R. Resnick, D. Halliday; Fizyka 1 i Fizyka 2, PWN,
Warszawa (2001)
2.C. Borowski; Fizyka - krótki kurs, WNT, Warszawa
(1998)
3.K.Jezierski, B.Kołodka, K. Sierański; Fizyka (skrypt
dla studentów wyższych uczelni), Oficyna Wyd.
Scripta, Wrocław (1995)
4.W.Bogusz, J.Garbarczyk, F. Krok; Podstawy fizyki,
Oficyna wyd. PW, Warszawa (1999)
5.I.W.Sawieliew; Wykłady z fizyki, PWN, Warszawa
(1994)
6. A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki,
PWN, Warszawa, 1984
4
WSTĘP - Fizyka wokół nas
Fizyka zajmuje się badaniem materii oraz zjawisk zachodzących w
przyrodzie.
Za najważniejsze można uznać te prawa,
których zasięg w świecie jest największy,
które muszą być najściślej przestrzegane.
Wiemy, że prawa i zasady formułują
też organizacje międzynarodowe i
rządowe, prawnicy, politycy,
ekonomiści...
Źródłem informacji w fizyce są
obserwacje i pomiary. Na ich podstawie
fizycy formułują prawa i zasady opisujące
przebieg zjawisk i związki pomiędzy
mierzonymi wielkościami.
2
2
1
r
m
m
G
F
Galileus
z
Newton
5
Zauważmy następujące
relacje:
Prawom ruchu drogowego podlegają wszyscy
kierowcy.
Bywa jednak, że któryś z kierowców praw tych nie
przestrzega.
Prawu karnemu podlegają wszyscy
przestępcy.
Niekiedy jednak przestępcy udaje się
uniknąć wymiaru sprawiedliwości.
Prawom fizyki podlegamy wszyscy - zarówno my
sami, jak i cała przyroda.
Praw tych nie da się nie
przestrzegać, ani uniknąć. Zmiany systemów
ekonomicznych i społecznych nie mają na nie żadnego
wpływu.
6
Próby nieprzestrzegania lub ignorowania praw
fizyki...
... są
zawsze
skazane na niepowodzenie,
a często kończą się bardzo źle.
•siły odśrodkowej na zakręcie,
•zmiany współczynnika tarcia na
mokrej nawierzchni,
•zależności energii kinetycznej od
kwadratu prędkości,
•związku przebytej drogi z prędkością i
czasem reakcji,
•dodawania się prędkości przy zbliżaniu
się pojazdów,
•itd.
wypadek
drogowy =
Tu - konstruktor zapomniał, że moment siły,
to iloczyn siły razy ramię i kiedy ramię jest małe,
to siła może być - ogromna.
Plastykowa rączka nie miała szans obracać
cienkiej osi z mocną sprężyną
i po kilkakrotnym użyciu przestała działać.
nie uwzględnienie:
ignorowanie
praw fizyki
Podobnych przykładów
można podać...
(niestety) mnóstwo.
7
Fizyka, a zjawiska obserwowane w
przyrodzie
... nawet te codzienne – najprostsze i na pozór oczywiste.
Dlaczego
woda
wrze?
Dlaczego
niebo jest
niebieskie?
Co jest
powode
m
„tęczy”
na płycie
kompakt
owej?
Dlaczego
rower nie
przewraca
się kiedy
jedzie, a
przewraca
się - kiedy
stoi?
Podaj sam więcej przykładów.
Co sprawia, że samolot
wznosi się w powietrze?
Czy reaktor
jądrowy może
wybuchnąć na
podobieństwo
„bomby
atomowej”?
8
Fizyka w aktywności człowieka
...silnik odrzutowy i rakietowy, RTG, USG, tomograf, rezonans m., radar, GPS ...i wiele, wiele innych
przykładów
„magiczna
pętla”
telefon
komórkow
y
most
na linach
podnośnik
hydrauliczn
y
czytnik kodu
paskowego
transport
Inżynier
ia
lądowa
telekomunikacja
rozrywka/sport
dokumentacja/handel
9
Laboratoria i narzędzia współczesnej Fizyki -
CERN
Cel: poznać elementarne składniki materii, zrozumieć początek Wszechświata
lotnisko
w Genewie
jeden z
ekspery-
mentów
„ALICE”
Budowa sub-
detektora SSD
LHC - wielki
zderzacz
hadronów
tunel LHC
(długość 27 km,
ok.100m
pod powierzchnią
ziemi)
CERN/
Meyr
in
Fizyka - a rozwój nauki i techniki, przykład 1.
11
Fizyka - a rozwój nauki i techniki, przykład 2.
Dlaczego WWW nie powstał w wielkich korporacjach przemysłowych, czy
komercyjnych?
Dlaczego nie narodził się w środowisku usług bankowych?
Przecież jest to źródło potężnych korzyści finansowych ?!
... ale (jak widać) to nie
wystarcza.
CERN
największe w świecie
laboratorium fizyki,
gdzie narodził się
World Wide Web
... 5 minut stąd!
Tablica na lotnisku w Genewie
World Wide Web (WWW) - z którego korzysta cały świat – „narodził się” w
CERN.
Rozwój fizyki - to ustawiczne poszukiwania niekonwencjonalnych rozwiązań, to
pokonywanie
wciąż nowych barier technologicznych: w elektronice, informatyce, mechanice, technice
wysokiej próżni, niskich temperatur, wysokich ciśnień itd...
12
Podsumowanie
Podsumowanie
(w ujęciu
studentów
Wydziału Fizyki
PW)