717-2310/01 – Fyzika I (FYI)
Garantující katedra | Katedra fyziky | Kredity | 2 |
Garant předmětu | doc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2016/2017 | Rok zrušení | 2017/2018 |
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
Studenti si prohloubí znalosti z mechaniky, kmitů, vln a hydrodynamiky. K výkladu je použito středoškolské matematiky a základů vektorového, diferenciálního a integrálního počtu. Popis fyzikálních jevů vychází z pozorovatelné reality a praktických zkušeností. Cílem předmětu je upevnit základní znalosti z uvedených oblastí fyziky, na které navazuje další rozvoj fyzikálních vědomostí v teoretickém předmětu Fyzika II a technických předmětech studia.
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
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky