Інформація про курс

Програма вивчення навчальної дисципліни “фізика” складена відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалаврів спеціальності 122 «Комп’ютерні науки», освітня програма «Комп’ютерні науки».

Предметом вивчення  навчальної дисципліни «фізика» є закономірності фізичних явищ та їхнє використання для побудови теоретичних моделей.

Програма навчальної дисципліни складається з таких змістових модулів:

1. Механіка.

2. Електрика та магнетизм.

1. Мета та завдання навчальної дисципліни

1.1. Метою викладання навчальної дисципліни «Фізика» є формування у студентів базових теоретичних знань та практичних навичок розв’язання фізичних задач, створення у студентів широкої теоретичної підготовки в галузі фізики, що дозволить майбутнім спеціалістам орієнтуватись в потоці науково-технічної інформації та забезпечити їм можливість використання фізичних законів в своєї галузі техніки.

1.2. Завдання: Формування у студентів наукового світогляду i сучасного фізичного мислення, ознайомлення студентів з методами фізичного дослідження, методами розв’язання конкретних задач з різних галузей фізики, формування навичок проведення фізичного експерименту. Формування уміння виділити конкретний фізичний зміст у прикладних задачах майбутньої спеціальності.

1.3. Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти повинні отримати, у результаті вивчення навчальної дисципліни:

Загальні компетентності

ЗК1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.

ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК6. Здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями.

ЗК7. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

ЗК9. Здатність працювати в команді.

ЗК10. Здатність бути критичним і самокритичним.

ЗК11. Здатність приймати обґрунтовані рішення.

Фахові компетентності:

СК1. Здатність до математичного формулювання та досліджування математичних моделей.

СК3. Здатність до логічного мислення, побудови логічних висновків.

СК4. (частково) Здатність  до  математичного  формулювання  та  досліджування  неперервних  та  дискретних математичних моделей, обґрунтовування вибору методів і підходів  для  розв’язування  теоретичних  і прикладних задач у галузі комп’ютерних наук, аналізу та інтерпретування.

На вивчення навчальної дисципліни відводиться 120 годин, 4 кредитів ЄКТС.

2. Інформаційний обсяг навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Механіка.

Тема 1.1. Кінематика матеріальної точки. Вступ. Предмет і задачі фізики. Система відліку. Поняття матеріальної точки. Поступальний рух. Обертальний рух. Середня швидкість. Миттєва швидкість. Прискорення. Вільне падіння. Нормальне та тангенціальне прискорення.

Тема 1.2. Закони Ньютона. Перший, другий, третій закони Ньютона. Сили в природі (гравітаційна, тертя, пружності).

Тема 1.3. Закони збереження імпульсу та механічної енергії. Закон збереження імпульсу. Реактивний рух. Центр мас. Робота. Потужність. Кінетична енергія. Потенціальна енергія. Консервативні та неконсервативні сили. Закон збереження механічної енергії.

Тема 1.4. Обертальний рух і закон збереження моменту імпульсу. Кутова швидкість. Кутове прискорення. Момент сили. Основний закон динаміки обертального руху твердого тіла навколо нерухомої осі. Робота і потужність при обертанні тіла. Аналогія між поступальним та обертальним рухом. Момент імпульсу. Закон збереження моменту імпульсу.

Тема 1.5. Механічні коливання та хвилі. Пружинний маятник. Математичний маятник. Фізичний маятник. Згасаючі коливання. Вимушені коливання. Резонанс. Поняття хвилі. Поздовжні та поперечні хвилі. Звукові хвилі. Ефект Допплера. 

Змістовий модуль 2. Електродинаміка.

Тема 2.1. Заряди та електричні поля. Електричний заряд. Закон збереження заряду. Закон Кулона. Напруженість поля. Принцип суперпозиції. Потік вектора напруженості. Електростатична теорема Гаусса та її застосування для розрахунку полів заряджених тіл.

Тема 2.2. Енергія електричного поля. Робота з переміщення заряду в електростатичному полі. Потенціал, різниця потенціалів. Зв’язок потенціалу із напруженістю поля. Принцип суперпозиція для потенціалів. Еквіпотенціальні поверхні.

Тема 2.3. Електроємність. Електрична ємність. Конденсатор. Густина енергії електростатичного поля.

