Detail předmětu
Fyzika
FAST-BB01Ak. rok: 2013/2014
Úvod, kinematika hmotného bodu, dynamika hmotného bodu, dynamika tuhých těles, hydromechanika, kmity, vlnění.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Ústav fyziky (FYZ)
Výsledky učení předmětu
Získání teoretických znalostí, počítání příkladů a praktických znalostí a návyků, měření fyzikálních veličin a v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa, hydromechanika a mechanické kmity.
Prerekvizity
Znalosti ze středoškolské fyziky a matematiky v rozsahu gymnázií.
Korekvizity
Aplikovaná matematika: vektory,derivace, jednoduchý a dvojný integrál, homogenní diferenciální rovnice druhého řádu s konstantními koeficienty.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metoda je založena na sérii přednášek (jedna dvouhodinová přednáška každý týden) a laboratorním cvičení (dvouhodinové měření každý týden). Studenti počítají příklady. Protokoly jsou kontrolovány učiteli v laboratořích.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínkou udělení zápočtu je změření devíti laboratorních úloh, vypracování devíti protokolů z těchto úloh a jejich průběžné a úspěšné odevzdávání, dále počítání příkladů a jejich odevzdávání učiteli v celkovém počtu dvaceti příkladů, poslední podmínkou je úspěšné napsání testu ve formě počítání příkladů.
Zkouška se skládá z písemné části, což jsou čtyři příklady, z ústní části, což jsou čtyři teoretické otázky, obojí z celé přednášené látky, obě části zkoušky musí být splněny úspěšně.
Zkouška se skládá z písemné části, což jsou čtyři příklady, z ústní části, což jsou čtyři teoretické otázky, obojí z celé přednášené látky, obě části zkoušky musí být splněny úspěšně.
Osnovy výuky
1.týden: Úvod. Význam a rozdělení fyziky. Hmota, látka, pole. Fyzikální veličiny. Práce s vektory.
2.týden: Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
3.týden: Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
4.týden: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
5.týden: Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
6.týden: Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
7.týden: Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
8.týden: První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
9.týden: Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
10.týden: Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
11.týden: Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernouliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
12. týden: Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.Tlumené kmity. Vynucené kmity.
13.týden: Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění. Interference vlnění. Stojaté vlnění.
2.týden: Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
3.týden: Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
4.týden: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
5.týden: Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
6.týden: Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
7.týden: Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
8.týden: První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
9.týden: Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
10.týden: Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
11.týden: Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernouliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
12. týden: Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.Tlumené kmity. Vynucené kmity.
13.týden: Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění. Interference vlnění. Stojaté vlnění.
Pracovní stáže
ne
Učební cíle
Získání základních teoretických znalostí a praktických znalostí a návyků v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa, hydromechanika a mechanické kmity a vlnění.
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.
Doporučené volitelné složky programu
ne
Základní literatura
BREITHAUPT Jim: Physics. Maxmil. Press, London, 1999. (EN)
DUNCAN Tom: Physics. Murray, London, 1987. (EN)
Ficker T.: Fyzikální praktikum I. CERM Brno, 2006. (CS)
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. VUTIUM a PROMETHEUS, 2001. (EN)
Chobola Z., Juránková V.: Mechanika deformovatelných těles. CERM Brno, 2000. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Modul 3: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2005. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Modul 4: Mechanika deformovatelných těles. CERM Brno, 2004. (CS)
Koktavý B.: Modul 2: Dynamika hmotného bodu. CERM Brno, 2005. (CS)
Koktavý B.: Mechanické kmity a vlnění. CERM Brno, 1999. (CS)
Koktavý B.: Mechanika hmotného bodu. VUTIUM Brno, 1998. (CS)
Koktavý B.: Modul 1: Kinematika hmotného bodu. CERM Brno, 2005. (CS)
Pazdera L.: Modul 5: Mechanické kmity. CERM Brno, 2005. (CS)
Pazdera L.: Modul 6: Mechanické vlnění. CERM Brno, 2005. (CS)
Serway A. Raymond: Physics. Sounders Coll. Publ., 1995. (EN)
Šikula J.: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2001. (CS)
DUNCAN Tom: Physics. Murray, London, 1987. (EN)
Ficker T.: Fyzikální praktikum I. CERM Brno, 2006. (CS)
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. VUTIUM a PROMETHEUS, 2001. (EN)
Chobola Z., Juránková V.: Mechanika deformovatelných těles. CERM Brno, 2000. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Modul 3: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2005. (CS)
Chobola Z., Juránková V.: Modul 4: Mechanika deformovatelných těles. CERM Brno, 2004. (CS)
Koktavý B.: Modul 2: Dynamika hmotného bodu. CERM Brno, 2005. (CS)
Koktavý B.: Mechanické kmity a vlnění. CERM Brno, 1999. (CS)
Koktavý B.: Mechanika hmotného bodu. VUTIUM Brno, 1998. (CS)
Koktavý B.: Modul 1: Kinematika hmotného bodu. CERM Brno, 2005. (CS)
Pazdera L.: Modul 5: Mechanické kmity. CERM Brno, 2005. (CS)
Pazdera L.: Modul 6: Mechanické vlnění. CERM Brno, 2005. (CS)
Serway A. Raymond: Physics. Sounders Coll. Publ., 1995. (EN)
Šikula J.: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2001. (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program B-K-C-SI bakalářský
obor VS , 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program B-P-C-SI bakalářský
obor VS , 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program B-P-C-ST bakalářský
obor VS , 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program B-P-E-SI bakalářský
obor VS , 1 ročník, zimní semestr, povinný
- Program B-P-C-MI bakalářský
obor MI , 1 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1.týden: Úvod. Význam a rozdělení fyziky. Hmota, látka, pole. Fyzikální veličiny. Práce s vektory.
