1. OPĆE INFORMACIJE

1.1. Nositelj predmeta

Mario Brkić

1.6. Godina studija

1. god., 1 semestar

1.2. Naziv predmeta

Fizika

1.7. Bodovna vrijednost (ECTS)

5

1.3. Suradnici

Domagoj Ruždjak

1.8. Način izvođenja nastave (broj sati P+V+S+e-učenje)

15*2P+15*2V

1.4. Studijski program (preddiplomski, diplomski, integrirani)

preddiplomski

1.9. Očekivani broj studenata na predmetu

100

1.5. Status predmeta

obvezni

1.10. Razina primjene e-učenja (1, 2, 3 razina), postotak izvođenja predmeta on line (maks. 20%)

2

2. OPIS PREDMETA

2.1. Ciljevi predmeta

Razumjeti i primijeniti temeljne zakone geometrijske optike, mehanike,titranja i valova,te elektromagnetizma.

2.2. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Ulazne kompetencije: vektorska algebra,analitička geometrija, metode rješavanja sustava linearnih jednadžbi, elementarne funkcije, derivacije, neodređeni i određeni integrali, redovi funkcija.

2.3. Ishodi učenja na razini programa kojima predmet pridonosi

Znanje i razumijevanje

5.    Razumjeti matematičke metode i fizikalne zakone koji se primjenjuju u geodeziji i geoinformatici.

Primjena znanja i razumijevanja

6.    Primijeniti znanja matematike i fizike u prepoznavanju, formuliranju i rješavanju problema iz područja geodezije i geoinformatike.

 

Donošenje zaključaka i sudova

16. Donositi zaključke na temelju obavljene računske obrade i interpretacije podataka geodetskih izmjera i dobivenih rezultata.

Vještine učenja i etike

20. Planirati nastavak akademskog obrazovanja u području geodezije i geoinformatike ili srodnih disciplina, te razviti kulturu cjeloživotnog i stručnog obrazovanja.

2.4. Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

1)      Izvesti i primijeniti jednadžbe geometrijske optike.

2)      Opisati gibanje vektorima položaja, brzine i ubrzanja;

3)      Primijeniti Newtonove zakone gibanja;

4)      Opisati gibanje žiroskopa;

5)      Izvesti i primijeniti Keplerove zakone;

6)      Izvesti opći izraz za gravitacijsku potencijalnu energiju te definirati potencijal i ekvipotencijalnu plohu;

7)      Opisati i usporediti matematičko i fizikalno njihalo;

8)      Opisati harmonijske valove;

9)      Opisati električno polje, razliku električnog potencijala, električnu struju; opisati magnetsko polje strujne petlje;

10)   Opisati elektromagnetsku indukciju.

2.5. Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

 

  1. Fizika i mjerenja.Standardi , dimenzionalna analiza , značajne znamenke , red veličine , skalari i vektori, jedinični vektori i vektorske komponente, analitička metoda zbrajanja vektora, skalarni umnožak vektora, vektorski umnožak
  2. Geometrijska optika. Apsorpcija, refleksija i transmisija zrake svjetlosti, zakoni geometrijske optike, Huygensov princip, totalna refleksija, refleksija, jednadžba zrcala, povećanje.
  3. Optički instrumenti. Refrakcija, jednadžba leće, pozitivne i negativne leće, povećanje leće, oko, jednostavno povećalo, mikroskop, teleskop.
  4. Kinematika 1D. Položaj i pomak u 1D , brzina u 1D, jednoliko pravocrtno gibanje, ubrzanje u 1D, jednoliko ubrzano gibanje, površina ispod grafa v(t) odnosno a(t), slobodni pad.
  5. Kinematika 2D. Položaj, brzina i ubrzanje u 2D, jednoliko kružno gibanje, tangencijalno i radijalno ubrzanje;položaj, brzina i ubrzanje u 3D.
  6. Newtonovi zakoni gibanja. I Newtonov zakon, inercijalni referentni sustavi, II Newtonov zakon, III Newtonov zakon, gravitacijska sila i težina, dodirne sile. Primjene Newtonovih zakona. Gibanje u akceleriranim sustavima.
  7. Rad i energija. Rad stalne i promjenljive sile, Hookov zakon, opći izraz za rad, kinetička energija i rad, rad konzervativne sile, potencijalna energija sustava, očuvanje mehaničke energije, odnos konzervativne sile i potencijalne energije, snaga . Centar mase, gibanje sustava čestica.
  8. Rotacijska kinematika. Kut, kutna brzina i kutna akceleracija, rotacija stalnim kutnim ubrzanjem, kutne i linearne veličine, moment tromosti, kinetička energija rotacije, moment (inercije) tromosti, poučak o usporednim osima.
  9. Rotacijska dinamika. Zakretni moment i kutno ubrzanje,moment impulsa , moment impulsa rotirajućeg krutog tijela, očuvanje momenta impulsa, promjenljiv moment tromosti sustava, očuvanje momenta impulsa i centralne sile, gibanje žiroskopa; uvjeti statičke ravnoteže, centar gravitacije
  10. Newtonov opći zakon gravitacije. Zakon gravitacije za čestice, varijacija ubrzanja slobodnog pada pri površini Zemlje, gravitacijsko polje, gravitacijski fluks, gravitacijska potencijalna energija, Keplerovi zakoni.
  11. Titranje i valovi. Kinematika jednostavnog harmoničkog gibanja, dinamika jednostavnog harmoničkog gibanja, matematičko njihalo, fizikalno njihalo, putujući valovi, valna funkcija, interferencija harmonijskih valova, harmonijski val, konstruktivna i destruktivna interferencija, Dopplerov efekt.
  12. Električna struja. Električni naboj, Coulombov zakon i električno polje, Gaussov zakon za električno polje, električna potencijalna energija, električni potencijal i razlika potencijala, električna struja, Ohmov zakon, otpornost, Joulov zakon, baterije.
  13. Magnetsko polje. Izvori magnetskog polja, magnetska sila na vodič kojim teće struja, elektromotor, magnetski moment, Biot-Savartov zakon, magnetsko polje struje kroz dugačku ravnu žicu, magnetsko polje na osi kružne strujne petlje, Amperov zakon, Gaussov zakon za magnetsko polje.
  14. Elektromagnetska indukcija. Faradeyev zakon indukcije, Lenzovo pravilo, generatori.

2.6. Vrste izvođenja nastave:

 predavanja

 seminari i radionice

 vježbe

on line u cijelosti

 mješovito e-učenje

 terenska nastava

 samostalni zadaci

 multimedija i mreža

 laboratorij

 mentorski rad

      (ostalo upisati)

2.7. Komentari:

Vježbe se sastoje u rješavanju odabranih (približno 100) problema. Dodatno postoje i numeričke vježbe u MS Excelu.

2.8. Obveze studenata

Obvezna prisutnost studenta na barem 70% nastave, te 10/13 kolokvija.

2.9. Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave

1

Istraživanje

     

Praktični rad

     

Eksperimentalni rad

     

Referat

     

     (Ostalo upisati)

     

Esej

     

Seminarski rad

     

     (Ostalo upisati)

     

Kolokviji /

2 /

Usmeni ispit

2

      (Ostalo upisati)

     

Pismeni ispit

2

Projekt

     

      (Ostalo upisati)

     

2.10.    Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Kolokviji. Piše se 13 kolokvija; svaki kolokvij sastoji se od 1 zadatka (kao sa prethodnih vježbi).

'Pismeni' ispit. Pisani dio ispita sastoji se od 10 zadataka.

'Usmeni' ispit. Na usmenom pitanja su iz teorije.

