Fizika 1 keresztfélév - Villamosmérnöki alapszak

A Fizipedia wikiből
A lap korábbi változatát látod, amilyen Bokor (vitalap | szerkesztései) 2015. június 17., 10:56-kor történt szerkesztése után volt.

(eltér) ←Régebbi változat | Aktuális változat (eltér) | Újabb változat→ (eltér)

Tárgy adatok (2015/16. őszi félév)

  • Előadók: Dr. Bokor Nándor (TTK Fizika Tanszék)
  • Tantárgykód: TE11AX01
  • Követelmények: 3/1/0/v
  • Kredit: 5
  • Nyelv: magyar
  • Félévközi számonkérések:

6 kis zh (gyakorlatokon - ezekből 5 számít), 1 nagy zh

  • Félév végi jegy: írásbeli vizsga.
  • Tárgylap

Kiegészítő oktatási anyagok az érdeklődőknek

A tantárgy célkitűzése

A Fizika tantárgy célja a mérnökképzésben kettős. Egyrészt meg kell ismertetni a hallgatóságot azokkal a fizikai törvényekkel és összefüggésekkel, amelyek a konkrét műszaki problémák megoldásának az elvi hátterét adják. Másrészt ezek a törvények (és elvek) általánosságuknál fogva maghatározzák az adott kor modern természettudományos világképét is, így ennek kialakítása ugyancsak fontos feladat a mérnökképzés folyamatában. Mindez alapvetően hozzájárul a műszaki értelmiség társadalmi hitelének és tudományos presztízsének a magalapozásához.

A Fizika 1 a "Hudson-Nelson: Útban a modern fizikához" tankönyv fejezeteit követi.

A tantárgy tematikája

(Az előadások nem feltétlenül követik pontosan az alábbi ütemtervet, és a tematikában is lehetnek kis eltérések.)

