Detail předmětu

Fyzika 1

FEKT-AFY1Ak. rok: 2010/2011

Základy mechaniky částic, Gravitační a tíhové pole, Elektrostatické pole, Elektrický náboj, Coulombův zákon, Gaussův zákon elektrostatiky, Kapacita, Elektrický proud a odpor, 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. Elektrické kmity, střídavé proudy a obvody.

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. Pohybová rovnice a její aplikace. Kmity. Práce, energie, výkon. Zákony zachování. Srážky.
2. Gravitační, tíhové pole a elektrostatické pole.
3. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry. Bodový náboj a dipól v elektrickém poli.
4. Gaussův zákon elektrostatiky a jeho použití.
5. Kapacita. Elektrostatické pole v dielektriku. Energie elektrostatického pole.
6. Elektrický proud, rovnice kontinuity. Ohmův zákon.
7. Elektromotorické napětí, práce a výkon elektrického proudu. Vedení proudu v látkách.
8. Elektrické obvody. Výpočet proudu v jednoduchém obvodu. Obvody s více smyčkami. Obvody RC.
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. Obvody LC a RLC. Transformátory.
13. Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru pro vakuum a pro dielektrikum.
Aplikace elektrických a magnetických jevů v lékařství.

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 (CS)
Hyperphysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BTBIO-A bakalářský

    obor A-BTB , 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., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Osnova

Pohybová rovnice a její aplikace. Kmity. Práce, energie, výkon. Zákony zachování. Srážky.
Gravitační, tíhové pole a elektrostatické pole.
Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry. Bodový náboj a dipól v elektrickém poli.
Gaussův zákon elektrostatiky a jeho použití.
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.
Elektrické obvody. Výpočet proudu v jednoduchém obvodu. Obvody s více smyčkami. Obvody RC.
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.
Elektromagnetické kmity. Střídavé proudy. Obvody LC a RLC. Transformátory.
Aplikace elektrických a magnetických jevů v lékařsrví.

Cvičení odborného základu

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Mgr. Jan Pavelka, CSc. Ph.D.
Ing. Ondřej Šik, Ph.D.
Ing. Marián Klampár, Ph.D.
Ing. Tomáš Palai-Dany, Ph.D.
Ing. Pavel Tofel, Ph.D.
Ing. Jiří Majzner, Ph.D.
Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.
Ing. Robert Macků, Ph.D.
Ing. Petr Paračka

Osnova

Pravidla práce v laboratoři. Zpracování a prezentace uskutečněného měření.
Tíhové zrychlení - Reverzní kyvadlo.
Rychlost světla.
Měrný náboj elektronu.
Teplotní závislost odporu kovů a polovodičů. Supravodivost.
Elektrické obvody a jejich vlastnosti.
Magnetické pole kolem vodiče. Silové působení magnetického pole.
Magnetické vlastnosti látek.
Hallův jev.
Seminář, prezentace seminární práce.

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedlák, Ph.D.