Detail předmětu

Fyzika 1

FEKT-KFY1Ak. 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 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-BK bakalářský

    obor BK-EST , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BK-MET , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BK-TLI , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BK-SEE , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BK-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.

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

RNDr. Pavel Dobis, CSc.

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. Pavel Dobis, CSc.

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. Jitka Brüstlová, CSc.
Ing. Tomáš Palai-Dany, 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.