Előadások: kedd 14:15-17, Ch a.
10.
Az előadások látogatása kötelező, max. 4
alkalommal lehet hiányozni.
Laborgyakorlatok: szerda 10:15-12, F épület III.
lépcsőház I.-II. emeleti laborok
A félév során összesen 4 mérést kell elvégezni
a beosztás
szerint, a többi hét szabad.
A félév végén (a 12. héten) a mérések anyagából
zárthelyit kell írni, aminek sikeres teljesítése az aláírás egyik
feltétele.
Konzultációk:
előzetes egyeztetés
szerint
Laborzh és jegyzőkönyv
eredmények
ELŐADÁSANYAG
dec. 11-i verzió (az összes előadás anyagát tartalmazza)
VIZSGAINFORMÁCIÓK
A vizsga az F épület III.
lépcsőházában az I.-II. emeleten lesz, ott, ahol a labor
volt; gyülekező a lépcsőházban.
A vizsga kezdetekor mindenki kap 5 belépő
kérdést.
Ezekre 15 perc alatt kell írásban válaszolni (röviden,
főleg képletekkel, a képletben szereplő mennyiségek
megnevezésével). A szóbelire bocsájtás feltétele az, hogy
legalább 3 válasz jó legyen.
Vizsgatételek: 2 tételt kell húzni,
tetszőleges ideig lehet kidolgozni.
A
felkészüléshez ajánlott:
elsősorban a saját előadásjegyzet, mert a vizsga anyaga az
előadásokon elhangzott anyag;
egyéb ajánlott
jegyzetek és tankönyvek;
a fakultatív zárthelyik
elméleti kérdései.
Fakultatív
zh pontszámok
A
laborgyakorlat menete és a minimális
követelmények
Tudnivalók
a jegyzőkönyvkészítésről
Egyenes
meredekségének leolvasásáról
A
mérések beosztása (azaz: melyik csoport mikor melyik mérést végzi)
+ mérésvezetők és email címeik
Csoportbeosztás
Laborjegyzet
Bevezető anyagok
Mérések anyaga - a
mérésleírást hozni kell a laborgyakorlatra! (a bevezetőket nem fontos, de az
elvégzendő feladatok leírását mindenképpen)
Laborzh időpontok:
zh: nov. 27. szerda 10:15 - 11:45
pótzh: dec. 16. hétfő 12:05 - 13:35, K
234
pótpótzh: dec. 20. péntek 12:15 - 13:45, Ch C14. A pótpót zh-ra a Neptunban
jelentkezni kell.
A zh-ra számológépet és vonalzót kell
hozni.
A laborzh anyaga:
méréssorozat kiértékelése, számolás egyenes meredekségéből,
valamint a 4 mérés anyaga. Mérésenként 2 elméleti (3+3 pont) és
egy számolási (9 pont) feladat lesz. A max. 60 pontból legalább
24 pontot kell elérni.
Gyakorló
kérdések és feladatok a laborzh-hoz
Mintazárthelyik:
laborzh
2017. nov. 22. pótzh
2017. dec. 11.
Fakultatív zárthelyik az elméleti anyagból
Időpontok
1. zh: nov. 19. kedd 17-18
2. zh: nov. 26. kedd 17 18
3. zh: dec. 3. kedd 17-18
Tetszőleges számú zh-t lehet írni. A
fakultatív zh-kon elért pontokat összeadjuk, illetve aki mind a
hármat megírja, annak a két jobbik pontszámát adjuk össze.
Régebbi zárthelyik:
A
zárthelyik az előadáson addig elhangzott anyaghoz
kapcsolódnak.
Összefoglalók a 2018-as évből (a haladási ütem idén eltérő
lehet): az
1. fakultatív zh-hoz (2018) a
2. fakultatív zh-hoz (2018)
a
3. fakultatív zh-hoz (2018)
A zárthelyiken semmilyen segédeszköz nem használható, csak
egyszerű számológép a feladatok megoldásához (mobiltelefon nem
használható számológépként).
A fakultatív elméleti zárthelyik max. 60
pontosak, azaz a zárthelyiken szerezhető pontszám (Z) max. 120
pont.
Az
elméleti zárthelyiken min. 48 pontot el kell érni; ha ennél
kevesebb van, akkor a jegy szóbeli vizsgán szerezhető meg.
A laborban szerezhető pontszám max. 40 pont, aminek felét a
mérések eredménye, felét a laborzh határozza meg a következő
módon:
a mérések
eredménye (M) a 4 mérés jegyének összege;
a laborzh 60
pontos, az ottani pontszámot osztjuk 3-mal (L).
A minimális
pontszám a mérésekből 8 pont, a labor zh-n 8 pont (a lehetséges
maximális 20-ból), különben a félévet meg kell ismételni!
Ha a minimumkövetelmények mind teljesülnek,
akkor a megajánlott jegy az összpontszám (Z+M+L) alapján
2 ha
Z+M+L > 64
3
88
4
112
5
136
A megajánlott jegyet nem
kötelező elfogadni, a vizsgaidőszakban szóbeli vizsgán az addigi
teljesítménytől független jegy szerezhető (vagyis ott lehet
rontani is a megajánlott jegyhez képest).
Tantárgykövetelmények
Követelmények
a szorgalmi időszakban:
Az előadások 70%-án a jelenlét
kötelező (ami 9 alkalom a 13-ból).
A laborgyakorlat elvégzése, azaz
- a 4 mérés elvégzése; a
jelenlétet minden alkalommal ellenőrizzük, egy (maximum két)
igazolt hiányzás esetén pótmérési alkalmat biztosítunk; kettőnél
több hiányzás esetén a félévi jegy elégtelen;
- jegyzőkönyv elkészítése minden
mérésről (önálló otthoni munka);
- zárthelyi teljesítése a félév
végén a mérésekhez kapcsolódó anyagból.
15 percet meghaladó késés
esetén, vagy elégtelen felkészülés esetén, előkészített
jegyzőkönyv hiányában a mérést pótmérési alkalommal kell
elvégezni.
Minden mérésre külön
osztályzatot kapnak a hallgatók; a mérés megismétlésére nincs
lehetőség, az osztályzat bizonyos esetekben javítható.
A laboratóriumi gyakorlatok
alapján egy laborpontot adunk. Ezt 50%-ban a 4 mérésre kapott 4
osztályzat, 50%-ban a zárthelyire kapott osztályzat határozza meg.
Eredményes a labor, ha a
laborpont eléri a kettest.
Ha a mérésjegyek átlaga nem éri el a kettest, akkor a
laborpont egyes (függetlenül a zárthelyi eredményétől), javítására
nincs lehetőség, a tárgyat újra fel kell venni.
Ha nincs mind a 4 jegyzőkönyv
beadva legkésőbb a labor pótzárthelyi napján, akkor a laborpont
egyes, a tárgyat újra fel kell venni. A nagyon hiányos
jegyzőkönyveket visszadobjuk és be nem adottnak számítanak.
Ha a zárthelyi eredménye nem éri
el a kettest (40%-ot), akkor pótzárthelyin, ill. aláíráspótló
pót-pótzárthelyin van lehetőség a javításra a pótlási héten.
Követelmények
a vizsgaidőszakban:
szóbeli vizsga.
A vizsgatételeket, a belépő
kérdéseket, válogatást a feltétlenül szükséges előismereti
kérdésekből, valamint az emelt szintű képzés anyagát interneten
közzétesszük.
Az
aláírás megszerzésének feltétele – a jelenléti követelmények teljesítésén túl –, a
laboratóriumi gyakorlat legalább elégséges szintű teljesítése: a
mérésekre kapott osztályzatok átlaga és a zárthelyi osztályzata
külön-külön érje el az elégségest.
A
félév végi osztályzat kialakítása:
- az aláírás megszerzése után szóbeli vizsga alapján
történik (ekkor kizárólag a szóbeli vizsga
eredménye határozza meg a jegyet), vagy
- megajánlott jegy szerezhető fakultatív zárthelyikkel (ekkor a laborpont 25%-os, a zárthelyik
eredménye 75%-os súllyal számít a jegybe).
