Fizyka dla informatyków cz.2 0800-FIZINF-2

http://fizyka.umk.pl/~jacek/dydaktyka/fdi2/

Zagadnienia wykładu:
I. Punkt materialny
1. Idea punktu materialnego
2. Równania ruchu p.m.
3. Równania różniczkowe zwyczajne (ODE)
4. Numeryczne metody rozwiązywania ODE: Euler, Mid-Point
5. Rozwiązania analityczne dla:
- spadek swobodny
- rzut ukośny
- oscylator harmoniczny tłumiony
6. Prezentacja symulacji numerycznych i ocena zgodności dla różnych parametrów (np. krok czasowy)
- zagadnienia rozwiązane analitycznie
+ Układ Słoneczny

II. Zbiór punktów materialnych z oddziaływaniami sprężystymi (ciało miękkie)
1. Siły działające w układzie z.p.m.
2. Symulacja układu (galaretka vs. tkanina)
3. Periodyczne warunki brzegowe
4. Podział na komórki

------------

Zagadnienia na ćwiczenia:
I. Analityczne całkowanie równań Newtona
1. Równanie Newtona
2. Ruch jednostajny prostoliniowy
3. Spadek swobodny
4. Rzut pionowy
5. Rzut ukośny
6. Sprawdzian

II. Numeryczne całkowanie równań Newtona (laptopy, język C)
1. Wyprowadzenie metod Eulera, Verleta i prędkościowego Verleta
2. Symulowane układy:
3. Ruch jednostajny prostoliniowy
4. Spadek swobodny
5. Rzut ukośny
6. Oscylator
7. Oscylator tłumiony
8. Sprawdzian

III. Ciało miękkie i inne zbiory oddziałujących punktów materialnych
1. Dopasowywanie długości kroku w trakcie symulacji (Euler, RK4F5)
2. Symulowane układy:
- Zagadnienie trzech ciał (Ziemia-Księżyc-pocisk)
- Zbiór oscylatorów sprzężonych

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (45h): Wykład: 15h Laboratorium: 30h Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (75h): Nauka do egzaminu: 30h Przygotowanie do ćwiczeń (zadania domowe): 45h Łącznie 120h (4 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1. Student zna numeryczne metody rozwiązywania równania Newtona (K_W01) W2. Student rozumie znaczenie idealizacji (K_W01, K_W02) W3. Student zna podstawy fizyki klasycznej i docenia wagę symulacji i modelowania numerycznego (K_W02)

Efekty uczenia się - umiejętności

U1. Student umie rozwiązywać proste problemy fizyczne metodami analitycznymi (K_U01, K_U03) U2. Student umie rozwiązywać problemy wymagające symulacji lub modelowania korzystając z metod numerycznych (K_U01, K_U03, K_U06)

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: Student jest świadomy ograniczonego zakresu kursu i tym samym wiedzy, którą posiadł na kursie (K_K01)

Metody dydaktyczne

- wykład - ćwiczenia rachunkowe + projekty

Metody dydaktyczne podające

- opis
- wykład problemowy
- wykład konwersatoryjny
- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

brak

Koordynatorzy przedmiotu

Jacek Matulewski

Kryteria oceniania

Egzamin pisemny weryfikuje efekty: W1-W3
Kolokwia weryfikują efekty: W1-W3, U1-U2

Wykład: na podstawie egzaminu
50-60% - ocena: 3
60-70% - ocena: 3+
70-80% - ocena: 4
80-90% - ocena: 4+
90-100% - ocena 5

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie kolokwium oraz nadesłanych projektów zaliczeniowych
50-60% - ocena: 3
60-70% - ocena: 3+
70-80% - ocena: 4
80-90% - ocena: 4+
90-100% - ocena 5

Literatura

M. Matyka Symulacje komputerowe w fizyce, Helion 2002
W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery Numerical Recipes in C++. Second Edition, Cambridge University Press 2002
T. Pang Metody obliczeniowe w fizyce. Fizyka i komputery, Wydawnictwo Naukowe PWN 2001
D. Potter Metody obliczeniowe fizyki, PWN 1977
J. Matulewski, T. Dziubak, M. Sylwestrzak, R. Płoszajczak GFN, Wydawnictwo Naukowe PWN 2010

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0800-FIZINF-2 w USOSweb