1. előadás (Hudson-Nelson 1-2. fejezet):
BEVEZETÉS: A fizika tárgya és módszerei. Elmélet és megfigyelés
EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK: Tér és idő mérése. Mértékegységek átszámítása. Koordinátarendszerek és vonatkoztatási rendszerek. Hely, elmozdulás, sebesség és sebességvektor. A gyorsulás. Az egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás kinematikai egyenletei. A kinematikai egyenletek levezetése diferenciálszámítással. Az elmozdulás, sebesség és gyorsulás közötti összefüggés grafikus értelmezése. A dimenzióanalízis
SÍKBELI ÉS TÉRBELI MOZGÁS: Kétdimenziós koordinátarendszerek és a helyzetvektor. Az elmozdulás vektor. A sík- és térbeli mozgás sebessége és gyorsulása.
KÖRMOZGÁS: Síkbeli polár koordináták. A körmozgás sebessége és gyorsulása. Általános görbe vonalú mozgás
2. előadás (Hudson-Nelson 5-6. fejezet):
A NEWTON-FÉLE MOZGÁSTÖRVÉNYEK: Megfigyelések és kísérletek a pontszerű részecskék mozgására vonatkozóan. Az impulzus. Newton második törvénye. Tömeg és súly. Newton második törvényének alkalmazása. Súrlódás. Newton harmadik törvénye
3. előadás (Hudson-Nelson 6. fejezet):
MUNKA, ENERGIA, TELJESÍTMÉNY: A munka. A kinetikus energia és a munkatétel. A helyzeti (potenciális) energia. A súrlódási erő és a súrlódási hő. A teljesítmény, a hatásfok
KONZERVATÍV ERŐK ÉS AZ ENERGIA MEGMARADÁS : Konzervatív erők és nem-konzervatív erők. A a potenciális energia. A mechanikai energia megmaradása. Energia diagramok.
4. előadás (Hudson-Nelson 6., 16. fejezet):
KONZERVATÍV ERŐK ÉS AZ ENERGIA MEGMARADÁS : A mesterséges holdak mozgásának energiaviszonyai. A mozgás pályája, a Kepler törvények. Centrális erők és perdületmegmaradás. A szökési sebesség és a kötési energia. Az energia megmaradás súrlódásos rendszerekben.
5. előadás (Hudson-Nelson 8-9. fejezet):
AZ IMPULZUS MEGMARADÁS: Az impulzus megmaradás. Az erőimpulzus. Folytonosan változó impulzus. A rakétamozgás.
ÜTKÖZÉSEK: Rugalmas és rugalmatlan ütközések. A tömegközéppont és a tömegközéppont tétel.
6. előadás (Hudson-Nelson 9. fejezet + kiegészítés):
PONTRENDSZEREK DINAMIKÁJA (KIEGÉSZÍTÉS A KÖNYVHÖZ): Pontrendszerek impulzusa. Pontrendszerek perdülete. Pontrendszerek energiája. Megmaradási tételek
7. előadás (Hudson-Nelson 10-11. fejezet):
A MEREV TEST FORGÓ MOZGÁSÁNAK KINEMATIKÁJA: A forgás kinematikai leírása. Testek általános mozgása. A forgó mozgásra vonatkozó kinematikai összefüggések. Gördülés (csúszás nélkül)
A FORGÓ MOZGÁS DINAMIKÁJA: Rögzített (szimmetria) tengely körül forgó merev test mozgása. A szögsebesség vektor.
8. előadás (Hudson-Nelson 10-11. fejezet):
A FORGÓ MOZGÁS DINAMIKÁJA: A forgatónyomaték. A tehetetlenségi nyomaték. párhuzamos tengelyek tétele (Steiner tétel). Az impulzusmomentum (perdület). Rögzített szimmetriatengelye körül forgó merev test mozgása. Az impulzusmomentum (perdület) megmaradása. A forgó testen végzett munka és a forgási energia. Felületen való gördülés. A pörgettyű
9. előadás (Hudson-Nelson 14. fejezet):
A MOZGÁS LEÍRÁSA GYORSULÓ KOORDINÁTARENDSZERBEN: Egyenes vonalú gyorsuló koordinátarendszerek. Forgó koordinátarendszerek. A centrifugális erő és a Coriolis erő. A Föld forgásából származó effektusok: a Foucault inga, lövedékek mozgása, a ciklonok kialakulása.
10. előadás (Hudson-Nelson 15. fejezet):
REZGÉSEK: Egyszerű harmonikus rezgő mozgás. A harmonikus rezgő mozgás energiaviszonyai. Példák (fonálinga, torziós inga, fizikai inga). Csillapított és gerjesztett rezgések, rezonancia. Rezgések összeadása, Fourier spektrum.
11. előadás (Hudson-Nelson 18. fejezet):
HULLÁMMOZGÁS (RUGALMAS ANYAGBAN ÉS GÁZOKBAN): (1 dimenziós) Hullám leírása rugalmas szálon. A hullámegyenlet. A hullámegyenlet általános megoldása. Harmonikus hullámok. Síkbeli és térbeli hullámok. Hullámok visszaverődése. A szuperpozíció elve, állóhullámok. A Doppler jelenség. A lökéshullámok. A lebegés. dB skála.
12. előadás (Hudson-Nelson 41. fejezet):
A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET . A Galilei-transzformáció. A speciális relativitáselmélet posztulátumai. Az órák szinkronizálása. A Lorentz-transzformáció. Az egyidejűség relativitása. A nyugalmi hossz. A mozgó órák aszinkronitása. A sajátidő. Az ikerparadoxon. A kauzalitás abszolút volta.
13. előadás (Hudson-Nelson 41. fejezet):
A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET . Minkowski-diagram. Hosszkontrakció, idődilatáció tárgyalása Minkowski-diagramon. Nevezetes paradoxonok. A relativisztikus sebesség összeadás.
14. előadás (Hudson-Nelson 41. fejezet):
A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET (dinamika): A relativisztikus impulzus. A relativisztikus energia. Az általános relativitás elmélet alapgondolata.
15. előadás (Hudson-Nelson 19-20. fejezet):
AZ IDEÁLIS GÁZ ÉS A KINETIKUS GÁZELMÉLET: Az ideális gáz. Az ideális gázmodell.
HŐMENNYISÉG ÉS HŐMÉRSÉKLET: A hőmérséklet. Az állandó térfogatú gázhőmérő. A hőmennyiség. Hőfelvétel és fázisátalakulás. Hővezetés. Hőterjedés áramlással. Hőterjedés sugárzással.
16. előadás (Hudson-Nelson 21. fejezet):
A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE: Alapfogalmak. A hő, az energia, a munka és az első főtétel. Reverzibilis és irreverzibilis folyamatok. Speciális folyamatok és mólhőik.
17. előadás (Hudson-Nelson 21. fejezet):
A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE: Szabadsági fokok és az ekvipartíció tétele. Szilárd testek fajlagos hőkapacitása. A hőkapacitások hőmérsékletfüggése és a kvantált energiaskála.
18. előadás (Hudson-Nelson 22. fejezet):
A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE : A második főtétel. A Carnot körfolyamat.
19. előadás (Hudson-Nelson 22. fejezet):
A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE : Hőerőgépek hatásfoka. Néhány hőerőgép típus. Az elérhető legnagyobb hatásfok, a Carnot körfolyamat hatásfoka. A Kelvin-féle abszolút hőmérsékleti skála. A termodinamika harmadik főtétele.
20. előadás (Hudson-Nelson 23. fejezet):
AZ ENTRÓPIA : Entrópia makroszkópikus szempontból. Entrópia vizsgálata mikroszkópikus szempontból. Az entrópia és a nem felhasználható energia. Entrópia és információ. Örökmozgók.
21. előadás
TARTALÉK

Számítási gyakorlatok

A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=Fizika_1_keresztfélév_-_Villamosmérnöki_alapszak&oldid=16803”