Detail předmětu

Fyzika 1

FEKT-BPC-FY1BAk. rok: 2019/2020

Předmět Fyzika 1 tvoří první část dvousemestrového základního kurzu fyziky se zaměřením na oblasti využitelné ve zvukové technice. Vzhledem k jeho umístění v 1. semestru bakalářského studia nejsou probírány partie využívající ve větší míře vyšší matematiku, především pak diferenciální a integrální počet. Těmto partiím se studenti následně věnují v předmětu Fyzika 2 ve 2. semestru studia, kdy již mají absolvovaný kurz Matematika 1. První část předmětu Fyzika 1 je věnována základům mechaniky částic, síle a pohybu. Následují harmonické, tlumené a vynucené kmity, dále pak postupné a stojaté vlnění, superpozice a interference vln. Další probíranou oblastí jsou elektrické a magnetické pole, kde se budou studenti věnovat jejich vzniku, vlastnostem a základním zákonům.

Zajišťuje ústav

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- sestavit pohybovou rovnici a využít ji při řešení pohybu hmotného bodu,
- aplikovat zákony zachování energie a hybnosti při popisu fyzikálních dějů,
- popsat harmonické, tlumené a vynucené kmity,
- vysvětlit vznik postupného a stojatého vlnění,
- popsat jevy superpozice a interference vlnění,
- popsat vznik elektrických a magnetických polí a vysvětlit souvislosti mezi jednotlivými veličinami.

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen používat kartézský systém souřadnic a měl by ovládat grafické znázornění funkčních průběhů. Měl by umět pracovat s fyzikálními veličinami, jednotkami a rovnicemi. Měl by ovládat matematický aparát na úrovni základní práce s vektory, lineárními rovnicemi, goniometrickými, exponenciálními a mocninnými funkcemi. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fyzika. Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Prometheus Praha, 2000, 2003, 2006. (CS)
FYZIKA 1. Studijní materiály k přednáškám, cvičením a laboratornímu cvičení. Stránka předmětu na eLearningu VUT. (CS)
HOLZNER, Steve. Physics For Dummies. John Willey & Sons, Inc., 2005. (EN)
KOKTAVÝ, B. Úvod do studia fyziky. VUTIUM, Brno, 1998. (CS)
KOKTAVÝ, B.: Mechanika hmotného bodu, VUTIUM Brno, 1998. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratorní cvičení. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové maximální hodnocení předmětu je 100 bodů.
Student získá až:
- 30 bodů za laboratorní cvičení (6 protokolů a 1 test),
- 10 bodů za počítačové cvičení,
- 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.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod do studia fyziky. Fyzikální veličiny a jednotky, vektory ve fyzice, goniometrické funkce, souřadné systémy.
2. Kinematika hmotného bodu. Druhy pohybů, pohyb rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený, princip superpozice, složený pohyb, pohyby v zemském tíhovém poli, pohyb po kružnici.
3. Dynamika hmotného bodu. Základní veličiny dynamiky, Newtonovy pohybové zákony, druhy sil, sestavení pohybové rovnice.
4. Dráhový a časový účinek síly. Práce, energie, výkon, hybnost, zákony zachování, ráz těles.
5. Kmity. Kmitavý pohyb, oscilátor, harmonické kmity, vlastní a tlumené kmity, rychlost a zrychlení, energie kmitavého pohybu.
6. Skládání a rozklad kmitů, rázy, Lissajousovy obrazce, nucené kmity, rezonance.
7. Mechanické vlnění. Postupná vlna, podélná a příčná vlna, fázová rychlost, polarizace, Huygensův princip, difrakce, odraz a lom.
8. Superpozice a interference vln, stojaté vlny, vlastní kmity, vlastní kmity na struně.
9. Elektrické pole. Elektrický náboj, síla, intenzita, práce, potenciál, napětí.
10. Vodič v elektrostatickém poli, kapacita, kondenzátor, elektrický dipól, dielektrikum v elektrostatickém poli, polarizace dielektrika, aplikace v elektroakustických měničích.
11. Elektrický proud. Elektrický proud v látkách, Ohmův zákon, elektrický odpor, rezistor, závislost odporu na teplotě, práce a výkon elektrického proudu, elektrický zdroj, Kirchhoffovy zákony.
12. Magnetické pole. Magnetické indukční čáry, magnetická indukce, magnetické silové působení, aplikace v elektroakustických měničích.
13. Hallův jev, magnetické pole cívky, magnetické vlastnosti látek.

Cíl

Cílem předmětu je poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů se zaměřením na oblasti využitelné ve zvukové technice. Jedná se především o mechaniku částic, kmity, vlny, elektrické a magnetické pole. Porozumění těmto pojmům a zákonům bude posíleno pomocí širokého spektra zajímavých aplikací. Praktické ověření získaných poznatků proběhne v laboratorním cvičení.

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

Laboratorní výuka a počítačová cvičení jsou povinné, řádně omluvené zmeškané laboratorní nebo počítačové cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-ZVUK , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný
    specializace AUDB-TECH , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor