516-0312/02 – Fyzika I (FYI)

Garantující katedraInstitut fyzikyKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení2015/2016
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HLA57 prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.
HRA01 Mgr. Ing. Kamila Hrabovská, Ph.D.
POS40 doc. Dr. Mgr. Kamil Postava
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zkouška 12+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Shrnout základní principy a zákony vybraných partií klasické fyziky Popsat, objasnit a interpretovat jednotlivé přírodní jevyAplikovat jednoduché matematické metody na popis fyzikálních jevů Ilustrovat získané poznatky na jednoduchých aplikacích

Vyučovací metody

Přednášky
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:

1. 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 2. Mádr,V. a kolektiv katedry fyziky: Sbírka příkladů z fyziky, VŠB, Ostrava, 1998

Doporučená literatura:

1. J. Kopečný, M. Kopečná, J. Trojková: Základy fyziky, CD, RCCV, VŠB-TU Ostrava, Ostrava 2003 2. J. Kopečný: Pracovní sešity, VŠB-TU Ostrava, http://rccv.vsb.cz, Ostrava 2005 3. J. Kopečný, K. Barčová, D. Jandačka, E. Janurová, M. Kopečná, R. Uhlář: Sbírka příkladů z fyziky, CD, RCCV, VŠB-TU Ostrava, Ostrava 2004

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Testy, písemné práce

E-learning

Další požadavky na studenta

Systematická příprava na výuku.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1.-2. týden: KINEMATIKA. Trajektorie a dráha, okamžitá rychlost a okamžité zrychlení. Úhlová dráha, úhlová rychlost, úhlové zrychlení. Klasifikace pohybů. DYNAMIKA. Newtonovy pohybové zákony. Pohybová rovnice. Relativní pohyby. Časový účinek síly – impuls síly a změna hybnosti. Dráhový účinek síly – práce, výkon, mechanická energie, zákony zachování. Tření. 3.-4. týden: MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA. Hmotný střed. Moment síly. Moment hybnosti. Moment setrvačnosti. Pohybová rovnice rotačního pohybu. Práce, výkon, kinetická energie rotačního pohybu. GRAVITAČNÍ POLE. Gravitační zákon. Intenzita, potenciální energie, potenciál. Tíhové pole. 5.-6. týden: KMITY. Lineární oscilátor – netlumený a tlumený. Vynucené kmity. Rezonance. Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu. VLNY. Klasifikace vlnění. Vznik postupné vlny, vlny příčné a podélné. 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, hladiny intenzity a hlasitosti. Ultrazvuk. 7.-8. týden: HYDROMECHANIKA. Základní vlastnosti kapalin, tlak, tlaková síla, proudění ideální a reálné kapaliny. Rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice. Povrchové napětí. 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. PŘENOS TEPLA. Tepelný tok, hustota tepelného toku, Fourierův zákon, stacionární vedení tepla rovinnou stěnou. Zářivá energie, zářivý tok, intenzita vyzařování, spektrální intenzita vyzařování, Stefanův–Boltzmanův zákon. 9. týden: ELEKTRONICKÉ POLE. Coulombův zákon, intenzita, potenciál, napětí, práce elektrických sil. Pohyb náboje v elektrickém poli. Elektrický tok, Gaussův zákon. Kapacita, kondenzátor. VEDENÍ PROUDU VE VODIČÍCH. Ohmovy zákony, Kirchhoffovy zákony, práce a výkon proudu, Joulův-Lencův zákon. Termoelektrické jevy. Vedení proudu v polovodičích. Vlastní a příměsové polovodiče, P-N přechod, dioda, tranzistor, integrovaný obvod, termistor. 10.-11. týden: 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, princip elektromotoru. Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon celkového proudu, magnetické pole přímého a kruhového vodiče, cívky. ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE. Faradayův zákon elektromagnetické indukce, otáčející se smyčka v magnetickém poli, princip generátoru proudu. Vzájemná a vlastní indukčnost. Vznik a vlastnosti střídavých proudů, střídavé obvody s R, L a C, rezonance, elektrický oscilační obvod. 12.-13. týden: ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁŘENÍ. Vznik elektromagnetické vlny, otevřený kmitavý obvod, anténa, spektrum vln a jejich zdroje. Šíření vln v prostoru, Huygensův princip. GEOMETRICKÁ OPTIKA. Index lomu, zobrazení zrcadlem, tenkou čočkou. Lupa, mikroskop, dalekohled. KVANTOVÁ OPTIKA. Planckova hypotéza, foton a jeho energie, fotoefekt. Bohrův model atomu vodíku. Rentgenové záření, spontánní a stimulovaná emise, lasery. VLNOVÁ OPTIKA. Youngův pokus, interference v tenké vrstvě, ohyb na štěrbině a mřížce, difrakce rentgenového záření. 14. týden: RADIOAKTIVITA. Radioaktivní záření, vazebná energie, stabilita jádra, přeměna alfa, beta a gama, přeměnový zákon. Zákony zachování, jaderné reakce, štěpení a rozklad jader. Dosimetrie.

Podmínky absolvování předmětu

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2013/2014 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2012/2013 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2011/2012 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (B3943) Mechatronika (3906R007) Automobilová elektronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B3943) Mechatronika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B3943) Mechatronika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B3943) Mechatronika (3906R999) Společné studium oboru Automobilová elektronika, Mechatronické systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku