Mechanika i termodynamika fenomenologiczna

Wymagania wstępne dla laboratorium:

1) Wiedza z fizyki i matematyki z poziomu szkoły ponadpodstawowej.

2) Znajomość odpowiednich zagadnień fizycznych istotnych w wybranych doświadczeniach.

3) Zapoznanie się ze stosowanymi metodami pomiaru oraz kolejnością czynności w trakcie wykonywania poszczególnych doświadczeń.

Zajęcia laboratoryjne

Godzinowe ekwiwalenty punktów ECTS dla cyklu kształcenia:

Godziny kontaktowe (z udziałem nauczyciela akademickiego)

Laboratorium 30

Konsultacje 2

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego: 32

Liczba punktów ECTS z udziałem nauczyciela akademickiego: 1,5

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta)

Przygotowanie się do wykonania doświadczeń 10

Studiowanie literatury w zakresie treści fizycznych 10

Przygotowanie raportów z wykonanych doświadczeń 25

Łączna liczba godzin niekontaktowych: 45

Liczba punktów ECTS za godziny niekontaktowe: 1,5

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 3

W1-3, K1 - kolokwia (kartkówki) oraz odpowiedzi ustne , ocena pisemnych sprawozdań

W2, U1, U2 - opis doświadczenia, analizy w trakcie konsultacji, ocena sprawozdania

K1- obserwacja pracy w trakcie zajęć

Zajęcia laboratoryjne polegające na wykonaniu (przez studenta bądź w zespole 2-osobowym) 7 doświadczeń z mechaniki i termodynamiki dostępnych na pracowni. Doświadczenia dają możliwość zapoznania się z podstawowymi metodami pomiarów różnych wielkości fizycznych. W niektórych z nich pomiary służą sprawdzeniu wybranego prawa fizycznego. Wykonane doświadczenia winny być opisane w postaci sprawozdania (raportu), którego elementem jest ocena niepewności przeprowadzonych pomiarów.

Wykaz dostępnych doświadczeń:

M1. Wyznaczanie gęstości powietrza.

M2a. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła matematycznego.

M2b. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą spadkownicy Atwooda.

M3. Sprawdzanie wzoru na okres drgań ciała na sprężynie.

M4a. Wyznaczanie modułu skręcenia pręta metodą dynamiczną.

M4b. Wyznaczanie momentu bezwładności brył.

M5a. Wyznaczanie momentu bezwładności wahadła krzyżowego Oberbecka.

M5b. Wyznaczanie zależności przyspieszenia kątowego od zmian momentu bezwładności.

M6a. Sprawdzenie zasady zachowania pędu dla zderzenia sprężystego.

M6b. Sprawdzenie zasady zachowania pędu dla zderzenia niesprężystego.

M7a. Wyznaczanie szybkości kulki za pomocą wahadła balistycznego skrętnego.

M7b. Wyznaczanie szybkości kulki za pomocą wahadła balistycznego i porównanie z wartością zmierzoną elektronicznie.

M9a. Wyznaczanie współczynnika tarcia tocznego za pomocą wahadła wychylnego.

M9b. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego na podstawie pomiaru okresu drgań wahadła wychylnego.

M10a. Wyznaczanie prędkości fali głosowej metodą rezonansu akustycznego.

M10b. Wyznaczanie prędkości fali głosowej w ciałach stałych za pomocą rury Kundta.

M11a. Pomiar zależności współczynnika lepkości od temperatury metodą przepływu przez rurkę kapilarną.

M11b. Wyznaczanie współczynnika lepkości metodą wypływu cieczy z naczynia przez kapilarę.

M11d. Wyznaczanie współczynnika lepkości metodą Stokesa.

M12a. Pomiar napięcia powierzchniowego metodą kapilary.

M12b. Pomiar napięcia powierzchniowego metodą pęcherzykową.

M13. Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych.

M14c. Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych metodą kalorymetryczną.

M14d. Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy z wykorzystaniem szeregowego i równoległego połączenia grzałek.

M15. Wyznaczanie współczynnika Cp/Cv dla powietrza.

M16. Pomiar zależności temperatury wrzenia wody od ciśnienia i wyznaczanie ciepła parowania.

M18. Wyznaczanie masy molowej metodą V. Mayera.

Dowolne podręczniki fizyki ogólnej oraz skrypty z opisem doświadczeń:

1. W. Bulanda, M. Sowa, H. Murlak-Stachura, Ćwiczenia eksperymentalne z fizyki – Mechanika, termodynamika, fizyka molekularna, Wyd. UMCS, Lublin 2003.

2. Z. Wroński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki – Elektryczność, Wyd. UMCS, Lublin 2003.

3. J. Sielanko, M. Sowa, Ćwiczenia eksperymentalne z fizyki – Optyka i fizyka współczesna, Wyd. UMCS, Lublin 2002.

WIEDZA

W1. Zna wybrane pojęcia i prawa fizyczne, jak również zjawiska fizyczne istotne przy wykonywaniu doświadczeń (K_W01)

W2. Zna i rozumie techniki przygotowania i przeprowadzania doświadczeń fizycznych oraz numeryczne i statystyczne metody analizy danych eksperymentalnych (K_W08).

W3. Zna i rozumie zasady bezpieczeństwa i higieny pracy pozwalające na samodzielną pracę na stanowisku pomiarowym (K_W14).

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Posiada umiejętność opisu przeprowadzonego eksperymentu, w tym przedstawienia wyników oraz oceny niepewności pomiarowych. (K_U01, K_U02 )

U2. Potrafi sam przygotować się do wykonywania eksperymentu i przeprowadzić doświadczenie, a następnie dokonać analizy wyników i wyciągnąć wnioski (K_U03, K_U04, K_U05)

KOMPETENCJE

K1. Krytycznie podchodzi do posiadanej wiedzy i wykazuje gotowość do rozwijania się (K_K01)