Fizika 1 - Villamosmérnöki alapszak

A Fizipedia wikiből
A lap korábbi változatát látod, amilyen Tatrai (vitalap | szerkesztései) 2012. február 23., 15:26-kor történt szerkesztése után volt.

Tartalomjegyzék

0. zh eredmények (2012-02-06; 2012-02-13)

Eredmények

Tárgy adatok (2012. tavaszi félév)

  • Előadók: Orosz László (TTK Fizika Tanszék), Barócsi Attila, Péczeli Imre (TTK Atomfizika Tanszék)
  • Tantárgykód: TE11AX01
  • Követelmények: 3/1/0/v
  • Részletes követelmények
  • Kredit: 5
  • Nyelv: magyar
  • Félévközi számonkérések: 6 kis zh a számítási gyakorlatokon, 1 nagy zh (ápr.19. 8-10h, CH Max, E1A, E1B, E1C, FE; pót zh: május 16. 10-12h)
  • Félév végi jegy: íresbeli vizsga.
  • Tárgylap
  • Keresztfélévre vonatkozó információk

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 keretében tárgyalt mechanika, a hőtan és az elektrodinamika csak az általános ismeretek közlésére szorítkozik. Itt elsősorban az axiomatikus felépítést és annak tapasztalati megalapozását kell megtanítani. A jelenségcentrikus képzést valamennyi előadásnál 15-20 perc, a tárgyhoz tartozó demonstráció segíti.

A tantárgy részletes tematikája (heti bontásban)

1. hét

1. előadás
KÍSÉRLETEK: Kísérletek légpárnás sínen (egyenes vonalú mozgások). Mikola cső. Galilei lejtő, Galilei ejtőzsinór.
AZ ELŐADÁS ANYAGA
BEVEZETÉS: A fizika tárgya és módszerei. Elmélet és megfigyelés. Tér, idő, mérés.
EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK: A gyorsulás. Az egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás kinematikai egyenletei. A kinematikai egyenletek levezetése diferenciálszámítással.
SÍKBELI ÉS TÉRBELI MOZGÁS: Koordinátarendszerek és vonatkoztatási rendszerek. Hely, elmozdulás, sebesség és sebességvektor. Kétdimenziós koordinátarendszerek és a helyzetvektor. Az elmozdulás vektor. A sík- és térbeli mozgás sebessége és gyorsulása.
KÖRMOZGÁS: Síkbeli polár koordináták. Egységvektorok deriválása. A körmozgás sebessége és gyorsulása. Általános görbe vonalú mozgás.

2. hét

2. előadás:
KÍSÉRLETEK: A tehetetlenségi törvény szemléltetése (madzagtépés, diótörés fejen) Erők vektori összegezése.
AZ ELŐADÁS ANYAGA
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
MUNKA: A mechanikai munka definíciója.
3. előadás
MUNKA, ENERGIA, TELJESÍTMÉNY: A kinetikus energia és a munkatétel. A helyzeti (potenciális) energia.. A teljesítmény

3. hét

4. előadás
KÍSÉRLETEK:Ütközések légpárnás sínen. Rakétamozgás (cseppfolyós nitrogénnal).
KONZERVATÍV ERŐK ÉS A MECHANIKAI ENERGIA MEGMARADÁS :Konzervatív erők és nem-konzervatív erők. A potenciális energia. A gravitációs erő és potenciál. A centrális erőtér. A mechanikai energia megmaradása. Energia diagramok. A mesterséges holdak mozgásának energiaviszonyai. A mozgás pályája, a Kepler törvények (csak röviden!) A szökési sebesség és a kötési energia. Az energia megmaradás súrlódásos rendszerekben, (a mechanikai) energia fogalom általánosítása. A mikroszkopikus és makroszkopikus szemlélet (174.oldal!).