Konzultációk
Pótlási lehetőségek
A laborgyakorlat teljesítéséhez,
azaz az aláírás megszerzéséhez mind a 4 mérést el kell végezni és
a félév végi zárthelyit sikeresen meg kell írni. A félév során
max. két alkalommal biztosítunk pótmérési lehetőséget azok
számára, akik igazoltan hiányoztak mérésről, és a zárthelyihez egy
alkalommal pótzárthelyit íratunk, illetve szükség esetén a pótlási
héten aláíráspótló zárthelyit íratunk.
Ajánlott jegyzetek
Farkas
H. – Wittmann M.: Fizikai alapismeretek (Műegyetemi Kiadó, 60947)
: a középiskolás fizika anyag ismétléséhez való, gyorsan utána lehet keresni benne
egyes fogalmaknak, tételeknek, de a vizsgához kevés
Vektorszámítás
összefoglaló (Farkas
H. – Wittmann M.)
: tartalmazza az előadásban
felhasznált ismereteket vektoralgebrából és vektoranalízisből, de
ami meghaladja az itteni követelményeket, szürke háttérrel van
jelölve
volt itt egy 2011-es
vegyész/biomérnökök Fizika1 - Mechanika tárgyához készülő jegyzet,
azt töröltem, ahelyett egy frissebb előadásvázlatot küldök
időnként (aki nem kapja meg, írjon emailt)
fizipédia
Ajánlott
tankönyvek
A. Hudson - R. Nelson: Útban a
modern fizikához
Budó Ágoston: Kísérleti fizika
I. (Tankönyvkiadó)
Budó Ágoston: Mechanika
(Tankönyvkiadó)
Simonyi Károly: A fizika
kultúrtörténete (Gondolat)
Az előadások tematikája (a tárgyprogram szerint)
1. hét:
Áttekintés, követelmények
ismertetése. Egy szemléltető példa a
kinematika alkalmazására: a napfogyatkozás modellje. Általános
csillagászati ismeretek összefoglalása: Univerzum, Tejút, Naprendszer, Föld, Hold. A Föld forgása,
keringése, földrajzi fokok. A Big Bang elmélet,
vöröseltolódás, táguló Univerzum.
Bevezetés a fizikába. A fizika
tárgya, módszerei, fizikai mennyiségek, törvények. Modellek a
fizikában, a fizikai elmélet szerkezete. Felosztás különböző
szempontok szerint. SI rendszer. Alapmennyiségek, prefixumok.
Síkszög, térszög.
2. hét:
A mechanika tárgya, felosztása,
legfontosabb modelljei: a tömegpont, pontrendszer, merev test,
fluidum.
Tömegpont kinematikája
A tömegpont-modell jelentősége,
alkalmazhatósága.
Tömegpont mozgásának leírása,
helyvektor. Kinematikai alapfogalmak: koordinátarendszer,
vonatkoztatási rendszer, pálya, út, elmozdulás. Elemi út, elemi elmozdulás. Sebességvektor,
gyorsulásvektor. Időfüggő mennyiség átlaga, megváltozása,
változási sebessége, átlagsebessége. Az idő szerinti
differenciálás és integrálás grafikus bevezetése, szemléltetése:
iránytangens, görbe alatti terület. Összeg, szorzat és hatvány
differenciálása.
3. hét:
A helyvektor, a sebességvektor
és a gyorsulásvektor iránya, nagysága.
Descartes-koordinátarendszer. Simuló kör. A gyorsulás tangenciális
és centripetális komponense. Egyenesvonalú mozgás, egyenletes
mozgás. Síkbeli polárkoordináta-rendszer. Körmozgás, egyenletes
körmozgás. A harmonikus rezgőmozgás mint a körmozgás vetülete.
4. hét:
Tömegpont dinamikájának alapjai
A mechanika axiómái.
