The course provides an introduction to mechanics for students starting their study in physics. It is oriented on fundamentals of the Newton mechanics and involves kinematics and dynamics of mass points and their systems as well as mechanics of rigid bodies. The second part of the course is devoted to the motion if the bodies in different fields of forces.
Last update: G_F (29.05.2006)
Kurz uvádí studenty začínající se studiem fyziky do základních problémů mechaniky. Kurz je založen na Newtonově pojetí dynamiky a kinematiky hmotných bodů a tuhých těles. Závěrečná část kurzu řeší typické problémy pohybu hmotných bodů a tuhých těles ve významných silových polí.
Literature - Czech
Last update: T_KEVF (06.05.2009)
A.Havránek: Klasická mechanika I, skriptum, Karolinum, Praha 2002
Z.Horák, F.Krupka: Fyzika, SNTL, Praha 1976
R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky I, II, Fragment, Praha 2000
J.Kvasnica a kol.: Mechanika, Academia, Praha 1988, 2004
D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: Fyzika, Vutium, Brno 2000
I.G.Main: Kmity a vlny ve fyzice, Academia, Praha 1990
J.Fähnrich, A.Havránek, D.Slavínská: Příklady z mechaniky, skriptum, Karolinum, Praha 2001
Syllabus -
Last update: T_KEVF (06.05.2009)
1. Kinematics
Parametric description of motion, velocity, acceleration, decomposition of acceleration into tangential and normal component. Basic types of motion.
2. Dynamics of a point mass
Newton's laws. Force acting at known types of motion. Equation of motion for a point mass, throws, harmonic motion. Inertial and non-inertial systems of coordinates, apparent forces, Coriolis' and centrifugal force.
3. Energy and motion in a force field
Work, power, kinetic energy. Conservative force fields, potential energy. Non-conservative forces, friction. Gravitational law. Motion in a gravitational field, Kepler's laws.
4. Systems of point-masses and rigid body
Description of point mass system, degrees of freedom. Rigid body kinematics. Momentum and angular momentum theorems - first and second impulse theorem. Momentum and angular momentum conservation theorems. Energy of a point-mass system, Koenig's theorem. Reduction of system of forces acting on a rigid body.
5. Rotation of rigid body
Rotation about a fixed axis, equation of motion, moment of inertia. Heavy pulley, pendulum, rolling. Steiner's theorem. Kinetic energy of a rotating body. Moment of inertia tensor and rotation around a fixed point (outline).
6. Oscillations and waves.
Oscillations damped, forced, composition of vibrations, coupled oscillators, aperiodic damped motion, resonance. Concept of the wave, wave equation, plane wave. Energy and intensity of waves. Harmonic wave, its description, the wavelength - velocity - frequency relations. Phase velocity and group velocity. Types of waves, polarization. Superposition principle, interference of waves, standing waves. Huygens' principle, refraction, reflection, Doppler effect.
Last update: T_KEVF (06.05.2009)
1. Kinematika bodu.
Parametrický popis pohybu, rychlost, zrychlení, rozklad zrychlení na tečnou a normálovou složku. Základní druhy pohybů.
2. Dynamika hmotného bodu.
Newtonovy zákony. Síly působící při známém druhu pohybu. Pohybová rovnice hmotného bodu, vrhy, harmonický pohyb. Inerciální a neinerciální soustavy souřadné, zdánlivé síly, síla Coriolisova a odstředivá.
3. Energie a pohyb v silovém poli.
Práce, výkon, kinetická energie. Konzervativní pole, potenciální energie. Nekonzervativní síly, tření. Gravitační zákon. Pohyb v gravitačním poli, Keplerovy zákony.
4. Soustava hmotných bodů a tuhé těleso.
Popis soustavy, stupeň volnosti. Kinematika tuhého tělesa. Věty o hybnosti a momentu hybnosti soustavy - 1. a 2. věta impulsová. Věty o zachování hybnosti a momentu hybnosti. Energie soustavy hmotných bodů, Königova věta. Zjednodušení soustav sil působících na tuhé těleso.
5. Otáčení tuhého tělesa.
Otáčení kolem pevné osy, pohybová rovnice, moment setrvačnosti. Těžká kladka, kyvadlo, valení. Steinerova věta. Kinetická energie otáčejícího se tělesa. Stručná zmínka o tenzoru setrvačnosti a otáčení tělesa kolem pevného bodu.
6. Kmity a vlnění.
Kmity tlumené, vynucené, skládání kmitů, vázané kmity, aperiodický tlumený pohyb, rezonance. Pojem vlny, vlnová rovnice, rovinná vlna. Energie a intenzita vlny. Harmonická vlna, způsoby popisu, vztah vlnová délka-rychlost-frekvence. Fázová rychlost a grupová rychlost. Typy vlnění, polarizace. Princip superpozice, interference vlnění, stojaté vlnění. Huygensův princip, lom, odraz. Dopplerův jev.
