Introductory physics course (classical mechanics) for future teachers of physics.
Last update: T_KDF (14.05.2012)
Úvodní kurs fyziky. Obsahem je klasická mechanika (mechanika hmotného bodu, soustav hmotných bodů, tuhého
tělesa, základy mechaniky kontinua, zákl.představy o prostoru a čase v klasické mechanice a STR). Je kladen
důraz na potřeby budoucích učitelů fyziky: průběžně je objasňován význam užitého matematického aparátu,
ilustrována souvislost přesných odvození s elementárnějším vyvozením některých vztahů (ev. s jednoduchým
počítačovým modelováním), ukázán induktivní a deduktivní přístup k problematice a je upozorněno na řadu
běžných fyzikálně nesprávných intuitivních představ.
Last update: T_KDF (13.05.2015)
Literature -
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. český překlad VUTIM Brno a Prometheus Praha, 2001
Kvasnica a kol.: Mechanika. Academia. Praha 1988
A. Havránek: Mechanika I, II , skriptum, SPN, Praha 1982
Mandíková D., Rojko M.: Soubor úloh z mechaniky pro studium učitelství. MFF UK Praha 1993
Elektronická sbírka úloh na webu: http://www.fyzikalniulohy.cz/
Doplňková literatura:
Hajko V.: Fyzika v príkladoch. Alfa. Bratislava 1983
Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky l. český překlad Fragment, Praha, 2000
Giancolli D.C.: Physics for Scientists and Engineers, Prentice Hall, New Jersey 2000
Kittel Ch. et al.:Mechanics, Berkeley Physics Course I. McGraw-Hill. (ruský překlad Nauka, Moskva 1972)
Last update: T_KDF (13.05.2015)
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. český překlad VUTIM Brno a Prometheus Praha, 2001
Kvasnica a kol.: Mechanika. Academia. Praha 1988
A. Havránek: Mechanika I, II , skriptum, SPN, Praha 1982
Mandíková D., Rojko M.: Soubor úloh z mechaniky pro studium učitelství. MFF UK Praha 1993
Elektronická sbírka úloh na webu: http://www.fyzikalniulohy.cz/
Doplňková literatura:
Hajko V.: Fyzika v príkladoch. Alfa. Bratislava 1983
Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky l. český překlad Fragment, Praha, 2000
Giancolli D.C.: Physics for Scientists and Engineers, Prentice Hall, New Jersey 2000
Kittel Ch. et al.:Mechanics, Berkeley Physics Course I. McGraw-Hill. (ruský překlad Nauka, Moskva 1972)
Last update: Dvořák Leoš, doc. RNDr., CSc. (01.10.2017)
Syllabus -
Kinematics and dynamics of point mass (in an inertial system). ~ System of mass points. ~ Kinematics and dynamics of rigid bodies. ~ Inertial and non-inertial systems. ~ Basic concepts of special theorey of relativity. ~ Analytical solutions of equations of motions. ~ Elements of continuum mechanics. ~ Hydrostatics and hydrodynamics. ~ Waves.
Last update: T_KDF (14.05.2012)
Kinematika a dynamika hmotného bodu (v inerciální soustavě).
Hmotný bod, základní kinematické veličiny a pojmy (polohový vektor, souřadnice, trajektorie, vektor rychlosti, zrychlení), jejich zavedení, měření a význam. 1. Newtonův zákon. Síly, vlastnosti pravých sil, princip akce a reakce. Pohybová rovnice: 2.Newtonův zákon. Numerické řešení pohybové rovnice v jednorozměrném případě (pády, kmity). Hybnost, impulz síly. Práce, výkon. Konzervativní síly, potenciální energie (příklady: energie pružiny, gravitační potenciální energie). Kinetická energie, zákon zachování mechanické energie. Pohyb v silových polích (vrhy, mat. kyvadlo). Pohyb v poli centrální síly. Moment hybnosti.
Soustava hmotných bodů.
Kinematický popis, hmotný střed. Celková energie, hybnost, moment hybnosti. 1. a 2. věta impulsová, impuls síly, izolovaná soustava, zákony zachování. Příklady: srážky, problém 2 těles, pohyb rakety.
Kinematika a dynamika tuhého tělesa.
Stupně volnosti, translační a rotační pohyb. Rovnováha tuhého tělesa. Úhlová rychlost jako vektor, skládání rotací. Rotace kolem pevné osy, moment setrvačnosti. Steinerova a Königova věta. Pohyb tělesa při rotaci kolem pevné osy: pohybová rovnice, fyzické kyvadlo.
Inerciální a neinerciální soustavy.
Klasický princip relativity, Galileiho transformace, skládání rychlostí, transformace veličin. Zrychlené soustavy souřadnic, setrvačné síly, ekvivalence setrvačných a gravitačních sil. Beztížný stav. Rotující soustavy souřadnic, dostředivé. Coriolisovo a Eulerovo zrychlení, odstředivá a Coriolisova síla.
Základní pojmy speciální teorie relativity.
Michelsonův pokus, princip konstantní rychlosti světla, speciální princip relativity. Kinematika speciální teorie relativity (kontraktace délek, dilatace času, transformace rychlostí). Dynamika hmotného bodu v rámci speciální teorie relativity: hybnost, klidová a relativistická hmotnost, energie, klidová energie. Ekvivalence hmotnosti a energie.
Analytická řešení pohybu částic a těles.
Analytická řešení pohybu částice v silových polích a v odporujícím prostředí. Kmity: lineární harmonický oscilátor (komplexní formalismus), tlumené kmity, buzené kmity, rezonance. Pohyb v poli centrální síly: integrály pohybu, efektivní potenciál, Keplerovy zákony.
Základy mechaniky kontinua.
Napětí, deformace, rychlost deformace. Popis napětí pomocí tenzoru; význam složek tenzoru napětí.. Základy reologické klasifikace látek. Pružnost, Hookeův zákon. Smyková deformace. Torze.
Hydrostatika a hydrodynamika.
Tlak. Rovnice hydrostatické rovnováhy. Pascalův a Archimedův zákon. Lagrangeův a Eulerův popis pohybu tekutiny. Rovnice kontinuity. Eulerova hydrodynamická rovnice. Bernoulliova rovnice. Vazké tekutiny, laminární a turbulentní proudění.
Vlnění.
Podélné a příčné vlnění v řadě bodů, postupné a stojaté vlny. Rovnice struny.
Last update: Houfková Jitka, RNDr., Ph.D. (04.01.2018)
