Fizika 1 - Villamosmérnöki alapszak

Tartalomjegyzék

1 Tárgy adatok (2019. őszi félév)
2 A tantárgy célkitűzése
3 A vizsgára való felkészülést segítendő a heti tematika, a gyakorlatok feladatai és megoldásai: A Fizika 1 tantárgy részletes tematikája heti bontásban
4 Számolási gyakorlatok
5 Feladatmegoldó és elméleti gyakorló
6 Zh feladatsorok
7 Irodalom
8 IMSc-képzés

Tárgy adatok (2019. őszi félév)

Előadók: Márkus Ferenc (TTK Fizika Tanszék), Sarkadi Tamás (TTK Atomfizika Tanszék)
Tantárgykód: TE11AX21
Követelmények: 3/1/0/v
Részletes követelmények
Kredit: 4
Nyelv: magyar

Félévközi számonkérések: 4 kiszh a gyakorlatokon +

Nagy zh: 2019. november 14. 8.15-9.45 (A dolgozatírás kezdődik 8.15-kor!), termek: VA0 (Márkus F.) kurzus CHFMAX; VB0 (Sarkadi T.) kurzus K234; IMSC (Bokor N.) kurzus E1B

PótNagy zh: 2019. november 28. 8.15-9.45 (A dolgozatírás kezdődik 8.15-kor!), terem: CHFMAX (minden kurzusnak)

PótKis zh: 2019. december 16.

PótpótNagy vagy PótpótKis zh: 2019. december 19. 8.15-10.00, terem: F3213(Csak az egyik írható meg! A neptunban jelentkezni kell!):

Félév végi jegy: írásbeli vizsga

A vizsga menete:

A 8.00 órai kezdés azt jelenti, hogy a vizsgalap a padon van és hozzá lehet kezdeni a kidolgozáshoz.

A vizsgaterembe legkésőbb 7.55-kor lehet belépni. Belépéskor a mobiltelefonokat és egyéb kommunikáló eszközöket a táskába, kabátba kell betenni. A táskát, kabátot a fogasokra, illetve a padsorok végében a falhoz kell elhelyezni. Ezt követően az ülésrendnek megfelelően mielőbb le kell ülni. A belépéssel egyidőben megkezdődik a vizsga, tehát nem lehet írott dolgokat lapozgatni, egymással beszélgetni, és egyáltalán bármivel a vizsgakezdést akadályozni. A dolgozatokat 8 óra előtt egy-két perccel elkezdjük kiosztani, azért, hogy a dolgozatírás 8 órakor megkezdődhessen és 10 órakor befejeződhessen.

A vizsga során íróeszközöket használhatnak, és személyi azonosítóval igazolják magukat.

Tárgylap

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 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 10-15 perc tárgyhoz tartozó példafeladat bemutatása, video vagy demonstráció segíti.

A vizsgára való felkészülést segítendő a heti tematika, a gyakorlatok feladatai és megoldásai: A Fizika 1 tantárgy részletes tematikája heti bontásban

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.

2. előadás

A függvénygörbe alatti terület kiszámolása. Egyszerű példák, amelyek rámutatnak a leendő kinematikai összefüggésekre.

Függvénygörbe alatti terület

3. előadás

Mechanika

A távolság és idő fogalma, mértékegysége, mérése. Mozgások leírása, sebesség és gyorsulás fogalma. Koordinátarendszerek. Kinematikai feladatok alaptípusai: egyenes vonalú mozgások, hajítások.

Kinematika

Útmutató fizika feladatok megoldásához

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.

Erőtörvények

7. előadás

Mozgásegyenletek felírása és megoldása, kezdeti feltételek szerepe. A súly és súlyos tömeg fogalma. Gyorsuló vonatkoztatási rendszerek, tehetetlenségi erők. 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

Hullámegyenlet és általános megoldása. Hullámok terjedési sebessége. Hullámtulajdonságok. Hullámok visszaverődése. Hullámok szuperpozíciója. Állóhullámok. Doppler-effektus.

15. előadás

Rezgések és hullámok a hétköznapokban: az időmérésre használt kvarc oszcillátoroktól az ultrahangos orvosi diagnosztikáig.

16. előadás

A hőmérséklet fogalma, mérése, kinetikus értelmezése. Belső energia, munkavégzés, hőközlés. Termodinamikai folyamatok.

17. előadás

Hőerőgépek, hőszivattyúk, hűtőgépek, termodinamikai körfolyamatok.

18. előadás

A termodinamika főtételei.

19. előadás

Fázisátalakulások. Ideális gázok állapotegyenlete. Fajhő és hőkapacitás.

20. előadás

Hővezetés, hőáramlás hősugárzás.