Klasszikus Fizika

Előadás:

Előadó: Bérces György

2 óra (kedd: 15.15-17.00)

2 óra (szerda: 17.00-18.30)

konzultáció: ()

a.) Célszerű az előadásokról, kérdésekről, feladatokról kézzel írott jegyzetet készíteni, mivel ez a tanulás folyamatát és a vizsgázást lényegesen segíti.

b.) Az aláírás megszerzéséhez egy összetett feladatlapot kell megválaszolni, amelyen elméleti kérdések és feladatok is szerepelnek. Erre, várhatóan április végén, egy előadási napon kerül sor. Az aláírás megszerzéséhez a dolgozat eredményének a 40%-ot el kell érnie.

c.) Az aláírást nem szerzett hallgatók egy további írásbelivel pótolhatnak.

d.) A félév végi vizsga (írásbeli+szóbeli) írásbeli része megegyezik az aláírás megszerzésének módjával.

e.) Kérdés (probléma) esetén a Neptun rendszeren keresztül, üzenetben érhetnek el!

Klasszikus fizika: A mérnöki- és természettudományos képzésben meghatározó szerepe van a fizikai ismereteknek. A mechanika és az elektromosságtan jelenti a klasszikus fizika két alappillérét. Az itt megismert tudásra, módszerekre lehet csak ráépíteni napjaink technikai fejlődését is meghatározó un. modern fizikai ismereteket. A kurzus tematikájának összeállítása során figyelembe vettük azt, hogy az ismeretanyag a biológiához, informatikához kapcsolódó területeket is tartalmazzon. Példaként említhetem a mozgások követésének számítógépes módszereit, a műholdakkal kapcsolatos ismereteket, vagy az élettani jelenségeknél fontos, felületi feszültséggel, áramlásokkal kapcsolatos jelenségeket.

Számonkérés módja: szóbeli vizsga

Követelmény:

• A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megszerzése (a fentiek szerint).
• A vizsga írásbeli és szóbeli részből áll (a fentiek szerint).

Vizsgák: május, június, de. 9 órakor, írásbeli (60 perc) után szóbeli.

2025. május 27.	kedd (9 óra)
2025. június 12.	csütörtök (9 óra)
2025. június 19.	csütörtök (9 óra)

KF_vizsgatematika_2025_PDF

A tárgy rövid tematikája:

• Tömegpont mozgásának kinematikai leírása.
• Tömegpont mozgásának dinamikai leírása.
• Munka, energia, teljesítmény. Nevezetes erőtörvények, mozgások.
• Pontrendszerek. Merev testek mozgásának jellemzése.
• Folytonos közegek mozgása.
• Elektrosztatika.
• Egyenáramok.
• Időben állandó, változó mágneses erőterek.

Javasolt irodalom:

Bérces Gy. – Erostyák J. – Klebniczki J. – Litz J. – Pintér F. – Raics P. – Skrapits L. – Sükösd Cs. –Tasnádi P.:

A fizika alapjai (egyetemi tkv.),

Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2003. (1-736.o.)

N. Garcia, A. Damask, S. Schwarz:

Physics for computer science students:

with emphasis on atomic and semiconductor physics,

Springer, New York

Gyakorló feladatok (kizárólag az előadásokon szerepelt elméleti anyaghoz kapcsolódóak) :

2025. február 19.		1. feladatsor
2025. március 5.		2. feladatsor
2025. április 2.		3. feladatsor
2025. május 7.		4. feladatsor
2025.		konzultáció (?)
2025. április 1. (kedd)		jelenléti (A) dolgozat, 45 perc, kedd, 15h
2025. április 29. (kedd)		jelenléti (B) dolgozat, 45 perc, kedd, 17h

Tananyag:

