Фізика 1

Мета дисципліни:
ознайомлення студента з основними фізичними явищами та ідеями;
опанування ним фундаментальних понять, законів та  теорій  сучасної  та  класичної фізики, а також засобів фізичного дослідження;
повідомлення студентам певної суми знань, що є фундаментальними і сприяють засвоєнню курсів загально-технічних та спеціальних дисциплін, дозволяють орієнтуватися в потоці наукової і науково-технічної інформації, характерному для сучасної епохи;
формування у студентів наукового світогляду;
ознайомлення студентів з основними типами сучасної апаратури,  вироблення у них початкових навичок проведення експериментальних наукових досліджень при вивченні різноманітних фізичних явищ та оцінки похибок вимірювань.

Завдання дисципліни:
прищеплення студентам навичок наукового аналізу, спрямованих на забезпечення самостійного осмислення поставленої задачі;
навчання практичним навичкам роботи з джерелами і науковою літературою;
виховання уміння застосовувати набуті знання у повсякденній професійній діяльності;
отримання навичок з загальних підходів до аналізу фізичних процесів, що відбуваються при застосуванні електронної техніки;
отримання навичок з виявлення та оцінки похибок результатів вимірювань.
    
 
 
Основні результати навчання
 
Застосовувати знання основ математики, фізики та біофізики, біоінженерії, хімії, інженерної графіки, механіки, опору та міцності матеріалів, властивості газів і рідин, електроніки, інформатики, отримання та аналізу сигналів і зображень, автоматичного управління, системного аналізу та методів прийняття рішень на рівні, необхідному для вирішення задач біомедичної інженерії.
 
Розуміти теоретичні та практичні підходи до створення та керування медичним обладнанням та медичною технікою.
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; ЛЗ – лабораторні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; РГР – розрахунково-графічна робота; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень
Л1. Кінематика поступального руху матеріальної точки. Механічний рух. Простір та час. Матеріальна точка. Система відліку. Поняття про вектори. Дії над векторами. Рівняння руху. Траєкторія. Шлях, вектор переміщення. Швидкість матеріальної точки: середня, шляхова, за переміщенням, миттєва.
ПЗ1. Розв'язання задач з кінематики поступального руху матеріальної точки.
СРС. К.
 
2 тиждень
Л2. Кінематика поступального руху матеріальної точки (продовження). Пришвидчення матеріальної точки, проекції на координатні осі. Нормальна та тангенціальна компоненти пришвидчення. Радіус кривини траєкторії. Зв’язок нормальної компоненти пришвидчення та миттєвої швидкості.
ПЗ2. Розв'язання задач з кінематики поступального руху матеріальної точки (продовження).
СРС. К.
 
3 тиждень
Л3. Кінематика обертального руху матеріальної точки. Кінематика твердого тіла. Поступальний та обертальний рух. Кутова швидкість матеріальної точки. Частота і період обертання.
ПЗ3. Розв'язання задач з кінематики обертального руху матеріальної точки.
СРС. К.
 
4 тиждень
Л4. Кінематика обертального руху матеріальної точки (продовження). Кутове прискорення, його компоненти. Зв'язок лінійних та кутових швидкостей та прискорень. Кінематичні рівняння для поступального та обертального руху.
ПЗ4. Розв'язання задач з кінематики обертального руху матеріальної точки (продовження).
СРС. К.
 
5 тиждень
Л5. Динаміка поступального руху матеріальної точки. Динаміка матеріальної точки. Поняття імпульсу. Взаємодії та сили. Перший закон Ньютона. Інерційні системи відліку. Маса та імпульс. Другий закон Ньютона як рівняння руху. Імпульс сили. Третій закон Ньютона.
ПЗ5. Розв'язання задач з динаміки поступального руху матеріальної точки (продовження).
СРС. К.
 
6 тиждень
Л6. Реактивний рух. Рівняння Мещерського для реактивного руху. Принцип відносності руху. Перетворення Галілея. Інваріанти перетворень Галілея.
ПЗ6. Розв'язання задач, використовуючи принцип відносності руху.
СРС. К.
 
7 тиждень
Л7. Сила та імпульс. Закони збереження. Сили внутрішні і зовнішні. Замкнута система. Закон збереження імпульсу. Центр мас. Рівняння руху центра мас.
ПЗ7. Розв'язання задач на закони збереження.
СРС. К.
 
8 тиждень
Л8. Динаміка абсолютно твердого тіла. Центр інерції тіла. Моменти інерції простих тіл. Теорема Штейнера – Гюйгенса. Моменти інерції складних тіл.
ПЗ8. Розв'язання задач на обчислювання моменту інерції та центру інерції абсолютно твердого тіла.
МКР1.
СРС. К.

9 тиждень
Л9. Енергія. Робота. Потужність. Повна механічна енергія частинки. Закон її збереження. Абсолютно пружне  та непружне зіткнення двох куль. Дисипація енергії.
ПЗ9. Розв'язання задач на обчислення роботи, енергії, потужності.
СРС. К.
 
10 тиждень
Л10. Модель й основні закони ідеального газу. Молекулярно-кінетична теорія. Статистичний та термодинамічний методи дослідження. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газу. Рівняння стану ідеального газу. Ізопроцеси. Середня кінетична енергія молекули. Фізичний зміст температури. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями свободи молекул. Внутрішня енергія ідеального газу.
ПЗ10. Розв'язання задач на обчислення молекулярних характеристик речовини та задачі на газові закони.
СРС. К.
11 тиждень
Л11. Основні поняття статистичної фізики. Розподіл Максвелла молекул ідеального газу за швидкостями. Середня, середньоквадратична та ймовірна швидкості молекули ідеального газу. Барометрична формула. Розподіл Больцмана. Число зіткнень за одиницю часу та середня довжина вільного пробігу молекул.
ПЗ11. Розв'язання задач на обчислення середньої довжини вільного пробігу молекули та її середньоквадратичної швидкості.
СРС. К.
 
12 тиждень
Л12. Робота газу. Тепло та теплоємність. Перший початок термодинаміки. Ізопроцеси у газах. Робота газу при адіабатичному та ізотермічному процесах. Теплоємність газу при постійному тиску та постійному об'ємі (рівняння Майєра). Класична молекулярно-кінетична теорія теплоємності газу.
ПЗ12. Розв'язання задач на обчислення теплоємності газу. Розв'язання задач на обчислення роботи газу при ізопроцесах.
СРС. К.
 
13 тиждень
Л13. Теорія ідеального теплового двигуна. Прямі та зворотні процеси. Кругові процеси (цикли). Теплові двигуни та холодильні машини. Ідеальний цикл Карно. ККД циклу Карно.
ПЗ13. Розв'язання задач для циклу Карно.
СРС. К.
 
14 тиждень
Л14. Ентропія. Ентропія ідеального газу. Другий початок термодинаміки. Третій початок термодинаміки. Теорема Нернста-Планка.
ПЗ14. Розв'язання задач на ентропію ідеального газу.
СРС. К.
 
15 тиждень
Л15. Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса. Стан речовини. Фазові переходи. Критичний стан речовини. Потрійна точка. Константи Ван-дер-Ваальса.
ПЗ15. Розв'язання задач з реальними газами.
МКР2.
СРС. К.
 
Самостійна робота
 
Самостійна робота складає 75 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 15 годин;
2) підготовка до практичних занять – 30 годин;
3) підготовка до екзамену – 30 годин.
 
 
Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують дві модульні контрольні роботи. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі.
 
Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних, практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи. Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються дистанційно у тестовій формі. Модульна робота складається з тестової частини (10 коротких запитань), 2 теоретичних питання, дві практичні задачі. Відповідь на кожне тестове питання оцінюється максимум в 1 бал, на кожне теоретичне питання й задачу оцінюється максимум в 10 балів. 
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів. 
 
Підсумкова форма контролю з дисципліни. 

Екзамен. 
 
Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
 
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.