Detail předmětu

Obecná fyzika I (Mechanika a molekulová fyzika)

FSI-TF1Ak. rok: 2018/2019

Mechanika a molekulová fyzika je tradiční úvodní disciplinou základního kurzu obecné fyziky, zejména díky své názornosti a přístupnosti lidskému smyslovému vnímání. Předmět je určen studentům biofyziky, aplikované fyziky a fyzikálního inženýrství a sleduje tyto cíle: * Seznámit studenty s problémy a metodami klasické mechaniky a molekulové fyziky na úrovni základního univerzitního kursu, s použitím přiměřeně úsporného matematického aparátu. * Formou praktické výuky názorné a přístupné disciplíny, zejména prostřednictvím demonstračních experimentů, uvést studenty do problematiky postupů a metod fyziky, vytvářejících základ fyzikálně-technického myšlení a schopnost aplikovat fyzikální poznatky v ostatních vědách.

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.

Prerekvizity

Znalosti a dovednosti středoškolské matematiky a fyziky.

Doporučená nebo povinná literatura

HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - Walker, J.: Fyzika, VUTIUM, Brno 2001
HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - Walker, J.: Fundamentals of Physics, John Wiley and Sons, New York, 1997
FEYNMAN, R.P.-LEIGHTON, R.B.-SANDS, M.: Feynmanovy přednášky z fyziky, Fragment, 2001
FEYNMAN, R.P.-LEIGHTON, R.B.-SANDS, M.: Feynmanovy přednášky z fyziky, Fragment, 2001
KVASNICA, J. a kol.: Mechanika,
HORÁK, Z. - KRUPKA, F.: Fyzika, SNTL, Praha 1976
HANDLÍŘOVÁ, B. a kol.: Konzultační cvičení I a II, Vydavatelství MU Brno, 1996

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Společné podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty oborů Biofyzika, Aplikovaná fyzika, Fyzikální inženýrství: Odevzdání a otestování deseti elaborátů sestavených z úloh jednotlivých kapitol
literatury [1] a [2]. Požadavky úspěšného ukončení předmětu:
l. Znalost základních charakteristik popisu pohybu částice (trajektorie, rychlost, zrychlení,...) a schopnost s nimi počítat.
2. Schopnost řešit s porozuměním základní úlohy dynamiky hmotného bodu s využitím pohybových zákonů, silových zákonů a zákonů zachování (pohyb částice v silovém poli).
3. Schopnost aplikovat základní zákony dynamiky a zákony zachování při řešení úloh o pohybu tuhého tělesa (rotace tuhého tělesa kolem pevné osy).
4. Schopnost použít s porozuměním základní poznatky z mechaniky pro řešení úloh o statické rovnováze a proudění kapalin (rozložení tlaku v kapalině, vytékání kapaliny z nádoby).
5. Použití zákonů termodynamiky a stavové rovnice ideálního plynu pro praktické výpočty: tepelné kapacity, účinnost strojů.
6. Interpretovat Maxwellovo rozdělení rychlostí a použít je pro jednoduché praktické výpočty.

Písemná část zkoušky: V části (a) - příklady se ověřuje schopnost samostatného řešení komplexnějších příkladů
(obtížnost stejná nebo poněkud nižší než ve cvičení). Část (b) je test pokrývající jednoduchými úlohami problematiku mechaniky a molekulové fyziky. Ústní část zkoušky: Diskuse o širší problematice úloh z písemné části.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

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.

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

Výuka v teoretickém cvičení dle rozvrhu je kontrolována vyučujícím. Způsob nahrazení zmeškané výuky stanoví vyučující, zpravidla formou odevzdání a otestování vypočítaných příkladů.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-FIN , 1. ročník, zimní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Experiment ve fyzice.
Popis pohybu hmotného bodu.
Popis pohybu v různých vztažných soustavách.
Pohybové zákony mechaniky.
Pohybové rovnice a jejich řešení.
Práce a kinetická energie.
Pohyb soustavy částic.
Pohyb tuhého tělesa.
Mechanika kapalin-statika.
Mechanika kapalin-proudění.
Makroskopický popis soustavy mnoha částic.
Základy termodynamiky.
Základy kinetické teorie plynů.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Řešení problémů definovaných v přednášce.

eLearning