Inerciarendszer. A tömeg és a súly. Súlytalanság. Erő, erőtér.
Erőtörvények: lineáris rugalmas erőtörvény, súrlódás,
közegellenállás, földi nehézségi erőtér, általános tömegvonzás.
Mozgásegyenlet. Kezdeti feltételek. Kényszerfeltételek,
kényszererők: felület, kötél, csiga. Mozgó vonatkoztatási
rendszerek: tehetetlenségi erők, transzlációs és centrifugális
erő.
5. hét:
Kiterjedt testek modelljei:
pontrendszer, kontinuum. Sűrűség, átlagsűrűség. Tömegközéppont.
Külső és belső erők.
Impulzus és impulzusmomentum
Impulzus (lendület).
Impulzustétel és alkalmazásai. Tömegközéppont tétele.
Impulzus-megmaradási tétel. Rakéta elve. Vektor momentuma,
vektoriális szorzat. Impulzusmomentum (perdület). Forgatónyomaték.
Impulzusmomentum tétele és impulzusmomentum megmaradási tétele.
Centrális erőtér.
6. hét:
Munka, teljesítmény, energia
Munka, teljesítmény. Kinetikus
(mozgási) energia és a kinetikus energia tétele (munkatétel).
Konzervatív erőtér, potenciális (helyzeti) energia. Skalártér,
vektortér, szintfelületek, vektorvonalak, gradiens. A mechanikai
energia megmaradásának tétele. A konzervatív erőtér által végzett
munka tulajdonságai. Disszipatív erők, a mechanikai energia
csökkenése.
7. hét:
Példák, alkalmazások
Mozgás homogén erőtérben:
hajítások. Szabadesés súrlódással.
Bolygómozgás, Kepler törvényei.
Kozmikus sebességek, műholdak, szinkron műhold.
Harmonikus rezgőmozgás,
csillapított rezgés, gerjesztett rezgés, rezonancia.
8. hét:
Merev testek
Tehetetlenségi nyomaték és
függése a vonatkoztatási tengelytől.
Transzláció, rotáció. Rögzített
tengely körül forgó merev test. Analógia a haladó és a forgó
mozgás között: ”szótár”.
Ingák: torziós inga, fizikai
inga, fonálinga, síkinga, kúpinga.
Deformálható
szilárd testek
Rugalmas testek. Egyszerű
nyújtás, egyszerű nyírás, izotróp rugalmas testek
anyagjellemzői. Szilárd testek feszültség-deformáció diagramja.
9. hét:
Folyadékok és gázok
mechanikája
A fluidum fogalma, ideális és
viszkózus fluidum. Inkompresszibilis fluidum. Fluidumok
sztatikája, a nyomás helyfüggése nehézségi erőtérben:
hidrosztatikai nyomás, barometrikus formula. Sztatikai
felhajtóerő, Arkhimédesz törvénye, úszás.
Fluidumok áramlása
Áramvonalak. Leírás álló és
együttmozgó rendszerben. Pontfüggvények és halmazfüggvények.
Extenzív mennyiségek, sűrűség, fajlagos érték. Az általános
mérlegegyenlet: áramerősség, áramsűrűség. Vektortér fluxusa.
Konvektív áram. Kompresszibilitás.
10. hét:
Áramlási cső, áramfonal. A
tömegmérleg áramlási csőben. A kinetikus energia tételének
alkalmazása áramlási csőre. A Bernoulli-törvény és alkalmazásai.
Viszkozitás. Viszkózus
folyadék áramlása hengeres csőben. Turbulencia. Közegellenállás, dinamikai felhajtóerő.
Termodinamika
Alapfogalmak: állapotváltozók,
állapotegyenletek, szabadsági fok. Fázisszabály. Empirikus
hőmérséklet. Hőtágulás. Kölcsönhatás, termikus folyamat,
termikus egyensúly, körfolyamat. Nulladik főtétel. Hőmérséklet
mérése.
11. hét:
Folyamatfüggvények: munka és
hő. Térfogati munka. Belső energia. A termodinamika első
főtétele. Hőkapacitás, fajhő. Az ideális gáz állapotegyenletei.
Kvázisztatikus, reverzibilis és irreverzibilis folyamatok.
Hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyú. Hatásfok. A termodinamika
második főtétele. Termodinamikai hőmérséklet. Entrópia. Az
entrópia növekedésének tétele. Entrópiaprodukció. Exergia.
12. hét:
Extenzív és intenzív változók.
Gibbs-reláció. Termodinamikai potenciálok: belső energia, szabad
energia, entalpia, szabad entalpia.
Termodinamikai erők, áramok,
lineáris vezetési törvények. Hőtranszport: vezetés, áramlás,
sugárzás.
13. hét:
A statisztikus fizika alapjai
Fázistér, fázisfüggvény.
Sokaságok, időátlag és sokaság fölötti átlag. Szórás.
Mikroállapot és makroállapot. Makroállapot statisztikus súlya
(termodinamikai valószínűség), Boltzmann-formula. Klasszikus
ideális gáz: az ekvipartíció tétele, Boltzmann-faktor,
Maxwell-Boltzmann sebességeloszlás. Betöltési szám.
Bose-Einstein és Fermi-Dirac statisztika. Szupravezetés,
szuperfolyékonyság.
14. hét:
A hőmérsékleti sugárzás
Az elektromágneses sugárzás
spektruma. Emisszió, reflexió, abszorpció, transzmisszió. Fekete
test. Kirchhoff törvénye. A fekete test sugárzásának főbb
jellemzői: az eloszlás kvalitatív alakja,
Stefan-Boltzmann-törvény, Wien-törvény. Sugárzásos hőátadás.
A laboratóriumi gyakorlat egy szemeszter során 7 alkalommal, alkalmanként 2 órás
gyakorlat formájában kerül megtartásra.
1. alkalom: Bevezető előadás: balesetvédelmi
szabályok, a laboratóriumi gyakorlatokhoz szükséges alapismeretek.
Metrológiai alapismeretek: méréssorozat kiértékelése.
2.–5.
alkalom: Mérések. (A
mérőcsoportok az egyes méréseket egymás után csinálják végig.)
• Mechanika.
Lineáris rugalmas erő, harmonikus rezgés, matematikai inga
tanulmányozása.
• Optika.
Geometriai optika: lencsék, tükrök fókusztávolságának
meghatározása. Prizma. Fizikai optika: fényelhajlás rácson, lézer
hullámhosszának meghatározása. Polarizáció bemutatása.
•
Hőmérsékletmérés. Ellenálláshőmérő időállandójának, termoelem
érzékenységének meghatározása.
• Egyenáram.
Soros és potenciometrikus áramkörszabályozás.
6-7.
alkalom: Zárthelyi,
pótzárthelyi.
Minimális követelmények a laborgyakorlatnál
A mérések elvárható gondosságú
elvégzése, a jegyzőkönyvek elkészítése.
Minimális követelmény a labor zh
anyagához:
• metrológia:
konfidencia-intervallum számítása; egyenes meredekségének
leolvasása (mértékegységgel együtt);
• mechanika:
lineáris rugalmas erő képlete; harmonikus rezgés képlete,
grafikonja, jellemzői; rugó rezgésideje; matematikai inga
lengésideje;
• optika:
képalkotás lencsén, tükrön (szerkesztés és számolás);
•
hőmérsékletmérés: Newton-féle hőátadási törvény; higanyos hőmérő,
termoelem, ellenálláshőmérő mérési elve;
• egyenáram:
Ohm-törvény; soros-párhuzamos kapcsolás; áram- és feszültségmérő
műszerek bekötése; reális telep jellemzői.
Emelt szintű képzés
Az emelt szintű vizsgához a
felkészülést konzultáció segíti.
Galilei transzformáció és a
Galilei-féle relativitás.
Általános koordináták,
koordinátatranszformációk.
Tehetetlenségi erők levezetése
síkmozgásnál, síkbeli polárkoordinátarendszerben.
A rakéta mozgásegyenlete.