2.týden: Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
3.týden: Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
4.týden: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
5.týden: Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
6.týden: Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
7.týden: Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
8.týden: První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
9.týden: Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
10.týden: Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
11.týden: Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernouliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
12. týden: Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.Tlumené kmity. Vynucené kmity.
13.týden: Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění. Interference vlnění. Stojaté vlnění.
2.týden: Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
3.týden: Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
4.týden: Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
5.týden: Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
6.týden: Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
7.týden: Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
8.týden: První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
9.týden: Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
10.týden: Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
11.týden: Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernouliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
12. týden: Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.Tlumené kmity. Vynucené kmity.
13.týden: Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění. Interference vlnění. Stojaté vlnění.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1.týden: návody - seznámení s používanými metodami měření, metodami výpočtů a zpracování laboratorních úloh, rozdělení úloh na celý semestr (cyklické střídání úloh pro dvojice studentů)
2.týden měření první laboratorní úlohy podle rozpisu
3.týden následující měření dle rozpisu, odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
4.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
5.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
6.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
7.týden konzultace - opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů
8.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
9.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
10.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
11.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
12.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
13.týden písemka a odevzdání protokolu z předchozího měření, zápočet
Laboratorní úlohy:
Stanovení optické mohutnosti čoček sférometrem
Stanovení plošného obsahu přímou metodou a planimetrem
Stanovení hustoty pevných látek přímou metodou a na hydrostatických vahách
Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou
Tenzometrické a mechanické měření modulu pružnosti v tahu z průhybu statickou metodou
Stanovení modulu pružnosti v tahu z příčných kmitů tyče
Stanovení modulu pružnosti ve smyku přímou metodou
Stanovení modulu pružnosti ve smyku dynamickou metodou
Stanovení místního tíhového zrychlení reverzním kyvadlem
Stanovení momentu setrvačnosti z doby kmitu fyzického kyvadla
Stanovení momentu setrvačnosti tělesa pomocí torzních kmitů
Stanovení povrchového napětí kapalin
Stanovení viskozity Stokesovým viskozimetrem
2.týden měření první laboratorní úlohy podle rozpisu
3.týden následující měření dle rozpisu, odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
4.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
5.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
6.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
7.týden konzultace - opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů
8.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
9.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
10.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
11.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
12.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
13.týden písemka a odevzdání protokolu z předchozího měření, zápočet
Laboratorní úlohy:
Stanovení optické mohutnosti čoček sférometrem
Stanovení plošného obsahu přímou metodou a planimetrem
Stanovení hustoty pevných látek přímou metodou a na hydrostatických vahách
Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou
Tenzometrické a mechanické měření modulu pružnosti v tahu z průhybu statickou metodou
Stanovení modulu pružnosti v tahu z příčných kmitů tyče
Stanovení modulu pružnosti ve smyku přímou metodou
Stanovení modulu pružnosti ve smyku dynamickou metodou
Stanovení místního tíhového zrychlení reverzním kyvadlem
Stanovení momentu setrvačnosti z doby kmitu fyzického kyvadla
Stanovení momentu setrvačnosti tělesa pomocí torzních kmitů
Stanovení povrchového napětí kapalin
Stanovení viskozity Stokesovým viskozimetrem