480-8310/01 – Fyzika I (FYI)
| Garantující katedra | Katedra fyziky | Kredity | 2 |
| Garant předmětu | Mgr. Ing. Kamila Hrabovská, Ph.D. | Garant verze předmětu | Mgr. Ing. Kamila Hrabovská, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2018/2019 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Shrnout základní principy a zákony vybraných partií klasické fyziky
Popsat, objasnit a interpretovat jednotlivé přírodní jevy
Aplikovat jednoduché matematické metody na popis fyzikálních jevů
Ilustrovat získané poznatky na jednoduchých aplikacích
Vyučovací metody
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je koncipován jako předmět teoretického základu technického
bakalářského studia. Studenti si prohloubí znalosti ze všech oblastí klasické
fyziky v návaznosti na znalosti z mechaniky, kmitů, vln a akustiky probírané v předmětu Základy fyziky tak, aby nabyté vědomosti mohli využít při studiu
navazujících odborných předmětů. Kurz Fyziky I využívá diferenciálního a
integrálního počtu funkcí jedné proměnné a vektorové algebry. Cílem předmětu
je doplnit znalosti z klasické fyziky pro další rozvoj fyzikálních vědomostí,
které dále rozšíří v magisterském studiu.
Pro kombinované studium je kurz veden distanční formou a je založen na řízené
samostatné práci studentů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Horák, Z., Krupka, F.: Fyzika, SNTL, Praha, 1976 a novější
Clark, J.O.E.: Fyzika, Svojtka a Vašut, Praha, 1997
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Testy, písemné práce
E-learning
e-learning není k dispozici
Další požadavky na studenta
Systematická příprava na výuku.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1) Hmota, pohyb, prostor a čas. Látka, pole, částice. Stavba látek a jejich pozorování. Fyzikální teorie a experiment. Fyzikální veličiny – velikost a jednotka. Skaláry a vektory. Součet a rozdíl vektorů. Součin vektoru a reálného čísla. Souřadnice vektoru. Skalární a vektorový součin vektorů. Fyzikální aplikace. Pojem „okamžité hodnoty fyzikální veličiny“ a z toho plynoucí nutnost matematické operace derivace, fyzikální a geometrický význam derivace, základní derivace. Pojem primitivní funkce, neurčitý integrál, základní integrály, určitý integrál. Fyzikální aplikace.
2) Kinematika - posuvný a otáčivý pohyb (rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený, nerovnoměrný). Trajektorie, dráha, rychlost, zrychlení a příslušné úhlové veličiny, dostředivé a odstředivé zrychlení v zakřivených částech trajektorie.
3) Dynamika - Newtonovy pohybové zákony, pohybová rovnice postupného pohybu. Gravitační pole - intenzita a potenciál gravitačního pole, gravitační a tíhové pole Země, volný pád, svislý, vodorovný a šikmý vrh.
4) Impuls síly, práce, výkon a účinnost. Kinetická a potenciální energie. Pohyb těles v prostředí – bez odporu (např. pohyb planet), v běžných podmínkách – se třením, v odporujícím prostředí. Ráz těles.
5) Mechanika těles – pojem „těžiště“, moment setrvačnosti těles, Steinerova věta, pohybová rovnice otáčivého pohybu, práce, výkon a energie při otáčivém pohybu.
6) Kyvadla - fyzikální, matematické a torzní kyvadlo, popis a veličiny kývavého pohybu (rovnovážná poloha, body vratu, kyv, kmit, perioda, frekvence…).
7) Kmity - netlumené a tlumené kmity. Vynucené kmity. Rezonance. Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu. Skládání kmitů.
8) Vlny – postup kmitů řadou bodů se vzájemnými silovými vazbami. Klasifikace vlnění, vznik postupné vlny, vlny příčné a podélné. Šíření vln v prostoru, Huygensův- Fresnellův princip. Rovnice pro výchylku (závislost na čase a poloze v prostoru). Interference vlnění, stojaté vlny.
9) Akustika - vznik a šíření zvukové vlny, základní akustické veličiny, akustický tlak, akustická intenzita, hlasitost a hladiny intenzity. Hluk. Dopplerův jev. Ultrazvuk.
10) Úvod do fyziky kapalin - vlastnosti kapalin, hydrostatický tlak, vztlak. Povrchové napětí, kapilární jevy. Tok kapaliny – rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice. Výtok kapaliny otvorem – transformace statické energie v pohybovou.
Demonstrace použitelné ve výuce:
1. Pohybová rovnice translačního pohybu - zrychlení.
2. Pohybová rovnice rotačního pohybu - moment setrvačnosti.
3. Reverzní kyvadlo - tíhové zrychlení.
4. Skládání kmitů - frekvence rázů.
5. Zvukové vlny - rychlost zvuku.
6. Mechanické vlastnosti kapalin - viskozita.
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích