Фізика, частина 1
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.174.00.O.007
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Загальної фізики
Лектор: Романюк Микола Миколайович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Завдання навчальної дисципліни відповідно до освітньої програми
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей (знань, умінь, навичок):
загальні компетентності (КЗ):
1. КЗ 1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
2. КЗ 2. Здатність спілкуватися державною мовою як усно, так і письмово.
3. КЗ 4. Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.
4. КЗ 5. Здатність до пошуку, опрацювання та аналізу інформації з різних джерел.
5. КЗ 6. Навички здійснення безпечної діяльності.
6. КЗ 7. Прагнення до збереження навколишнього середовища.
7. КЗ 8. Здатність працювати в команді.
8. КЗ 9. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати рішення.
9. КЗ 10. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
Спеціальні (фахові, предметні) компетентності (КС):
1. КС 1. Здатність застосовувати знання математики, в обсязі, необхідному для використання математичних методів для аналізу і синтезу систем автоматизації.
2. КС 2. Здатність застосовувати знання фізики в обсязі, необхідному для розуміння процесів в системах автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологіях.
Результати навчання: Студент повинен:
1. знати основні фізичні поняття, величини, явища та закони фізики, які необхідні для наступного вивчення спеціальних дисциплін;
2. знати одиниці вимірювання основних фізичних величин, та вміти використовувати метод аналізу розмірності при перевірці отриманих аналітичних формул;
3. розуміти фізичну природу процесів, які використовуються у професійній діяльності фахівця, та вміти виокремити найважливіші із них;
4. мати сформований науковий світогляд та науковий стиль мислення;
5. вміти самостійно планувати та проводити простий фізичний експеримент, опрацьовувати та аналізувати його результати;
6. вміти користуватися загальновживаними вимірювальними приладами для вимірювання лінійних розмірів, механічних, термодинамічних, електричних та оптичних величин;
7. мати сформовані навики аналізу поведінки фізичних систем та розв’язування задач з різних областей фізики, пов’язаних із розв’язуванням у майбутньому інженерних задач відповідно до профілю підготовки, та проводити у наступному комп'ютерне моделювання поведінки досліджуваних систем;
8. мати сформовану широку теоретичну підготовку з метою допомогти студентам застосовувати у своїй професійній діяльності нові, сучасні фізичні ідеї та принципи;
9. мати сформовану екологічну та етичну культуру, та навики прогнозування наслідків конкретних технічних рішень для навколишнього середовища;
10. мати сформовані навики безумовного дотримання правил техніки безпеки при роботі з обладнанням на виробництві та у побуті.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни
Фізика (шкільний курс)
Хімія (шкільний курс)
Алгебра (шкільний курс)
Геометрія (шкільний курс)
Супутні навчальні дисципліни
Вища математика
Математичний аналіз
Програмування
ТАК
ТОЕ
Короткий зміст навчальної програми: Курс загальної фізики “Фізика, частина 1” призначений для ознайомлення студентів із основним курсом фізики (механіка поступального та обертального руху, коливання і хвилі, молекулярна фізика і термодинаміка, електростатика, електричний струм) на університетському рівні складності, тобто із використанням методів вищої математики для отримання аналітичних описів складних фізичних процесів. Вивчення даного курсу передбачає також розв'язування задач, та виконання лабораторних робіт із наступним вивченням обробки результатів вимірювань, освоєнням за необхідності способів їх графічного представлення, оцінкою похибок вимірювань, та аналізом отриманих експериментальних результатів.
Курс фізики служить основою для розуміння фізичної сторони процесів, які відбуваються у реальних промислових установках, і допомагає створювати математичні моделі відповідних процесів для автоматизованих систем керування.
Опис: 1. Фізичні основи механіки
Кінематика поступального руху матеріальної точки.
Закони динаміки поступального руху.
Механіка обертального руху твердих тіл.
Рівняння динаміки обертального руху тіла. Кінетична енергія обертального руху. Закон збереження моменту імпульсу.
Механіка рідин і газів.
Рівняння неперервності потоку.
Рівняння Бернуллі. В'язкість. Закон Ньютона для в'язких речовин. Формула Пуазейля.
Витікання рідини із посудини через отвір та через насадки. Трубка Піто, трубка зонд, трубка Піто-Прандтля. Струминний насос.
2. Коливання і хвилі
Гармонічні коливання. Додавання гармонічних коливань одного напрямку і частоти. Биття. Додавання взаємно-перпендикулярних коливань.
Вільні коливання системи з втратами енергії.
Вимушені коливання системи з втратами енергії. Резонанс.
Механічні хвилі у пружному середовищі.
3. Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів
Статичний та термодинамічний методи дослідження.
Розподіл Максвелла. Барометрична формула. Розподіл Больцмана.
4. Термодинаміка
Перший закон термодинаміки. Робота газу при зміні його об’єму. Кількість теплоти.
Адіабатний процес. Рівняння стану ідеального газу при адіабатному процесі.
