516-0301/01 – Fyzika I ()

Garantující katedraInstitut fyzikyKredity6
Garant předmětuprof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.Garant verze předmětuprof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2000/2001Rok zrušení2002/2003
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
MAD20 prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 21+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Vyučovací metody

Anotace

Předmět je koncipován jako předmět teoretického základu technického bakalářského studia. Studenti si prohloubí znalosti ze všech oblastí klasické 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 získat znalosti z fyziky pro další rozvoj fyzikálních vědomostí, které dále rozšíří o partie moderní fyziky v magisterském studiu (Předmět Fyzika II).

Povinná literatura:

Fojtek, A., Foukal, J., Mádr, V., Wyslych, P.: Základy fyziky pro bakalářské studium na VŠB-TU Ostrava. VŠB-TU Ostrava, Ostrava, 2000, 295 s.ISBN 80-7078- 243-0

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Týden: Náplň přednášek: 1. Kinematika. Trajektorie a dráha, okamžitá rychlost a okamžité zrychlení. Úhlová dráha, úhlová rychlost, úhlové zrychlení. Klasifikace pohybů. 2. Dynamika. Newtonovy pohybové zákony. Pohybová rovnice. Časový účinek síly – impuls síly a změna hybnosti. Dráhový účinek síly – práce, výkon, mechanická energie, zákony zachování. 3. Mechanika tuhého tělesa. Hmotný střed. Moment síly. Moment hybnosti. Impulsové věty. Moment setrvačnosti. Pohybová rovnice rotačního pohybu. Práce, výkon, kinetická energie rotačního pohybu. 4. Kmity. Lineární oscilátor – netlumený a tlumený. Vynucené kmity. Rezonance. Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu. Skládání kmitů stejnosměrných a kolmých stejných frekvencí. 5. Vlny. Klasifikace vlnění. Vznik postupné vlny, vlny příčné a podélné. Šíření vln v prostoru, Huygensův-Fresnelův princip. Rovnice pro výchylku. Tok energie, intenzita vlnění. Interference vlnění a její podmínky, stojaté vlny.Akustika. Vznik a šíření zvukové vlny. Základní akustické veličiny - rychlosti, akustický tlak, akustická intenzita, hlasitost a hladiny intenzity. Dopplerův jev. Ultrazvuk. 6. Teplota a teplo. Definice tepla a teploty. Tepelné kapacity. Vnitřní energie. Stavové rovnice plynu, pV diagram. Termodynamika. Práce plynu. I. a II. věta termodynamiky. Kruhové děje a jejich účinnost. 7. Přenos tepla. Tepelný tok, hustota tepelného toku, Fourierův zákon, stacionární vedení tepla rovinnou stěnou. Zářivá energie, zářivý tok, intenzita vyzařování, spektrální intenzita vyzařování, Kirchhoffovy zákony, Stefanův–Boltzmanův zákon. 8. Elektrické pole. Elektrický tok, Gaussův zákon, elektrostatické vlastnosti vodičů, práce, potenciál, napětí, elektrostatická indukce, vlastnosti dielektrik. Ohmovy zákony, práce a výkon, Joulův-Lencův zákon. Termoelektrické jevy. 9. Vedení proudu ve vakuu. Elektronky, obrazovka. Vedení proudu v polovodičích. Vlastní a příměsové polovodiče, P-N přechod, dioda, tranzistor, integrovaný obvod, termistor. 10. Magnetické pole. Magnetická síla. Vektor magnetické indukce, magnetický tok, pohyb náboje v magnetickém poli, Lorentzova síla, Hallův jev. Působení magnetického pole na proudovodič, smyčka v magnetickém poli, magnetický moment. Biotův-Savartův zákon, magnetické pole přímého a kruhového vodiče, cívky. 11. Elektromagnetická indukce. Faradayův zákon elektromagnetické indukce, otáčející se smyčka v magnetickém poli, vzájemná a vlastní indukčnost. 12. Elektromagnetické záření. Vznik elektromagnetické vlny, otevřený kmitavý obvod, anténa, spektrum vln a její zdroje. Planckova hypotéza, foton a jeho energie, fotoefekt. Bohrův model atomu vodíku. Rentgenové záření, spontánní a stimulovaná emise, lasery. 13. Youngův pokus, interference v tenké vrstvě, ohyb na štěrbině a mřížce, difrakce rentgenového záření, holografie.Radioaktivita. Radioaktivní záření, stabilita jádra, přeměna alfa, beta a gama, přeměnový zákon. Zákony zachování, jaderné reakce, řetězová reakce. 14. Shrnutí látky. Rezerva. Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů: Týden: Náplň cvičení a seminářů: 1. Fyzikální veličiny a jednotky – soustava SI. Vektorová algebra. 2. Výpočet kinematických parametrů obecného křivočarého pohybu. Přímočarý nerovnoměrně zrychlený pohyb. 3. Kruhové pohyby. Hybnost, síla, impuls síly, pohybová rovnice. Translační pohyb po nakloněné rovině. 4. Pohyby v homogenním tíhovém poli Země. Mechanická práce, výkon, mechanická energie, zákon zachování mechanické energie. 5. Skládání sil působících v tuhém tělese. Hmotný střed a těžiště tělesa. Moment setrvačnosti vzhledem k rotační ose, Steinerova věta. Pohybová rovnice rotačního pohybu. 6. Kinetická energie pohybujícího se tělesa. Valivý pohyb tělesa po nakloněné rovině. Kyvadla. 7. Mechanické kmitání. Skládání izochronních kmitání. Rovnice postupného vlnění. 8. Stavová rovnice ideálního plynu. Vratné stavové změny v ideálním plynu. Výpočet účinnosti kruhových dějů (Carnotův děj). 9. Elektrické pole bodového náboje a soustavy bodových nábojů. Zákon zachování mechanické energie v elektrickém poli. Pohyb částice s nábojem v elektrickém poli. Elektrický dipól v elektrickém poli. 10. Kondenzátory. Vedení elektrického proudu. 11. Magnetické pole vodičů s proudem. Pohyb částice s nábojem v homogenním magnetickém poli, působení magnetického pole na proudovou smyčku. 12. Indukční tok. Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Obvody střídavého proudu. 13. Elektromagnetické kmitání. Vlastnosti fotonu. Fotoelektrický jev. 14. Vlnová optika. Z á p o č e t

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2002/2003 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2001/2002 (M2301) Strojní inženýrství (2301T666) Strojnictví /přestupy/ K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2000/2001 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2000/2001 (M2301) Strojní inženýrství (2301T999) Strojírenství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku