Detail předmětu

Fyzika 1

FEKT-AFY1Ak. rok: 2011/2012

Základy mechaniky částic, Gravitační a tíhové pole, Elektrostatické pole, Elektrický náboj, Coulombův zákon, Gaussův zákon elektrostatiky, Kapacita, Elektrický proud a odpor, Stacionární magnetické pole, Biotův-Savartův zákon, Ampérův zákon celkového proudu, Silové působení magnetického pole, Nestacionární magnetické pole, Faradayův indukční zákon, Maxwellovy rovnice v integrálním i diferenciálním tvaru. Elektrické kmity, střídavé proudy a obvody.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

RNDr. Pavel Dobis, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (UFYZ)

Výsledky učení předmětu

Studenti rozumí základním fyzikálním pojmům, zákonům a procesům. Jsou schopni řešit jednoduché problémy týkající se těchto zákonů a procesů a umí realizovat jednoduché fyzikální experimenty.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Pohybová rovnice a její aplikace. Kmity. Práce, energie, výkon. Zákony zachování. Srážky.
2. Gravitační, tíhové pole a elektrostatické pole.
3. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry. Bodový náboj a dipól v elektrickém poli.
4. Gaussův zákon elektrostatiky a jeho použití.
5. Kapacita. Elektrostatické pole v dielektriku. Energie elektrostatického pole.
6. Elektrický proud, rovnice kontinuity. Ohmův zákon.
7. Elektromotorické napětí, práce a výkon elektrického proudu. Vedení proudu v látkách.
8. Elektrické obvody. Výpočet proudu v jednoduchém obvodu. Obvody s více smyčkami. Obvody RC.
9. Magnetické pole vyvolané proudem, Biotův-Savartův zákon, magnetické indukční čáry.
10. Ampérův zákon celkového proudu. Silové působení magnetického pole.
11. Gaussův zákon pro magnetické pole. Magnetické pole v látkách.
12. Faradayův indukční zákon. Cívky a indukčnost. Střídavé proudy. Obvody LC a RLC. Transformátory.
13. Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru pro vakuum a pro dielektrikum.
Aplikace elektrických a magnetických jevů v lékařství.

Učební cíle

Hlavní cíle jsou: Poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů a posílení porozumění těchto pojmů a zákonů pomocí širokého spektra zajímavých aplikací.

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.

Základní literatura

Halliday, D.; Resnick, R.; Walker J.: Fyzika. Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Prometheus Praha, 2000, 2003, 2006, Překlad 5. orig. vydání. (CS)

Doporučená literatura

DOBIS, P., UHDEOVÁ, N., BRÜSTLOVÁ, J., BARTLOVÁ, M.Průvodce studiem předmětu Fyzika 1 (CS)
Hyperphysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BTBIO-A bakalářský

    obor A-BTB , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Osnova

Pohybová rovnice a její aplikace. Kmity. Práce, energie, výkon. Zákony zachování. Srážky.
Gravitační, tíhové pole a elektrostatické pole.
Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry. Bodový náboj a dipól v elektrickém poli.
Gaussův zákon elektrostatiky a jeho použití.
Kapacita. Elektrostatické pole v dielektriku. Energie elektrostatického pole.
Elektrický proud, rovnice kontinuity. Ohmův zákon.
Elektromotorické napětí, práce a výkon elektrického proudu. Vedení proudu v látkách.
Elektrické obvody. Výpočet proudu v jednoduchém obvodu. Obvody s více smyčkami. Obvody RC.
Magnetické pole vyvolané proudem, Biotův-Savartův zákon, magnetické indukční čáry.
Ampérův zákon celkového proudu. Silové působení magnetického pole.
Gaussův zákon pro magnetické pole. Magnetické pole v látkách.
Faradayův indukční zákon. Cívky a indukčnost.
Maxwellovy rovnice v integrálním tvaru pro vakuum a pro dielektrikum.
Elektromagnetické kmity. Střídavé proudy. Obvody LC a RLC. Transformátory.
Aplikace elektrických a magnetických jevů v lékařsrví.

Cvičení odborného základu

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Mgr. Jan Pavelka, CSc. Ph.D.
Ing. Marián Klampár, Ph.D.
doc. Ing. Vladimír Holcman, Ph.D.
Ing. Pavel Tofel, Ph.D.
Ing. Tomáš Trčka, Ph.D.
Ing. Jiří Majzner, Ph.D.
Ing. Gabriel Cséfalvay

Osnova

Pravidla práce v laboratoři. Zpracování a prezentace uskutečněného měření.
Tíhové zrychlení - Reverzní kyvadlo.
Rychlost světla.
Měrný náboj elektronu.
Teplotní závislost odporu kovů a polovodičů. Supravodivost.
Elektrické obvody a jejich vlastnosti.
Magnetické pole kolem vodiče. Silové působení magnetického pole.
Magnetické vlastnosti látek.
Hallův jev.
Seminář, prezentace seminární práce.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.