Тема 2.4. Електричний струм. Електричний струм. Закон Ома. Закони Кірхгофа. Послідовне та паралельне з’єднання провідників. Закон Джоуля-Ленца.

Тема 2.5. Магнітне поле. Індукція магнітного поля. Робота з переміщення заряду в магнітному полі. Сила Ампера. Закон Гаусса для магнітних полів. Магнітні властивості речовини.

Тема 2.6. Електромагнітна індукція. Досліди Фарадея. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца. Циркуляція електричного поля. Застосування явища електромагнітної індукції. Самоіндукція. Енергія магнітного поля. Взаємоіндукція.

Тема 2.7. Змінний струм та електромагнітні хвилі. Змінний струм. Векторні діаграми струму та напруги. Резонанс у колі змінного струму . Рівняння Максвелла.

Тема 2.8. Елементи фізики твердого тіла. Енергетичний спектр електронів у кристалі. Метали, діелектрики і напівпровідники. Контактна різниця потенціалів. Явища Пельтьє і Томсона.

3. Рекомендована література

Базова

1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3 т./ За ред. І.М. Кучерука. — 2-ге вид., випр. — К.: Техніка. 2006. Т.1: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка / І.М. Кучерук, І.Т. Горбачук, П.П.Луцик. — 532 с.

2. Кучерук, І. М. Загальний курс фізики [Текст] : навч. посібник для студ. вищ. навч. закладів: у 3 т. Т. 2 : Електрика і магнетизм / І. М. Кучерук, І. Т. Горбачук, П. П. Луцик ; за ред. І. М. Кучерука. – 2-ге вид., випр. – Київ : Техніка, 2006. – 452 с. 

Допоміжна

1. Кучерук, І. М. Загальний курс фізики [Текст] : навч. посібник для студ. вищ. навч. закладів: у 3 т. Т. 3 : Оптика. Квантова фізика / І. М. Кучерук, І. Т. Горбачук ; за ред. І. М. Кучерука. – 2-ге вид., випр. – Київ : Техніка, 2006. – 518 с.

2. Мінаєв Ю.П. Математичний апарат фізики для першокурсників : навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / Ю.П. Мінаєв. — Запоріжжя : Запорізький національний університет, 2013. — 200 с.

3. Соколов Є. П. Екзаменаційна фізика. Лекції: навчальний посібник [для студ. вищ. навч. закл.]: в 2 т. / Євгеній Петрович Соколов. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. — Т.1. — 184 с.

4. Соколов Є. П. Екзаменаційна фізика. Лекції: навчальний посібник [для студ. вищ. навч. закл.]: в 2 т. / Євгеній Петрович Соколов. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. – Т.2. – 222 с.

Інформаційні ресурси

1. Наукові дослідження та технічні розробки: http://physics.com.ua/

2. The WWW Virtual Library Physics: http://vlib.org/Physics

 4.    Очікувані результати навчання з дисципліни фізика

Результат навчання у загальному вигляді, згідно зі Стандартом спеціальності: Вміння застосовувати знання основних форм і законів абстрактно-логічного мислення, основ методології наукового пізнання, форм і методів вилучення, аналізу, обробки та синтезу інформації (ПР1).

У застосуванні до курсу фізики: розуміння змісту досліджуваних фізичних понять, фізичних величин і законів, принципів і постулатів; вміння пояснювати результати спостережень і експериментів; вміння описувати фундаментальні досвіди, що виявили істотний вплив на розвиток фізики; вміння представляти результати вимірів за допомогою таблиць, графіків і виявляти на цій основі емпіричні залежності; вміння застосовувати отримані знання для розв’язання фізичних, практичних завдань; вміння наводити приклади практичного використання знань, сприймати й самостійно оцінювати інформацію.

5. Засоби та критерії оцінювання успішності навчання

Для студентів денної форми навчання: перевірка залишкових знань, захист лабораторних робот, перевірка обов’язкового домашнього завдання, короткотривалі тестування, дві аудиторні контрольні роботи.

Кожен змістовний модуль оцінюється за 100-бальною шкалою. Підсумковий контроль визначається як середня двох контролів за перший та другий змістовні модулі.