Detail předmětu

Fyzikální praktikum I

FSI-TR1Ak. rok: 2024/2025

Předmět má seznámit studenty se základy fyzikálního měření, s jeho přípravou a prováděním a se zpracováním dat.
Tématická náplň: posouzení souhlasu vypočtené a naměřené hodnoty, numerická integrace pohybové rovnice, vytvoření modelu, numerické a grafické řešení.
Zdůrazňuje se samostatné uvažování a jeho vyjadřování oproti postupům podle návodu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

2

Garant předmětu

prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikálního inženýrství (ÚFI)

Vstupní znalosti

Studenti by měli mít již alespoň základní zkušenost s experimenty (měření základních fyzikálních veličin) a matematické dovednosti nezbytné pro zpracování dat (řešení rovnic, základy diferenciálního počtu).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Studenti budou průběžně bodováni za domácí přípravy k jednotlivým tématům a za zprávy o měření, které odevzdají vyučujícímu. Hodnocení bude prováděno na základě dosaženého počtu bodů. K získání zápočtu je nezbytné dosáhnout nejméně 50% z dosažitelného počtu bodů.
Účast v praktiku je povinná. Zameškaná výuka a ztracené body mohou být získány za vypracování náhradních úkolů po předchozí domluvě s vyučujícím.

Učební cíle

Cílem předmětu je naučit studenty samostatně navrhovat a uskutečňovat jednoduchá experimentální řešení fyzikálních problémů, zpracovávat data a tyto výsledky interpretovat a diskutovat.
Studenti by se měli dále seznámit s funkcí a vlastnostmi základních měřících přístrojů.
Prohloubení samostatného uvažování, vyjadřovacích schopností jak ústních, tak písemných a experimentálních dovedností.

Základní literatura

Halliday – Resnick – Walker: Fyzika. 2. přepracované vydání, VUTIUM Brno, 2013

Doporučená literatura

BROŽ, J. a kol.: Základy fyzikálního měření
KUČÍRKOVÁ, A. - NAVRÁTIL, K.: Fyzikální měření I

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-FIN-P bakalářský 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D.

Osnova

Přesnost měření - stručný úvod do problematiky zpracování nejistot.
Měření rychlosti zvuku: Pomocí rezonance, měření časového intervalu, za který puls urazí zvolenou vzdálenost, zpracování naměřených hodnot, odhad nejistot a porovnání obou metod.
Určení tuhosti pružiny protažené vlastní vahou.
Rychlost šíření pulsu v pružině. (Na čem závisí? Ověřování vytvořených hypotéz.)
Tlumené kmity torzního kyvadla: Sestavení numerického modelu pro řešení pohybové rovnice (Eulerova metoda explicitní a implicitní), srovnání s experimentem.
Kyvadlo na pružném závěsu (řešení pohybové rovnice ve 2D na počítači).
Stirlingův motor: stanovení účinnosti
Konvoluce: Zpracování impulsové odezvy v lineárních systémech.
Doba pohybu tělesa na různých drahách (brachystochrona).