Detail předmětu

Fyzika 2

FEKT-BPC-FY2BAk. rok: 2022/2023

Předmět Fyzika 2 navazuje na předmět Fyzika 1, se kterým tvoří dohromady dvousemestrový základní kurz fyziky se zaměřením na oblasti využitelné ve zvukové technice. V rámci tohoto předmětu jso již důsledně využívány všechny potřebné partie vyšší matematiky, především pak diferenciální a integrální počet. V první části předmětu Fyzika 2 jsou prohloubeny znalosti studentů z oblasti mechaniky hmotného bodu, pozornost je věnována sestavování a řešení pohybových rovnic. Oblast mechaniky je také rozšířena o soustavu hmotných bodů a tuhé těleso, je nastíněna i problematika tření a obtékání těles. Následují vlastnosti pevných látek. Značná pozornost je dále věnována vlnové rovnici a různým typům jejího řešení, také vlastnostem zvukových vln a principu základních typů hudebních nástrojů. Poslední část se zabývá prohloubením znalostí z oblasti elektromagnetismu včetně formulace Maxwellových rovnic a vybraných poznatků z oblasti elektromagnetických vln.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Zajišťuje ústav

Prerekvizity

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové maximální hodnocení předmětu je 100 bodů.
Student získá až:
- 20 bodů za laboratorní cvičení (4 protokoly a 1 test),
- 10 bodů za počítačové cvičení,
- 10 bodů za samostatné semestrální práce,
- 60 bodů za zkoušku (písemná část 40 bodů a ústní část 20 bodů).
Pro postup do ústní části je nutné získat v písemné části alespoň 15 bodů.
Pro úspěšné složení zkoušky je nutné získat z ústní části alespoň 5 bodů.
Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50. 

Osnovy výuky

1. Diferenciální a integrální počet ve fyzice, vektorová analýza, střední a efektivní hodnoty, komplexní čísla. Kinematika hmotného bodu. Polohový vektor, okamžitá rychlost a zrychlení, délka dráhy, obecné přímočaré a křivočaré pohyby a jejich řešení, parametrické rovnice a obecná rovnice trajektorie.
2. Dynamika hmotného bodu. Inerciální a neinerciální soustavy, pohybová rovnice a její řešení, obecná definice práce, okamžitý a střední výkon, obecný výpočet potenciální energie, nárazové síly, impulz síly.
3. Soustava hmotných bodů a tuhé těleso. Těžiště, impulzové věty, kinetická energie, moment setrvačnosti, tření.
4. Tekutiny. Rovnice kontinuity, Eulerova rovnice, obtékání těles, Stokesův zákon, Newtonův vztah, stavová rovnice plynů, adiabatický děj.
5. Pevné látky. Krystalické a amorfní látky, krystalová mřížka, deformace pevného tělesa, poruchy, teplotní roztažnost.
6. Kmity. Pohybová rovnice pro vlastní, tlumené a složené kmitavé pohyby a její řešení, kyvadla.
7. Vlny. Vlnová rovnice a její řešení, vlnoplocha a paprsek, energie a výkon vlny. Šíření vln v pevných látkách, vlastní kmity na struně a desce. Kapaliny a plyny, podélné vlnění v kapalinách a plynech.
8. Zvukové vlny. Základní veličiny, rychlost šíření zvuku, energetické veličiny, hladiny, zvukové vlnění na překážce, vlastní kmity v trubici, Dopplerův jev.
9. Principy hudebních nástrojů. Strunné, dechové a bicí nástroje.
10. Elektrické pole. Výpočet intenzity a potenciálu v okolí nabitého tělesa, tok intenzity elektrického pole plochou, Gausův zákon elektrostatiky, výpočet kapacity kondenzátorů, energie elektrického pole, RC obvod.
11. Magnetické pole. Síla působící na obecný vodič, Biotův-Savartův-Laplaceův zákon, Ampérův zákon celkového proudu, Gaussův zákon pro magnetické pole.
12. Elektromagnetická indukce, magnetický indukční tok, Faradayův zákon elektromagnetické indukce, Lenzův zákon, vlastní a vzájemná indukčnost, energie magnetického pole, LC obvod, magnetoelektrická indukce, Maxwellovy rovnice v integrálním tvaru.
13. Elektromagnetické vlny. Vlnová rovnice, postupná elektromagnetická vlna, odraz, lom, úplný odraz, polarizace, difrakce, interference, přenos energie, tlak záření, Dopplerův jev, vznik a šíření elektromagnetických vln.

Základní literatura

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fyzika. Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Prometheus Praha, 2000, 2003, 2006. (CS)
FYZIKA 2. Studijní materiály k přednáškám, cvičením a laboratornímu cvičení. Stránka předmětu na eLearningu VUT. (CS)
SYROVÝ, Václav. Hudební akustika. Akademie mmúzických umění, Praha, 2003, 2008. (CS)

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 1 ročník, letní semestr, povinný
    specializace AUDB-ZVUK , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Elearning