K-INFO
HU
EN
Login

Physics 1 - Mechanics

Fizika 1 - Mechanika
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
Hatályosság vége:
Subject name (Hungarian, English)
Fizika 1 - Mechanika
Physics 1 - Mechanics
Subject code BMETE14AX15
Subject type
Training Level
Course types and hours (weekly/semester)
Course type lecture tutorial laboratory
hours (weekly) 2 2 0
type (linked/independent) derived course
Assessment type vizsga
Credits 4
Subject coordinator
Gyökérné Dr. Wittmann Mária
Responsible department
Kémiai Fizika Csoport - Fizika Tanszék
Faculty Természettudományi Kar
Subject website http://www.fke.bme.hu/oktatas/fizika_1_gyak.html
Primary curriculum type
Direct prerequisites – Strong prerequisite BMETE90AX00 (Matematika A1a - Analízis)
Direct prerequisites – Weak prerequisite none
Direct prerequisites – Parallel prerequisite none
Direct prerequisites – Milestone prerequisite none
Direct prerequisites – Exclusion none

Objectives

Programme

LECTURES:
Introduction. Models, theories and laws. Units, standards, SI system. Reference frames. Coordinate
systems. Vectors and scalars.
KINEMATICS: Motion in one dimension. Motion in two dimensions. Position vector. Average
velocity, instantaneous velocity. Average acceleration, instantaneous acceleration. Position,
velocity and acceleration in Cartesian and polar coordinates. Projectile motion. Circular
motion. Curvilinear motion, tangential and radial accelerations.

THE LAWS OF MOTION: Inertial frames. Newton's laws. Force, mass. Normal force, tension,
spring force, gravitational force, static and kinetic friction. Free body diagrams. The 1st
cosmic speed.
WORK AND ENERGY: Work of a varying force. Kinetic energy and the work-energy theorem.
Power.
POTENTIAL ENERGY: Work done by a spring. Work done by gravity. Work done by kinetic
friction. Conservative and non-conservative forces. Potential energy. Conservation of mechanical
energy. Changes in mechanical energy in the presence of non-conservative forces. Energy
diagrams and the equilibrium of a system. The 2nd cosmic speed.
LINEAR MOMENTUM AND COLLISIONS: Linear momentum. Conservation of momentum.
Elastic and inelastic collisions in 1D, 2D and 3D. Center of mass. Rocket propulsion.
ROTATION OF A RIGID OBJECT ABOUT A FIXED AXIS: Angular velocity vector, angular
acceleration vector. Rotational kinetic energy. Moment of inertia. The parallel axis theorem.
Torque. Work, power, energy.
ANGULAR MOMENTUM: Angular momentum of a particle and a system of particles. Conservation
of angular momentum. Gyroscopes. Analogy between translational and rotation motion.
KEPLER'S LAWS OF PLANETARY MOTION.
STATIC EQUILIBRIUM: Conditions of equilibrium for a rigid object.
ACCELERATING FRAMES: Inertia forces: the translational inertia force, the centrifugal
force, the Coriolis force, the Euler force. Discussion of motion in the rotating frame of the
Earth.
OSCILLATORY MOTION: Simple harmonic motion, amplitude, phase constant, angular
frequency. Mass attached to a spring. Energy of a simple harmonic oscillator. The simple pendulum.
The physical pendulum. The torsional pendulum. Damped oscillations. Forced oscillations.
Resonance.
BASICS OF CONTINUUM MECHANICS. Elastic properties of solids. Stress and strain,
Young’s modulus, shear modulus, bulk modulus. Pressure. Fluids at rest, hydrostatic pressure.
Pascal’s principle. Bouyant forces and Archimedes’ principle. Fluid dynamics. Flow rate
and equations of continuity. Laminar flow. Bernoulli’s equation. Viscosity. Turbulent flow.
Drag force. Dynamical lift.
PROBLEM SOLVING:
1. Vectors, functions. Choosing a reference frame.
2. Kinematics: position, displacement, velocity, acceleration in Cartesian coordinates.
3. Dynamics: projectile motion.
4. Normal force, tension, spring force, gravitational force, static and kinetic friction.
5. Circular motion in horizontal and vertical plane.
6. Center of mass. Conservation of momentum; elastic and inelastic collisions.
7. Harmonic oscillations. Drag force.
8. Work of a varying force. Conservative forces, potential energy.
9. The work-energy theorem. Conservation of mechanical energy.
10. Moment of inertia, the parallel axis theorem. Torque. Conservation of angular momentum.
Rotating and rolling motion.

The systematic study of phenomena and laws of mechanics develops the physical world view of the students. It also helps to understand the relationship of mechanics to other fields of natural sciences and to industrial technologies. Students are shown how to create models for solving a given physical problem, and how to probe the validity of the solution.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge
Ismeri a vegyipar és a kapcsolódó iparágak területén alkalmazott folyamatok klasszikus mechanikai hátterét. Ismeri a kémiai és vegyipari folyamatok alapvető mechanikai elveit. Ismeri a klasszikus mechanika alapvető törvényeit és összefüggéseit.
Skills
Képes alkalmazni a szakterületéhez kapcsolódó alapvető fizikai, mechanikai modellezési módszereket, és számításokat végrehajtani. Képes a korábban nem ismert új folyamatok, termékek, rendszerek, módszerek mechanikai hátterének utána nézni, amennyiben az szükségesnek mutatkozik. Képes a mechanika alapvető törvényeinek és összefüggéseinek alkalmazására, számítások elvégzésére.
Attitudes
Törekszik a szakterületén felmerülő kérdések és új szakmai megoldások, módszerek mechanikai hátterének megismerésére, amennyiben az szükségesnek mutatkozik.
Autonomy and responsibility
Kezdeményezi a szakterületén felmerülő kérdések és új szakmai megoldások mechanikai aspektusainak elemzését és értelmezését, amennyiben az szükségesnek mutatkozik.

Oktatási módszertan

4 hours weekly, 2 lectures and 2 problem solving

Tanulástámogató anyagok

Online források
R. A. Serway – J. W. Jewett: Physics for Scientists and Engineers; A. Hudson – R. R. Nelson: University Physics

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
High school physics; differential and integral calculus; vector algebra.
General rules
Requirements: a. In the semester: At least 70% presence on the lectures and on problem solving. Writing two midsemester tests consisting of numerical problems. Requirement for the signature is minimum 40% of the available score from both midsemester tests. b. In the examination period: written exam. 50% of the final grade comes from the midsemester tests, 50% from the written final exam Re-takes: One of the two midsemester tests can be made up. 10. Consultations: 1 hour per week 11. Course- Consultations: 1 hour per week
Assessment methods
In-term assessments
1. —
szintfelmérő (diagnosztikus) értékelés
Két zárthelyi dolgozat teljesítése egyenként legalább 40%-ra.
Weight of in-term assessments
Type Weight
szintfelmérő (diagnosztikus) értékelés 40 %
Exam-period assessments
Írásbeli vizsgaelem
Írásbeli vizsga legalább 40%-os teljesítése
Weight of exam elements
Type Weight
Írásbeli vizsgaelem 40 %
Grade calculation

No grade thresholds provided.

Attendance requirements

No attendance requirements provided.

Rules for retake and resubmission
Két zárthelyi dolgozat teljesítése egyenként legalább 40%-ra.; 1; 1; 40; 40
Short description

Not provided.

Detailed description
Dr. Henrik Farkas, associate professor, Dept. of Physics Dr. Ferenc Márkus, associate professor, Dept. of Physics Dr. Mária Wittmann, associate professor, Dept. of Physics Dr. Kristóf Kály-Kullai, assistant professor, Dept. of Physics Dr. Nándor Bokor, associate professor, Dept. of Physics
Recommended courses
contact hours 56 study before classes study before tests 28 preparing homeworks study of additional printouts study for exam 36 sum 120
Workload to complete the subject
Description hours / term
részvétel a kontakt tanórákon 56
részteljesítmény értékelés feladatainak kidolgozása 4
további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás 30
vizsgára készülés 30
összesen 120
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
Requirements valid until:
Curriculum placement
Faculty Program Curriculum Curriculum type Primary
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty vegyészmérnöki Vegyészmérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty biomérnöki Biomérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty biomérnöki Biomérnöki alapképzési szak tanterve kötelező nem
Default Faculty Default Program Default Curriculum nem