4. hét

5. előadás
A TÖMEGPOT PERDÜLETE. Centrális erők és a perdület megmaradása.
AZ IMPULZUS MEGMARADÁS : Az impulzus megmaradás. Az erőimpulzus. Az m(t) tömegű testek dinamikája. A rakétamozgás.
ÜTKÖZÉSEK (csak röviden!): Rugalmas és rugalmatlan ütközések. A tömegközéppont és a tömegközéppont tétel kétrészecske ütközések során.
6. előadás (Hudson-Nelson 183-221 oldal):
PONTRENDSZEREK DINAMIKÁJA: A tömegközéppont tétel. Pontrendszerek impulzusa, perdülete, energiája. Pontrendszerek dinamikája: Impulzus, perdület, energia megváltoz(tat)ása.

5. hét

7. előadás
KÍSÉRLETEK: Kísérletek fogó széken. Pörgettyűmozgás.

Megjegyzés: A merev testek dinamikáját a KIEGÉSZÍTÉS-ben elmondottak már jól előkészítették. Itt már csak hivatkozni kell rá: 10.4, 12.2, 12.8, 13.2, 13.5

PONTRENDSZEREK(folyt.) Pontrendszerek perdülete. Pontrendszerek energiája. Megmaradási tételek
A MEREV TEST FORGÓ MOZGÁSÁNAK KINEMATIKÁJA (csak röviden)

Testek általános síkmozgása. A síkbeli forgás kinematikai leírása, a szögsebesség (skalár) és a szöggyorsulás. Gördülés (csúszás nélkül)

A FORGÓ MOZGÁS DINAMIKÁJA (csak röviden) Rögzített (szimmetria) tengely körül forgó merev test mozgása. A szögsebesség vektor.

6. hét

8. előadás
MEREV TEST FORGÓ MOZGÁSÁNAK DINAMATIKÁJA (folyt.) A tehetetlenségi nyomaték. Az impulzusmomentum (perdület) A forgatónyomaték.
9. előadás
MEREV TESTEK (folyt.)A tehetetlenségi nyomaték és párhuzamos tengelyek tétele (Steiner tétel). Az impulzusmomentum (perdület) megmaradása. A forgó testen végzett munka és a forgási energia. Felületen való gördülés dinamikája. A pörgettyű.

7. hét

10. előadás
KÍSÉRLETEK:Centrifugál regulátor és szeparátor. Forgó rugalmas gyűrű torzulása. Forgó széken lengő inga. Coriolis erőhatás kimutatása kormozott forgó lappal.
A MOZGÁS LEÍRÁSA GYORSULÓ KOORDINÁTARENDSZERBEN (csak röviden) : 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.

8. hét

11. előadás
A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET (Alapfogalmak). A Galilei-transzformáció. A speciális relativitáselmélet posztulátumai. Az órák szinkronizálása. A Lorentz-transzformáció.
12. előadás
A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET (Kinematika) . A nyugalmi hossz. A mozgó órák aszinkronitása. A sajátidő. Az ikerparadoxon. A kauzalitás abszolút volta.


9. hét

13. előadás
A SPECIÁLIS RELATIVITÁSELMÉLET (Dinamika): A relativisztikus impulzus. Nyugalmi tömeg. A relativisztikus sebesség összeadás. A relativisztikus energia. Az általános relativitás elmélet alapgondolata

10. hét

14. előadás
KÍSÉRLETEK:Szabad és gerjesztett csillapított rezgések bemutatása rugós rendszeren. Pohl- féle torziós inga.
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)

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 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
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
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).
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 ENTRÓPIA : Entrópia makroszkópikus szempontból. Entrópia vizsgálata mikroszkópikus szempontból. Az entrópia és a nem felhasználható energia. Entrópia és információ. ÖrökmozgókAZ
21. előadás
KONZULTÁCIÓS GYAKORLAT

Számolási gyakorlatok

A lap eredeti címe: „https://fizipedia.bme.hu/index.php?title=Fizika_1_-_Villamosmérnöki_alapszak&oldid=3348”