Pracownia astrofizyki teoretycznej I 0800-PATEO1

https://www.home.umk.pl/~mariusz.tarnopolski/home/students/pateo1/ (w cyklu 2025/26Z)

Student realizuje kolejno przedstawione tematy w formie zadań polegających na obliczeniach numerycznych i opracowaniu raportu. Przewidziane są następujące tematy ogólne:
• Rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu za pomocą samodzielnie opracowanych programów oraz oprogramowania dostępnego w domenie publicznej
• Analiza numeryczna planetarnego zagadnienia dwóch ciał

W cyklu 2025/26Z:

Student realizuje kolejno przedstawione tematy w formie zadań polegających na obliczeniach numerycznych i opracowaniu raportu. Przewidziane są następujące tematy ogólne:
• Rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu za pomocą samodzielnie opracowanych programów oraz oprogramowania dostępnego w domenie publicznej (python)
• Analiza numeryczna planetarnego zagadnienia dwóch ciał
• Analiza numeryczna rotacji asferycznego ciała niebieskiego (satelity planetarnego)
• Analiza numeryczna planetarnego zagadnienia N-ciał

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( 45 godz.): - udział w laboratoriach - 45 godz. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 45 godz.): - przygotowanie do bieżących zajęć oraz sporządzenie raportu - 45 godz. Łącznie: 90 godz. (3 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna podstawowe procesy dynamiczne istotne w ewolucji układów planetarnych (efekt kierunkowy K_W01, K_W03) W2: zna wybrane metody numeryczne wykorzystywane w zagadnieniach mechaniki nieba (efekt kierunkowy K_W02) W3: zna wybrane aktualne zagadnienia badawcze w obszarze badań systemów planetarnych (efekt kierunkowy K_W05)

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: potrafi wykorzystać oprogramowanie do analizy planetarnego problemu N-ciał (efekt kierunkowy K_U01, K_U03, K_U04) U2: potrafi samodzielnie opracować proste programy obliczeniowe w wybranym języku programowania (efekt kierunkowy K_U01, K_U03, K_U08)

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: wie jak korzystać z artykułów naukowych w celu uzupełniania braków wiedzy (efekt kierunkowy K_K01) K2: ma świadomość znaczenia rzetelności i uczciwości w procesie badawczym oraz przy opracowywaniu wyników badań (efekt kierunkowy K_K02)

Metody dydaktyczne

- klasyczna metoda problemowa - laboratoryjna

Metody dydaktyczne eksponujące

- pokaz

Metody dydaktyczne podające

- opis

Metody dydaktyczne poszukujące

- klasyczna metoda problemowa
- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

kanon (atrybut wycofany)

Wymagania wstępne

brak

Koordynatorzy przedmiotu

W cyklu 2022/23Z:

Cezary Migaszewski

W cyklu 2025/26Z:

Mariusz Tarnopolski

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
raport z wykonanych zadań - W1, W2, W3, U1, U2, K1, K2

Kryteria oceniania:
średnia z ocen wykonania poszczególnych zadań

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

1. S. Wierzbiński, "Mechanika nieba", Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973
2. W. H. Press i in., "Numerical recipes", Cambridge University Press, 2007

W cyklu 2025/26Z:

● Podręczniki do mechaniki (nieba i klasycznej):
• H. Goldstein, P. Poole & J. L. Safko, "Classical Mechanics: third edition", Addison Wesley 2001
• J. M. A. Danby, "Fundamentals of Celestial Mechanics" The Macmillan Company, New York 1962
• A. Morbidelli, "Modern Celestial Mechanics: Aspects of Solar System Dynamics", CRC Press 2002
• W. Greiner, "Classical Mechanics. Systems of Particles and Hamiltonian Dynamics", Springer Berlin Heidelberg 2010

● Metody numeryczne:
• W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling & B. P. Flannery, "Numerical recipes. The Art of Scientific Computing", Cambridge University Press 2007

● Publikacje w czasopismach specjalistycznych:
• P. G. L. Leach & G. P. Flessas, "Generalisation of the Laplace-Runge-Lenz Vector", Journal of Nonlinear Mathematical Physics 10, 340-423 (2003)
• V. M. Gorringe & P. G. L. Leach, "Conserved Vectors and Orbit Equations for Motions in Two and Three Dimensions", [w:] "Finite Dimensioinal Integrable Nonlinear Dynamical Systems", Eds.: P. G. L. Leach, W. H. Steeb, World Scientific Publ., Singapore, 190-204 (1988)
• J. Wisdom, S. J. Peale & S. Mignard, "The Chaotic Rotation of Hyperion", Icarus 58, 137-152 (1984)
• M. Tarnopolski, "Rotation of an oblate satellite: Chaos control", Astronomy and Astrophysics 606, A43 (2017)
• M. Tarnopolski, "Influence of a second satellite on the rotational dynamics of an oblate moon", Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 127, 121-138 (2017)

Dodatkowe materiały podane w trakcie zajęć.

Uwagi

W cyklu 2025/26Z:

Metody oceniania:
- raport z wykonanych zadań (W1, W2, W3, U1, U2, K1, K2)

Kryteria oceniania:
- dopuszczalne są maksymalnie 2 nieusprawiedliwione nieobecności
- średnia arytmetyczna z ocen wykonania poszczególnych raportów

Więcej informacji

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

Strona przedmiotu 0800-PATEO1 w USOSweb