Detail předmětu

Obecná fyzika I

FSI-S1FAk. rok: 1999/2000

I. MECHANIKA KLASICKÉ ČÁSTICE
II. SOUSTAVY KLASICKÝCH ČÁSTIC

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. RNDr. Petr Dub, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Výsledky učení předmětu

Studenti budou schopni samostatně řešit základní fyzikální úlohy a v uvedených oblastech klasické fyziky.

Způsob a kritéria hodnocení

Ukončení předmětu:
Zápočet bude udělen na základě výsledků testů.
Nutnou podmínkou konání zkoušky je zápočet za zimní i letní semestr.
Při zkoušce budou prověřovány zejména schopnosti aplikovat získané poznatky na řešení problémů.

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty se základními zákony a teoriemi klasické fyziky tak, aby byli schopni je aplikovat na jednoduché systémy, objasnit a předpovědět jejich chování. Je akcentováno spojení fyzikálních principů s jednotícím matematickým aparátem.

Základní literatura

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: : Fundamentals of Physics , , 0
M. Allonso, E. Finn:: Physics,, , 0
Feynman, Leighton, Sands:: Lectures on Physics, Vol. 1, 2, , 0

Doporučená literatura

Z. Horák, F. Krupka: Fyzika,, , 0
Kupská a kol.: Sbírka příkladů z fyziky,, , 0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

28 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Petr Dub, CSc.

Osnova

I. MECHANIKA KLASICKÉ ČÁSTICE
1. Základní úloha dynamiky
Časový vývoj stavu klasické částice. Numerická integrace pohybové rovnice. Pohyb částice v silových polích. Inerciální a neinerciální vztažná soustava.
2. Důsledky pohybové rovnice
Věta o točivosti částice: moment hybnosti částice a moment síly. Časový účinek síly: změna hybnosti a impuls síly. Dráhový účinek síly: práce a energie. Kinetická energie. Potenciální energie částice v silovém poli.
3. Aplikace
Pohyb v centrálním poli - Keplerova úloha, Rutherfordův rozptyl, Bohrův model atomu.
4. Variační princip v mechanice
Princip mininální akce a pohybová rovnice klasické částice.
5. Rozvinutí formalismu analytické mechaniky
Pohyb částice podrobené (holonomním) vazbám. Zobecněné souřadnice. Lagrangeovy rovnice II. druhu. Hamiltonova funkce a celková energie. Hamiltonovy kanonické rovnice. Fázový prostor. Časový vývoj bodu ve fázovém prostoru.
6. Mechanika relativistické částice
II. SOUSTAVY KLASICKÝCH ČÁSTIC
A) Dynamika soustavy částic
1. Pohybové rovnice soustavy částice
I. impulsová věta, pohyb těžiště. II. impulová věta.
2. Energie soustavy částic
Zákon zachování mechanické energie izolované soustavy.
3. Izolovaná soustava částic
Zákony zachování. Aplikace: srážky částic.
4. Analytická mechanika soustavy částic
B) Mnohačásticové soustavy
5. Kolektivní charakteristiky mnohačásticových systémů
Teplota, tlak, ...Střední hodnoty fyzikálních veličin.
6. Kinetická teorie plynů
Stavová rovnice ideálního plynu. Maxwellovo rozdělení rychlostí molekul plynu. Transportní jevy: difúze (1. a 2. Fickův zákon), tepelná vodivost (rovnice pro vedení tepla).
7. Práce a teplo
Reformulace zákona zachování energie pro uzvřené systémy: první věta termodynamiky.
8. Děje v ideálním plynu
Děj izotermický, izochorický, izobarický, adiabatický.
9. Druhá věta termodynamiky
Entropie a pravděpodobnost. Základy fenomenologické termodynamiky.

Cvičení odborného základu

28 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Petr Dub, CSc.

Osnova

Odpovídá probranému učivu v přednáškách. Účast je povinná.