Явища перенесення.
Теплові двигуни та холодильні машини. Коловий процес. Цикл Карно. Другий закон термодинаміки. Ентропія.
Реальні гази. Рівняння Ван дер Ваальса. Критичний стан.
5. Електростатика
Закон збереження електричного заряду. Напруженість та потенціал електричного поля. Напруженість як градієнт потенціалу.
Теорема Остроградського-Гауса для електричного поля у вакуумі.
Електричне поле у діелектриках. Типи діелектриків. Теорема Остроградського-Гауса для електричного поля в діелектрику.
Провідники в електричному полі. Ємність провідника. Конденсатори. Енергія електростатичного поля.
6. Постійний електричний струм.
Закон Ома. Теплова дія струму. Закон Джоуля-Ленца.
Електричний струм у металах, електролітах та вакуумі.
Електричний струм у газах. Види електричного розряду та їх застосування.
Методи та критерії оцінювання: Критерії оцінювання результатів навчання студентів
Максимальна оцінка в балах за різні види навчальної активності
Поточний контроль (ПК) 40 балів,
у тому числі:
Лабораторні заняття – 20 балів,
Практичні заняття – 10 балів,
Розрахунково-графічні роботи – 10 балів.
Екзаменаційний контроль – 60 балів,
із них
за письмову компоненту – 50 балів,
за усну компоненту – 10 балів.
Разом за дисципліну –100 балів
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах за різні види навчальної діяльності розподілена наступним чином:
Поточний контроль (ПК) :
Лабораторні заняття: 20 балів
Практичні заняття: 10 балів
РГР : 10 балів
Максимальна сума за П : 40 балів
Екзаменаційний контроль (ЕК) :
письмова компонента: 50 балів
усна компонента : 10 балів
Максимальна сума за ЕК : 60 балів
Разом за дисципліну : 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: Порядок та критерії виставляння балів та оцінок:
Поточний контроль (ПК):
Лабораторні заняття:
1) 10 балів – за розв’язування тестів до лабораторних робіт у ВНС;
2) 10 балів – за надіслані на перевірку звіти про виконання лабораторних робіт;
Практичні заняття:
1) 10 балів – за розв’язування тестів до теоретичного курсу у ВНС;
РГР:
1) 10 балів за 10 розв’язаних задач до свого індивідуального номера завдання у ВНС;
Максимальна оцінка за поточний контроль – 40 балів.
Екзаменаційний контроль (ЕК):
Письмова компонента:
1) тестові питання – 20 питань по 1 балу кожне (разом максимально 20 балів)
1) два теоретичні питання по 5 балів кожне (ручна перевірка відповіді)
2) дві задачі по 10 балів кожна (ручна перевірка відповіді)
Усна компонента:
Відповіді на два короткі теоретичні питання – по 5 балів максимум за одне питання. Пдготовка до відповіді – не передбачена.
Максимальна оцінка за екзамен – 60 балів.
Максимальна оцінка за семестр ПК + ЕК 100 балів.
Критерії оцінювання теоретичного питання
1) Чи відповідає надіслана відповідь на поставлене питання?
2) Чи висвітлено суть фізичного закону, явища?
3) Чи записано формули, які описують закон чи явище математично у відповіді?
4) Чи описані фізичні величини, які входять у формули?
5) Чи вказано розмірності вимірювання фізичних величин?
Ствердна відповідь на кожне із п’яти питань відповідає одному балу за це питання.
Критерії оцінювання розв’язку задачі (1 бал за пункт):
1) Наявність короткої умови задачі.
2) Переведення числових даних у систему СІ.
3) Пояснення обраного ходу розв’язку задачі.
4) Наявність рисунка.
5) Запис вихідних фізичних формул.
6) Наявність математичних викладок, на основі яких знаходять робочу формулу.
7) Перевірка розмірності отриманого результату.
8) Підстановка числових даних у робочу формулу
9) Отримане числове значення відповіді
10) Акуратність запису розв’язку, можливість його однозначно прочитати.
Рекомендована література: Рекомендована література до теоретичного курсу
1. Фізика і енергетика Навчальний посібник [Текст] / І.Р. Зачек, І.Є. Лопатинський, Ф.М. Гончар, І.Є. Мороз, М.М. Романюк – Львів.: Ліга-Прес, 2020. – 372с.
2. Фізика і енергетика Навчальний посібник [Текст] / І.Р. Зачек, І.Є. Лопатинський, Ф.М. Гончар, І.Є. Мороз. – Львів.: Ліга-Прес, 2015. – 368с.
3. Фізика Навчальний посібник [Текст] / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, Г.А. Ільчук, Б.М. Романишин – Львів.: Афіша, 2009 . – 385с.
4. Фізика Навчальний посібник [Текст] / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, Г.А. Ільчук, Б.М. Романишин – Львів.: Афіша, 2005 . – 394с.
5. Курс фізики Навчальний посібник [Текст] / І.Р. Зачек, І.М. Кравчук, Б.М. Романишин, В.М. Габа, Ф.М. Гончар. За ред. І.Є. Лопатинського – Львів.: Бескид-Біт, 2002. – 376с.
6. І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук, П.П. Луцик. Загальний курс фізики. [Текст] : В 3 ч. Том 1. Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка / І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук, П.П. Луцик. – Київ.: Техніка, 1999. – 536с.
7. І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук, П.П. Луцик. Загальний курс фізики. [Текст]: В 3 ч. Том 2. Електрика і магнетизм / І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук, П.П. Луцик. – Київ.: Техніка, 2001. – 452с.
8. І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук. Загальний курс фізики. [Текст] : В 3 ч. Том 3. Оптика. Квантова фізика / І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук. – Київ.: Техніка, 1999. – 520с.
9. П.М. Воловик. Фізика для університетів. [Текст] / П.М. Воловик. – Київ.: Ірпінь : Перун, 2005.- 864 с.
10. І.Р. Зачек, І.Є. Лопатинський, Й.Я. Хром’як. Висвітлення досягнень українських фізиків у курсі фізики: Методичний посібник [Текст] / За ред. Ю.К. Рудавського. – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2003. – 84с.
Література до практичних занять.
1. Збірник задач з фізики. Навчальний посібник [Текст] / А.М. Андрейко, І.В. Бандрівчак, С.Р. Баран та ін. За ред. І.Є. Лопатинського, А.М. Андрейка. – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2010 . – 320с.
2. І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, В.М. Середа, Т.Д. Крушельницька, Н.А. Українець. Збірник задач з фізики. - Львів, Вид. НУ „ЛП”, 2003 р.
3. Задачі з фізики. Методичні вказівки. Приклади розв’язування. - Львів, Вид. НУ „ЛП”, 2001 р.
Література до лабораторних занять.
1. Лабораторний практикум з фізики. Частина 1. Механіка та молекулярна фізика / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, С.О. Юр'єв та ін. – Львів, Вид. НУ ЛП, 2015 . – 188с.
2. Лабораторний практикум з фізики. Частина 1. Механіка та молекулярна фізика / За ред. І.Є. Лопатинського – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2010 . – 204с.
3. Лабораторний практикум з фізики. Частина 1. Механіка та молекулярна фізика / За ред. І.Є. Лопатинського – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2002 . – 184с .
4. Лабораторний практикум з фізики. Частина 2. Електрика і магнетизм / За ред. І.Є. Лопатинського – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2006 . – 204с.
Допоміжна література
1. Савельев И.В. Курс физики [Текст] : в 3 ч. Т. 1. Механика, молекулярная физика / И.В. Савельев – М.: Наука, 1989. – 350с.
2. Савельев И.В. Курс физики [Текст] : в 3 ч. Т. 2. Электричество, колебания и волны, волновая оптика / И.В. Савельев – М.: Наука, 1989. – 462с.
3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. Учеб. пособие для втузов [Текст] / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Высш. шк., 1989. – 608с.
4. Физический практикум. Электричество и оптика. [Текст] / под ред. В.И . Ивероновой – М.: Наука, 1968. – 806с.
5. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. [Текст] / В.С. Волькенштейн. – М.: Наука, 1973. – 380с.
Навчально-методичне забезпечення
1. Визначення відношення теплоємностей Cp/Cv повітря методом Клемана – Дезорма. Методичні вказівки до лабораторної роботи №30 з курсу загальної фізики для студентів всіх форм навчання. [Текст] / І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, О.Б. Біленька, М.М. Романюк. – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2014 . – 7с.
2. Біленька О.Б., Дубельт С.П., Коломієць О.В., Лобойко В.І., Романюк М.М. Методичні вказівки до розв’язування задач з курсу загальної фізики. «Електростатика». [Текст] / О.Б. Біленька, С.П. Дубельт, О.В. Коломієць, В.І. Лобойко, М.М. Романюк. – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2014. – 36с.
3. Методичні вказівки до розв’язування задач з курсу загальної фізики «Молекулярна фізика і термодинаміка» [Текст] / М.С. Каркульовська , М.М. Романюк, О.Б. Біленька. – Львів.: Вид. НУ ЛП, 2015. – 60с.
9. Інформаційні ресурси
Лабораторний практикум з фізики. Частина 1. http://imfn.lviv.ua/zf/?page_id=188
Лабораторний практикум з фізики. Частина 2. http://imfn.lviv.ua/zf/?page_id=189
І.Є. Лопатинський, І.Р. Зачек, Г.А. Ільчук, Б.М. Романишин. Фізика для інженерів Львів.: Вид. НУ ЛП, 2009. - 385 с. http://www.twirpx.com/file/685789/
Курс у віртуальному навчальному середовищі
Фізика, частина 1
Уніфікований додаток: Уніфікований додаток
Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика академічної доброчесності
Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).