Fizika (N)

Opis predmeta

Fizikalne zakonitosti temelji su procesima koji se susreću u inženjerstvu i tehnologiji. Njihovo poznavanje omogućuje studentima da stvore odličan temelj na kojem će moći usvajati znanje iz konkretnih primjenjenjih inženjerskih i tehničkih kolegija na višim godinama studija te interdisciplirano povezivati gradivo koje susreću u okviru svih temeljnih prirodoslovnih kolegija. U okviru modula Fizika I studenti savladavaju gradivo iz područja mehanike, mehanike fluida, titranja i valova, termodinamike i kinetičke teorije atoma i molekula, elektrodinamike, optike, kvantne i osnova nuklearne fizike. Teorijsko gradivo nadopunjeno je laboratorijskim vježbama.

DETALJNI SADRŽAJ MODULA

1. Fizikalne metode, veličine i mjere.
2. Mehanika - Newtonovi aksiomi. Rad, energija, snaga. Sudari. Statika krutoga tijela. Osnovni zakon vrtnje krutog tijela. Moment tromosti. Kutna količina gibanja. Zakoni očuvanja kutne količine gibanja. Gravitacija, gravitacijsko polje i potencijal.
3. Mehanika fluida - Tlak, uzgon. Međumolekularne sile. Napetost površine. Kapilarnost: elevacija, depresija. Laplaceova formula. Strujanje idealne tekućine. Jednadžba kontinuiteta. Bernoullijeva jednadžba i njezine primjene. Laminarno i turbulentno strujanje realnih tekućina.
4. Titranje i valovi - Harmonički oscilator. Matematičko i fizičko njihalo. Torzija i torziono njihalo. Prigušeno i prisilno titranje, rezonancija. Mehanički valovi. Energija vala.
5. Osnovni pojmovi kinetičke teorije i termodinamike - Maxwellova razdioba molekula po brzinama. Osnovni termodinamički pojmovi i zakoni.
6. Elektromagnetizam - Električni naboji i električno polje. Gaussov zakon. Električni potencijal i napon. Električni kapacitet i kondenzatori. Električne struje i mreže. Ohmov i Jouleov zakon. RC–strujni krug. Magnetsko polje. Biot-Savartov zakon. Amperéov zakon. Lorentzova sila. Dijamagnetizam. Paramagnetizam. Feromagnetizam. Faradayev zakon indukcije. Lenzovo pravilo. Maxwellove jednadžbe. Elektromagnetski valovi.
7. Geometrijska optika - Osnovni zakoni optike. Zrcala, leće, prizme. Fizikalna optika. Disperzija svjetlosti. Ogib i interferencija. Optička rešetka. Polarizacija svjetlosti.
8. Atomistička građa tvari i osnove kvantne mehanike - Thomsonov i Millikanov pokus. Bohrov model i kvantni brojevi. Fotoelektrična pojava. Laseri. Osnove nuklearne fizike i dozimetrije.

******************************************************************************************************************

ISHODI UČENJA

Po uspješnom završetku ovog kolegija, student(ica) će moći:

• Analizirati fizikalne procese u radu i održavanju tehnoloških uređaja.
• Primijeniti znanja iz fizike u prehramebnoj tehnologiji / biotehnologiji.
• Definirati temeljne zakone fizike (Newtonovi zakoni, zakoni sačuvanja).
• Analizirati fizikalne procese u mehanici fluida i termodinamici. 
• Opisati osnovne pojmove elektrostatike i strujnih krugova.
• Opisati osnove rada masenog spektrometra i upotrebe magnetske indukcije u uređajima.
• Primijeniti zakone geometrijske optike
• Nadopuniti znanje iz osnova kemije razumijevanjem temelja kvantne fizike.
• Opisati osnovne zakone nuklearne fizike i utjecaj ionizirajućeg zračenja na organsku materiju.

Nastava

Vrsta nastave sati

• Predavanja 45
• Vježbe 25
  • Auditorne vježbe 10
  • Laboratorijske vježbe 15

 Način provjere znanja, termini parcijalnih ispita i testova iz modula Fizika:

Prvi parcijalni ispit (30 bodova)

Drugi parcijalni ispit (30 bodova)

Prva laboratorijska vježba (20 bodova)

Druga laboratorijska vježba (20 bodova)

Parcijalni ispiti se pišu 90 minuta.

Laboratorijske vježbe izvode se na Fizičkom odsjeku PMF-a.

Studenti koji tijekom semestra ne odrade laboratorijske vježbe gube pravo potpisa.

Sustav bodovanja:

•  50-60 dovoljan(2)
•  61-75 dobar (3)
•  76-85 vrlo dobar (4)
•  86-100 izvrstan (5)

Ispiti se pišu iz cjelokupnog gradiva. Ispit se piše 90 minuta. Maksimalni broj bodova na ispitu je 100. Sustav bodovanja na ispitu je isti kao i kroz kontinuirano vrednovanje kroz semestar.

Literatura

Obvezna literatura

1. J. D. Cutnell, K.W. Johnson, Physics, John Wiley and Sons; 9th edition, 2012.
2. T. Petković, Predavanja iz fizike za PBF - studij, skripta, PBF, Zagreb, 2004.
3. T. Petković, Zadaci iz fizike – Zbirka zadataka za studente Prehrambeno-biotehnološkog fakulteta, Element, Zagreb, 2000.
4. N. Brković, P. Pećina, Fizika u 24 lekcije, Element, Zagreb, 2010.

Preporučena literatura

1. P. Kulišić, L. Bistričić, D. Horvat, Z. Narančić, T. Petković, D. Pevec, Riješeni zadaci iz mehanike i topline, VII. promijenjeno izdanje, Školska knjiga, Zagreb, 2002.
2. P. Kulišić, Mehanika i toplina, Skolska knjiga, Zagreb 2005.
3. N. Cindro, Fizika 2, Školska knjiga, Zagreb, 1988.