Detail předmětu

Fyzika I

FAST-GB01Ak. rok: 2018/2019

Fyzikální veličiny, dimenzionální analýza, kinematika hmotného bodu, nejdůležitější pohyby, vzájemné silové působení hmotných objektů, pohybové zákony, pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách, dráhový účinek síly, vztah práce a mechanické energie, konzervativní a disipativní silová pole, zákon zachování energie, časový účinek síly, dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty, působení sil na tuhé těleso, pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti tuhého tělesa, popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, centrální pohyb těles, pohyb družic,základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru, tlumené a nucené kmity oscilátoru, skládání a rozklad kmitů, vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, vlnová rovnice pro vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách, Dopplerův princip a jeho aplikace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

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, mechanické kmity.

Prerekvizity

Základní znalosti fyziky v rozsahu středoškolských osnov, základy vysokoškolské matematiky, derivace, integrace, jednoduché diferenciální rovnice.

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. Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.Metoda je založena na sérii přednášek (dvouhodinová přednáška každý týden) a laboratorním cvičení (dvouhodinové měření každý týden a vypracování protokolu o měření). Studenti také počítají příklady. Protokoly jsou pravidelně a průběžně kontrolovány učiteli v laboratorních cvičeních.

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.

Osnovy výuky

1.týden: Kinematika hmotného bodu.
2.týden: Vzájemné silové působení těles, pohybové zákony.
3.týden: Pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách.
4.týden: Práce a mechanická energie, zákon zachování energie.
5.týden: Časový účinek síly, souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6.týden: Dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty.
7.týden: Pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti.
8.týden: Popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, souvislost mezi nimi.
9.týden: Centrální pohyb těles, pohyb družic.
10.týden: Základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru.
11.týden: Tlumené a nucené kmity oscilátoru.
12.týden: Skládání a rozklad kmitů.
13.týden: Vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách. Dopplerův princip a jeho aplikace.

Pracovní stáže

ne

Učební cíle

Získání základních teoretických znalostí a zejména praktických znalostí, dovedností a návyků v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa a mechanické kmity.

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

Ficker T.: Fyzikální praktikum. CERM Brno, 1999. (CS)
Koktavý B.: Mechanické kmity a vlnění. CERM Brno, 1999. (CS)
Koktavý B.: Mechanika hmotného bodu. VUTIUM Brno, 1998. (CS)
Šikula J.: Mechanika tuhých těles. CERM Brno, 2001. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-K-C-GK bakalářský

    obor G , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor GI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-P-C-GK bakalářský

    obor G , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor GI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

Osnova

1.týden: Kinematika hmotného bodu.
2.týden: Vzájemné silové působení těles, pohybové zákony.
3.týden: Pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách.
4.týden: Práce a mechanická energie, zákon zachování energie.
5.týden: Časový účinek síly, souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6.týden: Dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty.
7.týden: Pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti.
8.týden: Popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, souvislost mezi nimi.
9.týden: Centrální pohyb těles, pohyb družic.
10.týden: Základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru.
11.týden: Tlumené a nucené kmity oscilátoru.
12.týden: Skládání a rozklad kmitů.
13.týden: Vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách. Dopplerův princip a jeho aplikace.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc.

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 a 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