2025. február 11. február 12.	Tömegpont mozgásának kinematikai leírása: A fizika tárgya, felosztása. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) alapmennyiségei és alapegységei, síkszög, térszög, nagyságrendek fogalma. Távolság mérése hang (ultrahang) és fény segítségével. A mérés hibája, abszolút és relatív hiba. A dimenzióanalízis alapgondolata. Előadás, Tankönyv: 15.–27. o.
2025. február 18. február 19.	Kinematikai jellemzők térbeli mozgásoknál: Pálya, elmozdulás, út fogalma. Egyenes vonalú egyenletes mozgás. A térbeli egyenes pályagörbe paraméteres alakja. Egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás. Átlagsebesség, pillanatnyi sebesség definíciója. Egyenletesen gyorsuló mozgás kezdősebességgel. Szabadesés. Harmonikus rezgőmozgás. A paraméterek jelentése (normálalak). Sebesség és gyorsulás egyenes menti mozgásoknál. Gyorsulás és kitérés kapcsolata rezgőmozgásnál. Az a=d^2x/dt^2= –w^2x egyenlet megoldása. Általános megoldás fogalma, kezdeti feltételek. Az a= d^2x/dt^2=a0 egyenlet értelmezése, megoldása. Sebesség mérése Doppler-elv alapján. Térbeli helymeghatározás (V-SCOPE, földrengés centruma, a GPS működési elve). Hajítások. Pályagörbe egyenlete. A térbeli pályagörbe paraméteres alakja. Előadás, Tankönyv: 15.–34. o.
2025. február 25. február 26.	Kinematika, alkalmazások: Pillanatnyi sebesség és gyorsulás (mint vektor) értelmezése. A sebesség és gyorsulás iránya. Egyenletes körmozgás. Szögsebesség, szöggyorsulás fogalma. Centripetális gyorsulás. Gyorsuló körmozgás, kerületi gyorsulás. Simulósík, simulókör, görbületi sugár fogalma. Kísérő (t, n, b) koordinátarendszer. Szögsebesség, mint vektor (v=wxr). Polár-, henger-, gömbi-koordináták. Mozgások különböző koordináta-rendszerekben: nevezetes térgörbén történő mozgások (csavarvonal, spirál, ciklois, gördülő kerék). Előadás, Tankönyv: 38 – 48. o.
2025. március 4. március 5.	Az d^2r/dt^2=a0 egyenlet értelmezése, megoldása. Sebesség és gyorsulás numerikus előállítása a pályagörbe adataiból. Tömegpont dinamikája: Newton-törvények. Inerciarendszer fogalma. A dinamika alaptörvénye. Impulzus. Szabaderők, kényszererők. Centripetális gyorsulás, centripetális erő, példák körmozgásra. Mozgás, állandó erő hatására: F=F0 (nehézségi erőtér, homogén elektromos tér). Súrlódási erők. Előadás, 1. 2. feladatsor, Tankönyv: – 58. o.
2025. március 11. március 12.	Közegellenállási-erő folyadékokban. Sebességgel arányos csillapítás. Stokes-törvény. Közegellenállási erő gázokban. Szabadesés ellenálló közegben. Lineáris erőtörvény. A harmonikus rezgőmozgás létrejöttének dinamikai feltétele, a mozgásegyenlet megoldása. Kényszererők, szabaderők (lejtőn történő mozgás, súrlódási együttható mérése). Példák körmozgásra (kúpinga, mesterséges hold). A fonálinga mozgásegyenlete, közelítő megoldása. A Newton-féle gravitációs erőtörvény. Pontszerű, töltött testek között fellépő Coulomb-féle erőtörvény. Szuperpozíció. Erőhatás elektromágneses térben (Lorentz-erő). Töltött részecskék mozgása homogén elektromos és homogén mágneses térben (ciklotron). Csillapított rezgések, elektromos analógiák (RLC-kör). Előadás, 1. 2. feladatsor, Tankönyv: 66.-70. o., 74.-75. o.
2025. március 18. március 19.	Gravitáció, bolygók mozgása: Kepler-törvények. Kúpszeletek általános egyenlete. A Newton-féle gravitációs erőtörvény. Kapcsolata a Kepler-törvényekkel. A gravitációs állandó mérése, Cavendish-kísérlet. A Föld és a Nap tömege. Mozgás gravitációs erőtérben, bolygók mozgásegyenlete, a pályagörbék osztályozása. Mesterséges holdak, szökési sebesség. Távközlési műholdak. Tömegpont mozgására vonatkozó tételek: Impulzus (lendület), erőlökés. Impulzustétel. Impulzusmomentum (perdület). Forgatónyomaték. Impulzusmomentum-tétel. Centrális erőtér (területi sebesség, Kepler II. törvénye). Tengely körül forgó test impulzusmomentuma. Kinetikus energia, elemi munka, pillanatnyi teljesítmény. Erő munkavégzése adott görbére vonatkoztatva. Görbe menti integrál fogalma. Munkavégzés speciális esetekben (állandó erő, súrlódási erő). Zárt görbére vonatkozó munka, a munkavégzés független az úttól fogalmak. Konzervatív (disszipatív) erők. Előadás, 1,2. feladatsor, Tankönyv: 58.-84. o.
