Fizika 1 - Villamosmérnöki alapszak

A Fizipedia wikiből
A lap korábbi változatát látod, amilyen Markusferi (vitalap | szerkesztései) 2014. szeptember 2., 10:17-kor történt szerkesztése után volt.


Tartalomjegyzék

Tárgy adatok (2014. őszi félév) - változtatás alatt!!

  • Előadók: Márkus Ferenc (TTK Fizika Tanszék), Barócsi Attila, Péczeli Imre (TTK Atomfizika Tanszék)
  • Tantárgykód: TE11AX21
  • Követelmények: 3/1/0/v
  • Részletes követelmények
  • Kredit: 4
  • Nyelv: magyar
  • Félévközi számonkérések:
0. zh: 2014.09.15. 18:15 - 20:00
Pót0. zh: 2014.09.22. 18:15 - 20:00
6 kis zh a számolási gyakorlatokon
Nagy zh: 2014.12.04. 08:15 - 10:00
PótNagy zh: 2014.12.15. 10:15 - 12:00

A tantárgy célkitűzése

A tárgy célja a középiskolában is már valamilyen szinten megismert fizikai jelenségek mögött megbújó törvényszerűségek rendszerezése, felépítése, egységes gondolati keretbe illesztése, végső soron a természettudományos szemlélet kialakítása és a modellalkotási készség fejlesztése. A fizika alaptörvényeiről elsajátított egyetemi szintű ismeretek nyitják meg az utat ahhoz, hogy később a képzésben részt vevő hallgató a modern korbeli tudományos és műszaki eredményekhez, eszközökhöz értő módon tudjon viszonyulni és alkotni.

A tantárgy keretében tárgyalt mechanika, speciális relativitás elmélet és hőtan csak az általános ismeretek közlésére szorítkozik. Itt elsősorban az axiomatikus felépítést és annak tapasztalati megalapozását van lehetőség megtanítani. A jelenségcentrikus képzést valamennyi előadásnál 10 perc, a tárgyhoz tartozó példafeladat bemutatása vagy demonstráció segíti.

A Fizika 1 tantárgy részletes tematikája heti bontásban - változtatás alatt!

1. előadás
Matematikai alapok
Vektorszámítás, trigonometria, egyenletek, koordinátarendszerek, függvények. Skaláris és vektoriális szorzat. Példák vektorok, vektorműveletek szemléltetésére utalva a leendő kinematikai, dinamikai összefüggésekre. Függvények változási sebessége: meredekség, érintő. Egyszerű függvények érintőjének kiszámolása (deriválása).
2. előadás
A függvénygörbe alatti terület kiszámolása. Egyszerű példák a differenciál és integrálszámítás témaköréből rámutatva a leendő kinematikai összefüggésekre.
3. előadás
Mechanika
A távolság és idő fogalma, mértékegysége, mérése. Mozgások leírása, sebesség és gyorsulás fogalma. Koordinátarendszerek. Kinematikai feladatok alaptípusai: egyenes vonalú mozgások, hajítások.
4. előadás
Körmozgások, rezgőmozgások.
5. előadás
Newton törvényei, az erő illetve a tehetetlen tömeg fogalma, mérése, mértékegysége.
6. előadás
Kölcsönhatások és erőtörvények: gravitációs és nehézségi erő, rugalmas erő, kényszererők, súrlódás és közegellenállás.
7. előadás
A súly és súlyos tömeg fogalma. Mozgásegyenletek felírása és megoldása, kezdeti feltételek szerepe. Tömegpontrendszer. Tömegközéppont.
8. előadás
A munka és a teljesítmény fogalma. Munkatétel. Konzervatív erőtér. Mozgási és helyzeti energia, a mechanikai energiamegmaradás tétele.
9. előadás
Impulzus és perdület fogalma, impulzus- és perdületmegmaradás tétele.
10. előadás
Merev testek mozgása, tömegközéppontja, impulzusa és perdülete, a tehetetlenségi nyomaték fogalma.
11. előadás
Dinamika a hétköznapokban a bolygók és műholdak mozgásától a mikromechanikai rendszerekig.
12. előadás
Rezgések. Harmonikus oszcillátor. Mozgásegyenlet és megoldása. Kinematikai mennyiségek meghatározása.
13. előadás
Csillapított és gerjesztett rezgés. Mechanikai hullámok.
14. előadás
x
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.
15. előadás
KÍSÉRLETEK: Torziós hullámok bemutatása. Hullámkádas kísérletek.. Állóhullámok kimutatása gázokban, Reubens-féle cső. Hullámok visszaverődése hullámkádban. Lebegés jelenségének a bemutatása hangvillával. Ultrahang lebegés (hallható). Chladni ábrák. Hangspektrum megjelelnítése (Fourier analízis).
AZ ELŐADÁS ANYAGA
HULLÁMMOZGÁS: (1 dimenziós) Hullám leírása rugalmas szálon. A hullámegyenlet megalkotása. 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.

11. hét

16. előadás
KÍSÉRLETEK:Gázhőmérő. Hővezetés. Hőtágulás (gyűrű-tengely rendszer).
AZ ELŐADÁS ANYAGA
AZ IDEÁLIS GÁZ ÉS A KINETIKUS GÁZELMÉLET: Az ideális gáz. Az ideális gázmodell.
HŐMENNYISÉG ÉS HŐMÉRSÉKLET: A hőmérséklet. Az állandó térfogatú gázhőmérő.A hőmennyiség, a hővezetés, a. hőterjedés áramlással, hőterjedés sugárzással (rövid összefoglalás).Hőfelvétel és fázisátalakulás.

12. hét

17. előadás
AZ ELŐADÁS ANYAGA
A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE: Alapfogalmak. A hő, az energia, a munka és az első főtétel. Reverzibilis és irreverzibilis folyamatok. Speciális folyamatok és mólhőik.
18. előadás
AZ ELŐADÁS ANYAGA
A TERMODINAMIKA ELSŐ FŐTÉTELE (Folytatás):Szabadsági fokok és az ekvipartíció tétele. Szilárd testek fajlagos hőkapacitása.A hökapacitások hőmérsékletfüggése és a kvantált energiaskála.

13. hét

19. előadás
KÍSÉRLETEK: Kísérletek Stirling motorral (hőerőgép szemléltetése).
AZ ELŐADÁS ANYAGA
A TERMODINAMIKA MÁSODIK FŐTÉTELE :A második főtétel. A Carnot körfolyamat. Hőerőgépek hatásfoka. Néhány hőerőgép típus. Az elérhető legnagyobb hatásfok, a Carnot körfolyamat hatásfoka. A Kelvin-féle abszolút hőmérsékleti skála. A termodinamika harmadik főtétele.

14. hét

20. előadás
AZ ELŐADÁS ANYAGA
AZ ENTRÓPIA : Entrópia makroszkópikus szempontból. Entrópia vizsgálata mikroszkópikus szempontból. Az entrópia és a nem felhasználható energia. Entrópia és információ. Örökmozgók.
21. előadás
KONZULTÁCIÓS GYAKORLAT

Számítási gyakorlatok - változtatás alatt!!

Elméleti gyakorló

Irodalom

"Hudson-Nelson: Útban a modern fizikához"

A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=Fizika_1_-_Villamosmérnöki_alapszak&oldid=14804”