2.11.    Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov

Broj primjeraka u knjižnici

Dostupnost putem ostalih medija

M. Brkić, 2007: Fizika, recenzirana skripta predmeta Geodetskog fakulteta.

     

e-ucenje.geof.unizg.hr

M. Brkić, 2007: Fizika, rukopis vježbi predmeta Geodetskog fakulteta.

     

e-ucenje.geof.unizg.hr

     

     

     

2.12.Dopunska literatura (u trenutku prijave prijedloga studijskoga programa)

Serway R. A. and John W. Jewett, Jr., 2013: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Ninth Edition, ISBN-13: 978-1-133-95405-7, ISBN-10: 1-133-95405-7, Brooks/Cole, Boston, USA

2.13.Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih kompetencija

Kolokviji. 'Pismeni' ispit. 'Usmeni' ispit. Studentske ankete.

2.14.Ostalo (prema mišljenju

 predlagatelja)

 

1. GENERAL INFORMATION

1.1.  Course teacher

Prof. Mario Brkić

1.6. Year of the study programme

1st year, 1st semester

1.2. Name of the course

Physics

1.7. Credits (ECTS)

5

1.3. Associate teachers

Domagoj Ruždjak

1.8. Type of instruction (number of hours L + S + E + e-learning)

15*2L + 15*2E

1.4. Study programme (undergraduate, graduate, integrated)

undergraduate

1.9. Expected enrolment in the course

100

1.5. Status of the course

obligatory

1.10. Level of application of e-learning (level 1, 2, 3), percentage of online instruction (max. 20%)

2

2. COUSE DESCRIPTION

2.1. Course objectives

Understand and apply the basic laws of geometrical optics, mechanics, oscillatory motion and waves, as well as electromagnetism.

2.2. Course enrolment requirements and entry competences required for the course

Entry competencies: vector algebra, analytic geometry, methods of solving systems of linear equations, elementary functions, derivatives, indefinite and definite integrals, series of functions.

2.3. Learning outcomes at the level of the programme to which the course contributes

Knowledge and understanding
5. Understand mathematical methods and physical laws applied in geodesy and geoinformatics.

Applying knowledge and understanding
6. Apply knowledge of mathematics and physics for the purpose of recognizing, formulating and solving of problems in the field of geodesy and geoinformatics.

Making judgments
16. Exercise appropriate judgments on the basis of performed calculation processing and interpretation of data obtained by means of surveying and its results.


Learning and ethical skills
20. Take responsibility for continuing academic development in the field of geodesy and geoinformatics, or related disciplines, and for the development of interest in lifelong learning and further professional education.

 

2.4. Learning outcomes expected at the level of the course (4 to 10 learning outcomes)

  1. Derive and apply the equations of geometrical optics.
  2. Describe the motion by vectors of position, velocity and acceleration.
  3. Apply Newton's laws of motion.
  4. Describe the motion of the gyroscopes.
  5. Derive and apply the Kepler's laws.
  6. Derive the general expression for the gravitational potential energy and define the potential and equipotential surface.
  7. Describe and compare the simple and physical pendulum.
  8. Describe the harmonic waves.
  9. Describe the electric field, electric potential difference, and electric current; describe the magnetic field of a current loop.
  10. Describe the electromagnetic induction.

2.5. Course content broken down in detail by weekly class schedule (syllabus)

  1. Physics and measurement. Standards, dimensional analysis, significant digits, order of magnitude, scalars and vectors, unit vectors and vector components, analytical method of addition of vectors, scalar product of vectors, vector product.
  2. Geometrical optics. The absorption, reflection and transmission of light rays, the laws of geometrical optics, Huygens' principle, total reflection, reflection, mirror equation, magnification.
  3. Optical instruments. Refraction, lens equation, positive and negative lenses, magnification of the lenses, eye, simple magnifier, microscope, telescope.
  4. Kinematics 1D. Position and displacement, velocity in 1D, motion with constant velocity, acceleration in 1D, motion with constant acceleration, the area under the graph of v(t) and a(t), free-fall.
  5. Kinematics 2D. Position, velocity and acceleration in 2D, uniform circular motion, tangential and radial acceleration; position, velocity and acceleration in 3D.
  6. Newton's laws of motion. Newton's first law, inertial reference systems, Newton's second law, Newton's third law, gravitational force and weight, contact forces. Applications of Newton’s Laws. Motion in accelerated frames.
  7. Work and energy. Work done by constant and varying force, Hooke's law, general expression for the work, kinetic energy and the work, work of conservative forces, potential energy of a system, conservation of mechanical energy, relationship between conservative forces and potential energy, power. The center of mass, motion of a system of particles.
  8. Rotational kinematics. Angular position, angular velocity and angular acceleration, rotational motion with constant angular acceleration, angular and linear quantities, rotational kinetic energy, moment of inertia, parallel axis theorem.
  9. Rotational dynamics. Torque and angular acceleration, angular momentum, angular momentum of a rotating rigid object, conservation of angular momentum, a variable moment of inertia of the system, motion of gyroscopes; the conditions of static equilibrium, center of gravity.
  10. Newton’s law of universal gravitation. Law of gravitation for particles, gravitational force between the bodies, variation of free-fall acceleration at the surface of the Earth, gravitational field, gravitational flux, gravitational potential energy, Kepler's laws.
  11. Oscillations and waves. Kinematics of simple harmonic motion, dynamics of simple harmonic motion, simple pendulum, physical pendulum, traveling waves, the wave function, interference of harmonic waves, harmonic wave, constructive and destructive interference, Doppler effect.
  12. The electric current. Electric charge, Coulomb's law and electric field, Gauss's law for electric field, electric potential energy, electric potential and potential difference, electric current, Ohm's law, resistance, Joule's law, batteries.
  13. The magnetic field. Sources of the magnetic field, magnetic force acting on a current-carrying conductor, torque on a current loop in a uniform magnetic field, magnetic moment, Biot-Savart law, the magnetic field current through a long straight wire, magnetic field on the axis of a circular current loop, Ampère’s law, Gauss’s law for the magnetic field.
  14. Electromagnetic induction. Faraday's law of induction, Lenz's law, generators.

2.6. Format of instruction:

 lectures

 seminars and workshops

 exercises

 on line in entirety

 partial e-learning

 field work

 independent assignments

 multimedia and the internet

 laboratory

 work with mentor

       (other)

2.7. Comments:

The exercises consist in solving selected (approximately 100) problems. In addition, there are numerical exercises in MS Excel.

2.8. Student responsibilities

Student attendance is required at min. 70% of classes, and 10/13 tests.

2.9. Screening student work (name the proportion of ECTS credits for each activity so that the total number of ECTS credits is equal to the ECTS value of the course )

Class attendance

1

Research

     

Practical training

     

Experimental work

     

Report

     

      (other)

     

Essay

     

Seminar essay

     

      (other)

     

Tests

2/

Oral exam

2

      (other)

     

Written exam

2

Project

     

      (other)

     

2.10. Grading and evaluating student work in class and at the final exam

Tests. Each of 13 tests consists of a problem (similar to previous exercises).

Written exam. The written part of the exam consists of 10 problems.

Oral exam. In the oral part of the exam the questions are from the theory.

2.11. Required literature (available in the library and via other media)

Title

Number of copies in the library

Availability via other media

M. Brkić, 2007: Physics, reviewed handbook of the Faculty of Geodesy.

     

e-ucenje.geof.unizg.hr

M. Brkić, 2007: Physics, manuscript of the Faculty of Geodesy.

     

e-ucenje.geof.unizg.hr

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

2.12.Optional literature (at the time of submission of study programme proposal)

Serway R. A. and John W. Jewett, Jr., 2013: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Ninth Edition, ISBN-13: 978-1-133-95405-7, ISBN-10: 1-133-95405-7, Brooks/Cole, Boston, USA

2.13.Quality assurance methods that ensure the acquisition of exit competences

Tests. Exam. Student polls.

2.14.Other (as the proposer wishes to add)