1. A tárgyprogram legutolsó módosításának kelte: 1997. október 2.
2. A tárgy felelõs tanszéke és oktatói: Kémiai Fizika Tanszék,
Dr. Noszticzius Zoltán egyetemi tanár és
Dr. Farkas Henrik egyetemi docens
3. Heti óraszám: 4 óra ea., követelmény: vizsga, nincs gyakorlati jegy, kredit érték: (4)
4. A tárgy helye a tantervben: 1. modul
5. Kötelezõ elõzetes követelmény: Matematika II. BMETE921252 vagy Matematika B2 BMETE901918 és Differenciálegyenletek BMETE921037
6. Ajánlott elõzetes, vagy ajánlott együttes követelmény: nincs
7. Átfedés más tárgyak programjával: nincs
8. Tantárgyi követelmények:
Félévközi követelmény: Az órák látogatása javasolt, de félévközi tudásfelmérés nincs.
Vizsga: A félévvégi vizsga szóbeli formában történik tételek alapján. A szóbeli vizsgán felkészülési idõ áll rendelkezésre, ahol a vizsgázónak lehetõsége van a kapott vizsgatételek vázlatos kidolgozására.
9. Irodalom: Láng László (szerk.): Kísérleti Fizika 60930
tanszéki segédanyagok (a tanszéken kaphatók):
Farkas Henrik - Wittmann Marian: Fizika I., jegyzetkiegészítés
Noszticzius Zoltán - Wittmann Marian: Elektrodinamika, jegyzetkiegészítés
10. Részletes tárgyprogram:
1. MECHANIKA
Alapfogalmak
Testmodellek. Pontmechanika. Kinematika - dinamika - sztatika.
Vonatkoztatási rendszer és koordinátarendszer.
Descartes-koordinátarendszer. Polárkoordinátarendszer.
Koordinátatranszformációk.
2 óra
Pontkinematika
Helyvektor, elmozdulás, út. Sebesség. Átlagsebesség.
Egyenesvonalú mozgás, egyenletes mozgás.
Gyorsulás. Egyenletesen gyorsuló mozgás.
Szögsebesség és szöggyorsulás síkbeli mozgásnál és merev test forgó mozgásánál.
Tangenciális és centripetális gyorsulás. Simuló kör.
Körmozgás. Egyenletes körmozgás.
2 óra
A dinamika axiómái
Az I. axióma. Inerciarendszer. A II. axióma. Erõ és tömeg. Súly és súlytalanság. Súlyos és tehetetlen tömeg. A III. axióma.
Az erõk szuperpozíciójának elve.
Erõtörvény. Példák erõtörvényekre.
Mozgásegyenlet. (Példák a mozgásegyenletek alkalmazásaira: lásd késõbb.)
2 óra
Tehetetlenségi erõk
A mozgásegyenlet nem-inerciarendszerekben. Transzlációs tehetetlenségi erõ, centrifugális erõ.
1 óra
Pontrendszerek és kontinuumok alapfogalmai
Belsõ és külsõ erõk. A pontrendszer mozgásegyenlete.
A tömegközéppont fogalma. Súlypont.
1 óra
Impulzus és impulzusmomentum
Tömegpont impulzusa. Kiterjedt test impulzusa.
Impulzustétel pontra és kiterjedt testre. A tömegközéppont tétele.
Impulzusmegmaradási tétel.
Vektor momentuma. Vonatkoztatási pont, kar.
Impulzusmomentum. Erõmomentum: forgatónyomaték. Az impulzusmomentum tétele pontra és kiterjedt testre. Az impulzusmomentum megmaradásának tétele. Centrális erõtér.
2 óra
Munka és energia. Konzervatív erõtér
Tömegponton végzett munka. Teljesítmény, átlagteljesítmény.
Energia, energiamegmaradás. Tömegpont és pontrendszer kinetikai energiája. A kinetikai energia tétele.
Konzervatív erõtér. Potenciális energia. Erõvonalak és ekvipotenciális felületek. Gravitációs tér térerõssége és potenciálja.
Mechanikai energia. A mechanikai energia megmaradási tétele. A konzervatív erõtér kritériumai.
Hamilton-függvény, Hamilton-egyenletek konzervatív erõtérben mozgó tömegpontra.
Disszipatív erõk.
4 óra
Példák, alkalmazások.
Mozgás homogén erõtérben.
Rezgõmozgások: harmonikus, csillapodó, gerjesztett rezgés.
Nyugvó kényszerek. Felület. Nyújthatatlan kötél.
Matematikai inga. Síkinga. Kúpinga.
Ponttöltés mozgása mágneses térben.
A bolygómozgás.
