PMP074: Primjena programiranja u fizici (251427)

5 ECTS
	30 P + 30 PK
	10% primjene e-učenja
	Odjel za fiziku (Sceduly)

Nositelji: Toni Šćulac
Suradnici: Tamara Rom

Ciljevi predmeta

Primjena numeričkog rješavanja problema u fizici. Cilj je studenta naučiti razviti algoritam za numeričko rješavanje problema u fizici kroz razne primjere.

Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta

Nema.

Očekivani ishodi učenja

- Osmisliti ili prilagoditi postojeći algoritam za modeliranje jednostavnih procesa i izvođenje proračuna te prezentirati rješenja grafički.

- Izdvojiti dijelove algoritma u zasebne cjeline te ih implementirati kao potprograme ili funkcije s odgovarajućim načinom prijenosa argumenata, uz primjenu biblioteka i modula.

- Odabrati odgovarajuću strukturu zapisa za pohranjivanje podataka u datoteke, na lokalnom ili udaljenom računalu (repozitoriju).

- Oblikovati zadani problem na način prikladan za računalnu analizu, primjenjujući koncepte i zakone fizike te matematičku analizu.

- Procijeniti i minimizirati numeričke greške te raspraviti kriterije primjene i ograničenja nekih numeričkih metoda.

- Vizualizirati podatke s ciljem olakšavanja interpretacije te formulirati ovisnost podataka prilagodbom matematičke funkcije tim podacima.

- Definirati model (deterministički, stohastički ili statistički) za dani problem, napisati računalni program, izvršiti simulaciju te prezentirati rezultate.

Sadržaj predmeta

1. (2+2) Uvod, ponavljanje Python-a

2. (2+2) Moduli i jednostavna gibanja

3. (2+2) Objektno orjentirani pristup razvoju algoritma

4. (2+2) Numeričko deriviranje i integriranje

5. (2+2) Euller-ova metoda

6. (2+2) Algoritam za statističku obradu podataka

7. (2+2) Kosi hitac i Runge-Kutta (RK) metoda

8. (2+2) Razumijevanje grešaka Euller-ove i RK metode

9. (2+2) Modeliranje bungee jumpinga

10. (2+2) Modeliranje nabijene čestice u EM polju

11. (2+2) Gravitacijska interakcija 2 tijela

12. (2+2) Gravitacijska interakcija N tijela

13. (2+2) Numeričko modeliranje Sunčevog sustava

14. (2+2) Kompleksna modeliranja problema više tijela (1. dio)

15. (2+2) Kompleksna modeliranja problema više tijela (2. dio)

Vrste izvođenja nastave

- Predavanja
- Vježbe
- Samostalni zadaci

Obveze studenata

1. Aktivno sudjelovati u nastavi kritičkim prosuđivanjem i argumentiranjem mišljenja, pitanjima i odgovorima na pitanja.
2. Riješiti zadane probleme iz valova i optike.
3. Kritički raspraviti odabrane pojmove i zakone te njihovu primjenjivost.

Praćenje rada studenata (ECTS)

- Pohađanje nastave (2)
- Praktični rad (1.5)
- Seminarski rad (1.5)

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata

Ocjenjuju se rješenja zadataka s vježbi i završni seminarski rad.

Obvezna literatura

Harvey Gould, Jan Tobochnik, and Wolfgang Christian „An Introduction to Computer Simulation Methods Applications to Physical System“, Addison-Wesley, 2006.

A. B. Shiflet and G. W. Shiflet "Introduction to computational science", Princeton University Press, 2006.

Izborna literatura

1) Numerical Recipes in C and C++, The Art of Scientific Computing, Press, Teukolsky, Vetterling and Flannery, Cambridge University Press, 1993.

2) An Introduction to Computational Physics, Tao Pang, Cambridge University Press, 2006.

Načini praćenja kvalitete

1. Nastavnici, koji imaju predmete koreliranih ishoda učenja, surađuju i zajednički vode brigu o kvaliteti nastave.
2. Statistika ispitnih rezultata i vrednovanje uspješnosti u skladu s navedenim ishodima učenja.
3. Studentsko evaluiranje putem anonimne ankete koja se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu.

Izvedba

Sveučilišni prijediplomski studij
• Fizika (obvezni 2. sem.)

Napomene:
Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe.
Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija.