Automatyka i Robotyka

2011/12

Zagadnienia do egzaminu.

Mechanika

1. Wektor w kartezjańskim układzie współrzędnych.

●

wymagania:

a. obliczanie składowych wektora, długości wektora, kąta pomiędzy wektorem i osiami układu współrzędnych,

b. obliczanie sumy wektorów,

c. znajomość definicji iloczynu wektorowego i skalarnego wektorów, d. obliczanie wartości iloczynu wektorowego i skalarnego wektorów.

2. Wektory: położenia, prędkości, przyspieszenia, pędu, siły .

●

wymagania:

a. znajomość definicji wektorów położenia, prędkości liniowej i kątowej, przyspieszenia liniowego i kątowego, pędu, siły,

b. obliczanie wartości wektorów położenia, prędkości liniowej i kątowej, przyspieszenia liniowego i kątowego, pędu, siły w kartezjańskim układzie współrzędnych

3. Siły.

●

wymagania:

a. znajomość definicji i własności sił: grawitacji, sprężystości, oporu (tarcia), wyporu, dośrodkowej,elektrostatycznej,

4. I zasada dynamiki. Inercjalne układy odniesienia.

●

wymagania:

a. znajomość definicji ciała swobodnego i odosobnionego układu punktów materialnych,

b. znajomość I zasady dynamiki i definicji inercjalnego układu odniesienia, c. umiejętność opisu ruchu ciał w układach inercjalnych (dynamiczne i kinematyczne równania ruchu).

5. Układy punktów materialnych.

●

wymagania:

●

znajomość definicji układu punktów materialnych,

●

znajomość definicji środka masy układu punktów materialnych,

●

znajomość zasady zachowania pędu układu punktów materialnych,

●

umiejętność analizy ruchu środka masy układu punktów materialnych,

6. II zasada dynamiki .

●

wymagania:

a. znajomość II zasady dynamiki w układach inercjalnych,

b. siły bezwładności w ruchu postępowym i obrotowym,

c. znajomość II zasady dynamiki w układach nieinercjalnych,

d. umiejętność analizy ruchu ciał w układach nieinercjalnych.

7. III zasada dynamiki.

●

wymagania:

a. znajomość III zasady dynamiki,

b. umiejętność stosowania III zasady dynamiki do analizy ruchu ciał .

8. Praca.

●

wymagania:

a. znajomość definicji pracy,

b. znajomość definicji siły zachowawczej,energii potencjalnej i potencjału w polu siły zachowawczej,

c. znajomość związku pomiędzy siłą i energią potencjalną w polu siły zachowawczej d. umiejętność przeprowadzenia dowodu na zachowawczość lub nie zachowawczość siły,

e. praca, energia potencjalna, potencjał w polu siły grawitacji,

f. praca i energia potencjalna w polu siły sprężystości

9. Zasada zachowania energii mechanicznej.

●

wymagania:

a. znajomość definicji energii mechanicznej,

b. znajomość zasady zachowania energii mechanicznej,

c. umiejętność zastosowania zasady zachowania energii mechanicznej do analizy położeń, prędkości, równowagi i sił działających na ciała (wykresy energii potencjalnej),

10. Drgania harmoniczne proste, drgania harmoniczne tłumione, drgania harmoniczne wymuszone z tłumieniem.

●

wymagania:

a. znajomość dynamicznego i kinematycznego równania drgań harmonicznych prostych, drgań harmonicznych tłumionych, drgań harmonicznych wymuszonych z tłumieniem.

b. znajomość definicji wychylenia, amplitudy, częstości kołowej, częstotliwości, fazy, energii drgania,

c. znajomość cech w/w typów drgań, znajomość wielkości służących do opisu

przebiegu drgań (np. przesunięcie fazowe, dekrement tłumienia ), znajomość czynników mających wpływ na przebieg drgań,

d. umiejętność opisu i analizy ruchu ciał wykonujących drgania.

11. Składanie drgań równoległych i prostopadłych.

●

wymagania:

a. umiejętność opisu i analizy ruchu będącego złożeniem drgań równoległych o równych i różnych okresach, amplitudach, fazach początkowych,

b. umiejętność opisu i analizy ruchu będącego złożeniem drgań prostopadłych o równych i różnych okresach, amplitudach, fazach początkowych,

12. Ruch falowy.

●

wymagania:

a. znajomość definicji fal: mechanicznej, elektromagnetycznej, harmonicznej, płaskiej, kolistej (kulistej), poprzecznej, podłużnej,

b. znajomość własności w/w rodzajów fal,

c. znajomość definicji prędkości fazowej, amplitudy, częstości kołowej, częstotliwości, fazy , natężenia fali,

d. umiejętność opisu wpływu własności ośrodka na rozchodzenie się fal mechanicznych i elektromagnetycznych,

e. znajomość równania płaskiej fali harmonicznej,

f. znajomość definicji, sposobu powstawania i własności fal stojących, g. znajomość zasady Huygensa i umiejętność stosowania jej do opisu ruchu fal,

Optyka

1. Fale elektromagnetyczne

●

wymagania:

a. znajomość sposobu powstawania fal elektromagnetycznych, znajomość widma fal elektromagnetycznych,

b. znajomość sposobu powstawania i własności światła „naturalnego”, c. znajomość definicji fal: spolaryzowanej liniowo, częściowo liniowo, kołowo, eliptycznie, znajomość własności i sposobu opisu w/w rodzajów fal (stopień polaryzacji liniowej),

d. znajomość i umiejętność stosowania prawa Malusa,

e. znajomość metod otrzymywania światła spolaryzowanego liniowo, kołowo i eliptycznie oraz urządzeń używanych do tego celu (polaryzator liniowy, ćwierćfalówka, półfalówka),

f. znajomość zjawisk: dwójłomności i aktywności optycznej,

g. umiejętność analizy zmian natężenia i rodzaju polaryzacji wiązki światła podczas przechodzenia przez układy zawierające polaryzatory liniowe, ćwierćfalówki, kryształy jednoosiowe, substancje aktywne optycznie.

2. Światło na granicy dwóch ośrodków.

●

wymagania:

a. znajomość praw odbicia, całkowitego wewnętrznego odbicia i załamania światła, b. znajomość definicji wielkości stosowanych do sformułowania w/w praw(np. kąta padania, kąta odbicia i załamania, współczynnika odbicia, względnego i bezwzględnego współczynnika załamania, dyspersji),

c. umiejętność wykorzystania praw odbicia i załamania do analizy rozchodzenia się światła,

3. Dyfrakcja i interferencja światła.

●

wymagania:

a. znajomość definicji spójnych ciągów falowych,

b. znajomość sposobu powstawania obrazów interferencyjnych,

c. znajomość sposobu powstawania obrazów dyfrakcyjnych podczas przejścia światła monochromatycznego i białego przez szczelinę i siatkę dyfrakcyjną, d. umiejętność opisu wpływu parametrów układów optycznych (płytek, soczewek, szczelin i siatek dyfrakcyjnych ) oraz parametrów wiązek światła na powstawanie obrazów interferencyjnych i dyfrakcyjnych.