Súrlódás. Görbült lejtõ. Síklejtõ.
4 óra
Merev testek
Transzláció és rotáció. Általános mozgás.
Tengelyre vonatkozó tehetetlenségi nyomaték. Merev test forgása rögzített tengely körül. Forgási energia. Fizikai inga. Torziós inga.
Merev testre ható erõ eltolhatósága. Egyenértékû erõrendszer. Erõpár.
2 óra
A kontinuummechanika alapjai
A kontinuum mozgásának leírása. A mozgás felbontása haladó mozgásra, forgásra és alakváltozásra.
Térfogati és felületi erõk. A kontinuum mozgásegyenlete. Feszültségtenzor. Húzó- és nyírófeszültségek.
A dilatációs tenzor.
3 óra
Rugalmas testek
Hooke törvény.
Egyszerû nyújtás. Harántkontrakció. Young-modulus és Poisson-arány.
Egyszerû nyírás: torziós modulus.
2 óra
Fluidumok
Folyadékok és gázok sztatikája. Arkhimédész törvénye, úszás.
Ideális és viszkózus fluidum. Áramlási jellemzõk. Mozgásegyenletek.
Kontinuitási egyenlet és alkalmazása áramlási csõre.
A kinetikai energia tételének alkalmazása ideális fluidum áramlására: Bernoulli-egyenlet. Alkalmazások.
Viszkozitás. Viszkózus fluidum mozgásegyenlete: a Navier-Stokes-egyenlet. Stacionárius áramlás hengeres csõben.
Közegellenállás. Hidrodinamikai felhajtóerõ.
Turbulencia.
5 óra
2. ELEKTRODINAMIKA
A Maxwell-egyenletek lokális és globális alakja. Az elektrodinamika felosztása a Maxwell-egyenletek alapján. Elektromos alapjelenségek. Megosztás és polarizáció. Coulomb törvénye. Elektrosztatikus erõtér. Pontszerû töltés tere.
1 óra
Az elektromos megosztás vektora. A dielektromos indukció fluxusa, az elektrosztatika elsõ alaptörvénye, Gauss-tétel. Elektromos töltéssûrûség. Elektromos feszültség. Az elektrosztatika második alaptörvénye, az elektromos potenciál.
1 óra
Ekvipotenciális felületek. A töltés elhelyezkedése, a térerõsség és a potenciál a vezetõkön. Vezetõ gömb erõtere, potenciálja, csúcshatás. Kapacitás, kondenzátorok. Kondenzátorok soros és párhuzamos kapcsolása. Eredõ kapacitás.
1 óra
Az elektromos dipólus. Tetszõleges töltésrendszer potenciálja. Az elektromos tér energiája.
1 óra
Elektromos tér anyagi közegben. Elektromos szuszceptibilitás és permittivitás. A dielektromos polarizáció vektora.
1 óra
Stacionárius elektromos áramok. Az általános Kirchhoff-féle csomóponti- és huroktörvények levezetése a Maxwell-egyenletekbõl. (Lokális alakok.) Elektromos áram fémekben. Ohm törvénye. Áramforrások. Az áramkör aktív és passzív tagjai. A Kirchhoff-féle huroktörvény ohmikus ellenállások és ideális telepek esetén.
1 óra
Az áramsûrûség fogalma. Az Ohm-törvény differenciális alakja. Az elektromos áram elektrolitokban, Faraday törvényei, elektromos áram gázokban. A félvezetõk áramvezetése, a sávmodell.
1 óra
Az elektromos áram munkája és teljesítménye, Joule törvénye. Érintkezési elektromosság. Termoelektromos jelenségek.
1 óra
Stacionárius áram mágneses tere. Az Oersted kísérlet. Az Ampere-féle gerjesztési és a Biot-Savart törvény. A mágneses tér erõhatása áramtól átfolyt vezetõre és mozgó töltésre. Áramok közötti erõhatások.
1 óra
Magnetosztatika, magnetosztatikai tér anyagi közegben. Anyagok mágneses tulajdonságai. Elektromágneses tér anyagi közegben.
1 óra
Az elektromágneses indukció, kölcsönös indukció, önindukció.
1 óra
Indukciós tekercs és mágneses tér energiája. Váltakozó áramok, váltakozó áramú áramkörök.
1 óra
Komplex számítási mód. A váltakozó áram munkája, teljesítménye.
1 óra
Gyorsan változó elektromágneses terek. Rezgõkör, elektromágneses hullámok. A hullámegyenlet levezetése a Maxwell-egyenletekbõl.
1 óra
A töltés- és energiamérleg levezetése a Maxwell-egyenletekbõl.
1 óra