Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Fizyka dla informatyków cz.2

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-FIZINF-2
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0533) Fizyka Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Fizyka dla informatyków cz.2
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Przedmioty uzupełniające dla IS s1
Strona przedmiotu: http://fizyka.umk.pl/~jacek/dydaktyka/fdi2/
Punkty ECTS i inne: 4.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

brak

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot obligatoryjny

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 informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny
- wykład problemowy

Skrócony opis:

Celem zajęć jest przeprowadzenia studenta przez kilka zagadnień fizyki klasycznej zgodnie ze schematem:

- postawienie problemu i przedstawienie kryjącej się za nim idei fizycznej

- równanie

- rozwiązanie analityczne dla prostych przypadków

- metoda numeryczna rozwiązywania równania w ogólnym przypadku

- pokaz doświadczeń + konkurs na porównanie zgodności wyników eksperymentalnych z obliczonymi numerycznie i analitycznie

Kontekstem dla wykładu są gry oparte na fizyce (czyli niemal wszystkie współczesne).

Pełny opis:

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

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

Metody i 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

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (zakończony)

Okres: 2022-02-21 - 2022-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jacek Matulewski
Prowadzący grup: Andrzej Karbowski, Andrzej Kędziorski, Jacek Matulewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2022/23" (zakończony)

Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jacek Matulewski
Prowadzący grup: Andrzej Karbowski, Andrzej Kędziorski, Jacek Matulewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)

Okres: 2024-02-20 - 2024-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jacek Matulewski
Prowadzący grup: Andrzej Karbowski, Andrzej Kędziorski, Jacek Matulewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/25" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2025-02-24 - 2025-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jacek Matulewski
Prowadzący grup: Andrzej Karbowski, Andrzej Kędziorski, Jacek Matulewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-2 (2024-05-20)