Detail předmětu

Fyzika

FAST-BB01Ak. rok: 2013/2014

Úvod, kinematika hmotného bodu, dynamika hmotného bodu, dynamika tuhých těles, hydromechanika, kmity, vlnění.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (FYZ)

Výsledky učení předmětu

Získání teoretických znalostí, počítání příkladů a praktických znalostí a návyků, měření fyzikálních veličin a v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa, hydromechanika a mechanické kmity.

Prerekvizity

Znalosti ze středoškolské fyziky a matematiky v rozsahu gymnázií.

Korekvizity

Aplikovaná matematika: vektory,derivace, jednoduchý a dvojný integrál, homogenní diferenciální rovnice druhého řádu s konstantními koeficienty.

Doporučené volitelné složky programu

ne

Doporučená nebo povinná literatura

DUNCAN Tom: Physics. Murray, London, 1987. (EN)
Serway A. Raymond: Physics. Sounders Coll. Publ., 1995. (EN)
Koktavý B.: Mechanika hmotného bodu. VUTIUM Brno, 1998. (CS)
BREITHAUPT Jim: Physics. Maxmil. Press, London, 1999. (EN)
Koktavý B.: Mechanické kmity a vlnění. CERM Brno, 1999. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Mechanika deformovatelných těles. CERM Brno, 2000. (CS)
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. VUTIUM a PROMETHEUS, 2001. (EN)
Šikula J.: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2001. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Modul 4: Mechanika deformovatelných těles. CERM Brno, 2004. (CS)
Pazdera L.: Modul 5: Mechanické kmity. CERM Brno, 2005. (CS)
Pazdera L.: Modul 6: Mechanické vlnění. CERM Brno, 2005. (CS)
Koktavý B.: Modul 1: Kinematika hmotného bodu. CERM Brno, 2005. (CS)
Koktavý B.: Modul 2: Dynamika hmotného bodu. CERM Brno, 2005. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Modul 3: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2005. (CS)
Ficker T.: Fyzikální praktikum I. CERM Brno, 2006. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metoda je založena na sérii přednášek (jedna dvouhodinová přednáška každý týden) a laboratorním cvičení (dvouhodinové měření každý týden). Studenti počítají příklady. Protokoly jsou kontrolovány učiteli v laboratořích.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou udělení zápočtu je změření devíti laboratorních úloh, vypracování devíti protokolů z těchto úloh a jejich průběžné a úspěšné odevzdávání, dále počítání příkladů a jejich odevzdávání učiteli v celkovém počtu dvaceti příkladů, poslední podmínkou je úspěšné napsání testu ve formě počítání příkladů.
Zkouška se skládá z písemné části, což jsou čtyři příklady, z ústní části, což jsou čtyři teoretické otázky, obojí z celé přednášené látky, obě části zkoušky musí být splněny úspěšně.

Jazyk výuky

čeština

Pracovní stáže

ne

Osnovy výuky

1.týden: Úvod. Význam a rozdělení fyziky. Hmota, látka, pole. Fyzikální veličiny. Práce s vektory.
2.týden: Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
3.týden: Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
4.týden: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
5.týden: Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
6.týden: Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
7.týden: Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
8.týden: První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
9.týden: Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
10.týden: Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
11.týden: Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernouliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
12. týden: Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.Tlumené kmity. Vynucené kmity.
13.týden: Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění. Interference vlnění. Stojaté vlnění.

Cíl

Získání základních teoretických znalostí a praktických znalostí a návyků v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa, hydromechanika a mechanické kmity a vlnění.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-E-SI bakalářský

    obor VS , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B-P-C-MI bakalářský

    obor MI , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B-K-C-SI bakalářský

    obor VS , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B-P-C-SI bakalářský

    obor VS , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B-P-C-ST bakalářský

    obor VS , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1.týden: Úvod. Význam a rozdělení fyziky. Hmota, látka, pole. Fyzikální veličiny. Práce s vektory.
2.týden: Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
3.týden: Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
4.týden: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
5.týden: Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
6.týden: Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
7.týden: Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
8.týden: První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
9.týden: Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
10.týden: Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
11.týden: Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernouliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
12. týden: Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.Tlumené kmity. Vynucené kmity.
13.týden: Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění. Interference vlnění. Stojaté vlnění.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1.týden: návody - seznámení s používanými metodami měření, metodami výpočtů a zpracování laboratorních úloh, rozdělení úloh na celý semestr (cyklické střídání úloh pro dvojice studentů)
2.týden měření první laboratorní úlohy podle rozpisu
3.týden následující měření dle rozpisu, odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
4.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
5.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
6.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
7.týden konzultace - opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů
8.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
9.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
10.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
11.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
12.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
13.týden písemka a odevzdání protokolu z předchozího měření, zápočet
Laboratorní úlohy:
Stanovení optické mohutnosti čoček sférometrem
Stanovení plošného obsahu přímou metodou a planimetrem
Stanovení hustoty pevných látek přímou metodou a na hydrostatických vahách
Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou
Tenzometrické a mechanické měření modulu pružnosti v tahu z průhybu statickou metodou
Stanovení modulu pružnosti v tahu z příčných kmitů tyče
Stanovení modulu pružnosti ve smyku přímou metodou
Stanovení modulu pružnosti ve smyku dynamickou metodou
Stanovení místního tíhového zrychlení reverzním kyvadlem
Stanovení momentu setrvačnosti z doby kmitu fyzického kyvadla
Stanovení momentu setrvačnosti tělesa pomocí torzních kmitů
Stanovení povrchového napětí kapalin
Stanovení viskozity Stokesovým viskozimetrem