2025. március 25. március 26.	Munkatétel. Munkavégzés speciális esetekben (lineáris erőtörvény, C/r2-es erőtörvény, centrális erőtér, Lorentz-erő). Konzervatív erők, potenciálfüggvény bevezetése. A mechanikai energia megmaradásának tétele. Példák: hajítás, rezgések, fonálinga mozgása, bolygómozgás, kozmikus sebességek. Pontrendszer mozgására vonatkozó tételek: Pontrendszer fogalma, erők osztályozása. Impulzustétel pontrendszerre. Tömegközéppont fogalma. Tömegközéppont-tétel. Példák. Impulzusmomentum-tétel pontrendszerre. Munkatétel pontrendszerre. Zárt rendszerre vonatkozó tételek. Példák. Előadás, 1,2. feladatsor, Tankönyv: 58.-84. o., 91.-96. o.
2025. április 1. április 2.	Jelenléti (A) dolgozat, 45 perc Rakéta mozgása, végsebessége. Ütközések, osztályozásuk. Rugalmatlan ütközések. Ballisztikus inga. Tökéletesen rugalmas, centrális egyenes ütközések. Műholdak felgyorsítása. Merev testek mechanikája: Szabadsági fok fogalma. Merev testek kinematikája. Momentán centrum. Gördülő kerék. Erőrendszer. Merev test egyensúlyának feltétele. Forgatónyomaték transzformációja. Egyensúlyi feltétel két, három erő esetén (példák). Erőpár (dipólus). Egyszerű tartók. Előadás, 1, 2, 3. feladatsor.Tankönyv: 58.-84. o., 91.-111. o.
2025. április 8. április 9.	Dinamika: Kinetikus energia tengely körüli forgásnál. Tehetetlenségi nyomaték és tulajdonságai. Steiner-tétel. A forgó mozgás alapegyenlete. Impulzusmomentum forgó mozgásnál. Torziós rezgések. Fizikai inga. Síkmozgás, henger mozgása lejtőn. Folyadékok és gázok mechanikája: Folyadékok általános tulajdonságai (kompresszibilitás, szabad felszín). Belső súrlódási együttható (Newton trv.). Sztatika: Pascal törvénye. Hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő, úszás, hidrosztatikai paradoxon. Molekuláris erők folyadékokban, felületi feszültség. Felületi energia, minimálfelületek. Előadás, 1,2,3. feladatsor, Tankönyv: 111-128., Tankönyv: 148-
2025. április 15. április 16.	Tavaszi szünet Húsvét ünnepe
2025. április 22. április 23.	Tavaszi szünet Húsvét ünnepe
2025. április 29. április 30.	Jelenléti (B) dolgozat (kedd, április 29.), 17.15-18.00 Görbületi nyomás, Laplace-törvény. Kapillaritás jelensége, értelmezése. Illeszkedési szög. Aerosztatika: Torricelli kísérlet. A légnyomás függése a magasságtól. Barometrikus magasságformula. Dinamika: Áramlások jellemzése, osztályozása. Kontinuitási egyenlet. Bernoulli-törvény. Áramló folyadék mozgásegyenlete. Alkalmazások. Súrlódó folyadékok lamináris áramlása. Stokes-törvény. Hagen-Poiseuille törvény. Turbulens áramlás (Reynolds-szám). Közegellenállási erő. Előadás, 1,2,3. feladatsor, Tankönyv: 111-128., Tankönyv: 148-
2025. május 6. május 7.	Elektrosztatika: Elektrosztatikai alapjelenségek. Coulomb-törvény. A töltés egysége. Szuperpozíció. Kiterjedt testek (sík, gömb) elektromos erőtere. Síklemez tere, síkkondenzátor. Térerősség, elektromos potenciál. Az elektrosztatikus tér konzervatív. Az elektromos térerősség és potenciál kapcsolata. Elektromos tér vezetők jelenlétében. Az elektromos megosztás jelensége. Fluxus fogalma, meghatározása. Gauss-törvény. Kondenzátorok. Kapacitás fogalma. Kondenzátor energiája. Elektromos tér vezetők jelenlétében. Megosztás. Csúcshatás. Energiasűrűség elektrosztatikus térben. Szabad töltéshordozók. Áramerősség, áramsűrűség fogalma, egysége. Időben állandó és változó erőterek: Differenciális Ohm-törvény. Előadás, 1,2,3,4. feladatsor, Tankönyv: 148-175, 294-319.
2025. május 13. május 14.	Ohm-törvény. Joule-hő (elektromigráció jelensége). Az ellenállás hőmérséklettől való függése. Ellenállások, kondenzátorok soros és párhuzamos kapcsolása. Telepek. Kirchhoff törvények. Mágneses alapjelenségek. Erőhatás mágneses térben (Lorentz-erő). Töltött részecskék mozgása homogén elektromos és mágneses térben. A gerjesztési törvény. Tekercs mágneses tere. Mozgási indukció. A Faraday-féle indukciós törvény. Lenz-törvénye. Önindukció jelensége. Energiasűrűség elektromágneses térben. Az elektrodinamika alapegyenleteinek integrális alakja. Eltolási áram. Differenciáloperátorok. Maxwell-egyenletek. Előadás, 1,2,3,4. feladatsor, Tankönyv: 319-344.

2025. május 14.

Bérces György