Detail předmětu

Fyzika 1

FEKT-BFY1Ak. rok: 2011/2012

Základy mechaniky částic, Gravitační a tíhové pole, Elektrostatické pole, Elektrický náboj, Coulombův zákon, Gaussův zákon elektrostatiky, Elektrický proud, 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.

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. Základy mechaniky částic.
2. Pohybová rovnice a její aplikace. Kmity. Práce, energie, výkon. Zákony zachování. Srážky.
3. Gravitační, tíhové pole a elektrostatické pole.
4. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry. Bodový náboj a dipól v elektrickém poli.
5. Gaussův zákon elektrostatiky a jeho použití.
6. Kapacita. Elektrostatické pole v dielektriku. Energie elektrostatického pole.
7. Elektrický proud, rovnice kontinuity. Ohmův zákon.
8. Elektromotorické napětí, práce a výkon elektrického proudu. Vedení proudu v látkách.
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.
13. Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru pro vakuum a pro dielektrikum.

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. Průvodce studiem Fyziky 1. Brno: FEKT VUT v Brně, 2002. (CS)
Hyperphysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html (EN)
Serway R.,A, Jewett J,W: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 8 th Edition, Saunders College Publishing, 2010 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-TLI , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-EST , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-SEE , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-MET , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-AMT , 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., nepovinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Pavel Dobis, CSc.
RNDr. Naděžda Uhdeová, Ph.D.
doc. Ing. Vladimír Holcman, Ph.D.
Ing. Jitka Brüstlová, CSc.

Osnova

Pohybová rovnice a její aplikace. Práce, energie, výkon.
Zákony zachování. Srážky.
Gravitační a tíhové pole.
Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry.
Bodový náboj a dipól v elektrickém poli. Gaussův zákon elektrostatiky.
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.
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.

Cvičení odborného základu

7 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. RNDr. Milada Bartlová, Ph.D.
doc. Ing. Vlasta Sedláková, Ph.D.
doc. Mgr. Jan Pavelka, CSc. Ph.D.

Osnova

Pohybová rovnice, zákony zachování v mechanice, srážky.
Intenzita elektrického pole. Gaussův zákon elektrostatiky.
Magnetické pole vyvolané proudem, zákon celkového proudu. Silové působení magnetického pole.
Gaussův zákon pro magnetické pole. Faradayův indukční zákon.

Cvičení na počítači

6 hod., povinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Eva Hradilová
doc. RNDr. Milada Bartlová, Ph.D.
Mgr. Naděžda Bogatyreva, Ph.D.
prof. RNDr. Pavel Tománek, CSc.
Ing. Petr Sadovský, Ph.D.

Osnova

Pohyb hmotného bodu v homogenním tíhovém poli.
Modelování elektrostatického pole - intenzita a potenciál.
Pohyb nabitých částic ve stacionárním magnetickém poli.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Kopecký, Ph.D.
doc. Ing. Vlasta Sedláková, Ph.D.
RNDr. Naděžda Uhdeová, Ph.D.
Ing. Marek Vondra
doc. Ing. Alexandr Knápek, Ph.D.
Ing. Jiří Majzner, Ph.D.
doc. Mgr. Jan Pavelka, CSc. Ph.D.
Ing. Tomáš Palai-Dany, Ph.D.
prof. Ing. Pavel Koktavý, CSc. Ph.D.
Ing. Milan Spohner, Ph.D.
doc. Ing. Karel Liedermann, CSc.
Ing. Ondřej Šik, Ph.D.
Ing. Miloš Chvátal, Ph.D.
Ing. Petr Sadovský, Ph.D.
Ing. Jiří Šicner, Ph.D.
Ing. Tomáš Trčka, Ph.D.
Ing. Gabriel Cséfalvay
prof. Ing. Lubomír Grmela, CSc.
Ing. Pavel Tofel, Ph.D.
Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.
Ing. Marián Klampár, Ph.D.
RNDr. Pavel Dobis, CSc.

Osnova

Pravidla práce v laboratoři. Zpracování a prezentace uskutečněného měření.
Určování momentů setrvačnosti. Zákony zachování momentu setrvačnosti a mechanické energie.
Tíhové zrychlení - Reverzní kyvadlo.
Rychlost světla.
Měrný náboj elektronu.
Teplotní závislost odporu kovů a polovodičů. Termistor.
Supravodivost.
Magnetické pole kolem vodiče. Silové působení magnetického pole.
Magnetické vlastnosti látek.
Hallův jev.
Absorpce světla.
Polarizované světlo, interference světla, laser.
Seminář, prezentace seminární práce.