Detail předmětu

Obecná fyzika I (Mechanika a molekulová fyzika)

FSI-TF1Ak. rok: 1999/2000

Předmět je vstupní disciplinou základního kursu obecné fyziky. Jezaměřen na problematiku klasické newtonovské mechaniky hmotnýchbodů a jejich soustav a podává výklad základních představ termiky,termodynamiky a molekulové fyziky. V mechanice je kladen důraz napochopení pojmu časové změny fyzikální veličiny, pohybových zákonůa jejich použití při určení časového vývoje stavu soustavy. Úkolemvýkladu molekulové fyziky je postihnout podstatné rysy chovánívelkých systémů částic a navodit představu statistické interpretacetohoto chování.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Získání představy o pohybových zákonech newtonovské mechaniky, včetně
zvládnutí problematiky pohybu tuhého tělesa i základů mechaniky kontinua.
Popis klasických soustav mnoha částic jak z hlediska makroskopického,
tak z hlediska mikroskopické představy. Zvládnout řešení modelových
fyzikálních úloh i úloh směřujících k případným technickým aplikacím.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: Účast na cvičeních nejméně 75%. Získání
nejméně 50% bodů z kontrolních písemných prací (3 až 4 práce za
semestr). Udělení náhradního termínu a stanovení náhradních
požadavků je v kompetenci učitele.
Zkouška: Prověřuje porozumění základním zákonům a schopnost uplatnit
je při řešení úloh. Zkouška má písemnou a ústní část.
Písemná část:
1. Řešení úloh komplexnějšícho charakteru. Prokáže schopnost
aplikovat teoretické znalosti problematiky. Dvacet dosažitelných bodů.
2. Test. Prokáže celkový přehled o dané problematice. Dvacet
dosažitelných bodů. -technických úloh.
Klasifikace písemných částí: nevyhověl (0-8 bodů), dobře (8,5-12,5
bodů), velmi dobře (13-17 bodů) výborně (17,5-20 bodů).

Učební cíle

Seznámit studenty prostřednictvím jedné z nejnázornějších oblastí
fyziky - mechaniky a molekulové fyziky - se strukturou fyzikálních
disciplín, metodami fyziky, stylem fyzikálního myšlení i aplikačními
možnostmi fyziky. Umožnit studentům pochopení základních
zákonitostí mechaniky, termiky, termodynamiky a molekulové fyziky
a aplikovat je na řešení konkrétních fyzikálně-technických úlohách.

Základní literatura

HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - Walker, J.: Fyzika, VUTIUM, Brno 2001
FEYNMAN, R.P.-LEIGHTON, R.B.-SANDS, M.: Feynmanovy přednášky z fyziky, Fragment, 2001
KVASNICA, J. a kol.: Mechanika,

Doporučená literatura

FEYNMAN, R.P.-LEIGHTON, R.B.-SANDS, M.: Feynmanovy přednášky z fyziky, Fragment, 2001
HORÁK, Z. - KRUPKA, F.: Fyzika, SNTL, Praha 1976
HANDLÍŘOVÁ, B. a kol.: Konzultační cvičení I a II, Vydavatelství MU Brno, 1996

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

42 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.

Osnova

1. Výstavba fyzikálních teorií. Experiment. Role matemat. aparátu.
2. Pohyb objektů a jeho popis: nerelativistický i relativistický
přístup, časoprostor.
3. Základní zákony newtonovské mechaniky. Pohybové rovnice.
4. Práce a mechanická energie.
5. Modelové úlohy klasické mechaniky: Keplerova úloha. Srážky částic.
Pohyb tělesa s proměnnou hmotností. Sférické kyvadlo.
6. Relativistická pohybová rovnice. Aplikace .
7. Základní zákony klasické dynamiky soustav částic.
8. Translační a rotační pohyb tuhého tělesy.
9. Statická rovnováha tekutiny. Proudění ideální a viskozní tekutiny.
10.Vznik a popis vlnění. Superpozice vlnění. Aplikace.
11.Stavba a tepelné vlastnosti látek. Termodynamický přístup
k popisu makroskopické soustavy.
12.Stavové rovnice. 1. zákon termodynamiky. Tepelné kapacity.
13.2. zákon termodynamiky. Entropie. Účinnost tepelných strojů.
14.3. zákon termodynamiky. Základní myšlenky nerovnovážné
termodynamiky. Fázové přechody.
15.Mikroskopický stav soustavy. Rozdělovací funkce. Kinetické jevy.

Cvičení odborného základu

42 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.

Osnova

1. Fyzikální veličiny a jednotky. Základní operace s vektory.
2. Pohyby přímočaré a křivočaré.
3. Řešení pohybových rovnic.
4. Časový účinek síly, dráhový účinek síly. - Písemný test.
5. Modelové úlohy klasické mechaniky: Keplerova úloha, srážky částic,
pohyb tělesa s proměnnou hmotností, matematické a fyzické kyvadlo,
sférické kyvadlo.
6. Pohybové rovnice soustavy hmotných bodů (SHB) - impulzové věty.
7. Výpočet těžiště SHM bodů, výpočet momentu setrvačností SHM.
8. Energie pohybujícího se tuhého tělesa. - Písemný test.
9. Podmínky rovnováhy.
10.Archimédův zákon, Bernoulliova rovnice, rovnice kontinuity.
11.Harmonický oscilátor. Skládání kmitů. Rázy. - Písemný test.
12.Rovnice vlny (rovinné, kulové). Superpozice vlnění.
13.První princip termodynamiky.Stavová rovnice. - Písemný test.
14.Účinnost tepelných strojů a Carnotova cyklu.