Mechanika a kontinuum - NAFY001

• Anglický název: Mechanics and continuum
• Zajišťuje: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2019
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 8
• Rozsah, examinace: zimní s.:4/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: http://physics.mff.cuni.cz/kfnt/vyuka/mechanika/index.html
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. RNDr. František Chmelík, CSc.; doc. Mgr. Jaroslav Kohout, Dr.; prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Tomáš Kekule, Ph.D.; RNDr. Denisa Kubániová, Ph.D.; Mgr. Emil Varga, Ph.D.

Anotace

čeština

Základní principy klasické mechaniky a jejich aplikace na konkrétní systémy: mechanika hmotného bodu a soustavy hmotných bodů, mechanika tuhého tělesa, Newtonův gravitační zákon, pohyb v zemském tíhovém poli, mechanika kontinua, mechanika tekutin, kmity a vlnění.

Poslední úprava: T_KFES (22.04.2009)

angličtina

Basic principles of classical mechanics and their applications in particular systems: mechanics of point mass and the set of point masses, solid body mechanics. Newton's gravitation law, the movement in the Earth's field of gravity, continuum mechanics. Mechanics of liquids, vibrations and wave motion. The course is scheduled for students of the Faculty of Sciences of Charles University.

Poslední úprava: Pešička Josef, doc. RNDr., CSc. (29.04.2016)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Zápočet bude udělen za úspěšné absolvování dvou testů konaných v průběhu cvičení.

Zápočet je nutnou podmínkou účasti u zkoušky.

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

angličtina

Credit will be given for successful passing of two tests organized during semester.

Obtaining of credit is necessary condition for exam.

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

Literatura

čeština

F. Chmelík, M. Hájek: Mechanika. Elektronické skriptum: http://material.karlov.mff.cuni.cz/people/hajek/skripta/

Z. Horák, F. Krupka: Fyzika I. SNTL, Praha 1981.

A. Havránek, Mechanika I, II, skriptum UK MFF, Karolinum, Praha 1995.

J. Hofmann, M. Urbanová: Fyzika I, VŠCHT, Praha 1998.

A. Hlavička a kol.: Fyzika I pro pedagogické fakulty, SPN, Praha, 1971.

E. R. Jones, R. L. Childers: Contemporary College Physics, Addison-Wesley Publishing Company, 1990.

M. Alonso, E. J. Finn: Fundamental University Physics, Volume I: Mechanics, Addison-Wesley Publishing Company 1967.

Poslední úprava: Chmelík František, doc. RNDr., CSc. (13.06.2018)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška se skládá z písemné a ústní části. Písemná část předchází ústní a skládá se ze dvou příkladů z témat, která korespondují se sylabem přednášky. Požadavky ústní zkoušky odpovídají rozsahu prezentovanému na přednášce.

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (06.10.2017)

angličtina

Exam consists of written and oral part. First part is written part - solution of two problems from the topics of the lecture. Next part is oral exam covering topics presented in lectures during semester.

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

Sylabus

čeština

Úvod

Základní fyzikální pojmy. Pohyb, prostor a čas v klasické mechanice. Limity platnosti klasické mechaniky.

2 hodiny

1. Mechanika hmotného bodu

Kinematika hmotného bodu: hmotný bod, pohyb a dráha hmotného bodu, přímočarý rovnoměrný a nerovnoměrný pohyb, křivočarý pohyb, pohyb po kružnici.

Dynamika hmotného bodu: Newtonovy pohybové zákony, skládání a rozkládání sil, síly setrvačné, síly působící při křivočarém pohybu, hybnost, impuls, práce, energie, výkon.

10 hodin

2. Gravitační zákon

Newtonův gravitační zákon, tíha, pohyb v zemském tíhovém a gravitačním poli.

4 hodiny

3. Kmity

Kmity netlumené, harmonický oscilátor, energie harmonického oscilátoru, matematické a fyzické kyvadlo, kmity tlumené a nucené, skládání kmitů.

8 hodin

4. Mechanika soustav hmotných bodů a tuhého tělesa

Popis soustavy hmotných bodů a tuhého tělesa.

Statika tuhého tělesa: skládání sil působících na tuhé těleso, těžiště, rovnovážná poloha tělesa.

Kinematika a dynamika tuhého tělesa: pohyb translační a rotační, kinetická energie tuhého tělesa, moment setrvačnosti, moment hybnosti, tření.

10 hodin

5. Mechanika kontinua

Základní pojmy mechaniky kontinua: deformace a napětí, rychlost deformace, rovnice rovnováhy a pohybová rovnice kontinua (přehledně)

Deformace pevných látek: zobecněný Hookeův zákon, deformace plastická, mez pevnosti.

Mechanika tekutin: hydrostatika, Archimedův a Pascalův zákon, hydrodynamika, rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice, pohyb vazkých tekutin, Poisseuillův a Stokesův zákon.

10 hodin

6. Vlnění

Postupné vlnění příčné a podélné, interference vlnění, stojaté vlnění, odraz vln, Huygensův princip, Dopplerův jev, vlnová rovnice, rychlost šíření vlnění.

4 hodiny

V případě dostatku času (nebude vyžadováno ke zkoušce)

Poslední úprava: Pešička Josef, doc. RNDr., CSc. (29.04.2016)

angličtina

Introduction (2 hours)

Basics terms of physics. Motion, space and time in classical mechanics. Limits of validity of

classical mechanics.

1. Mechanics of mass point (10 hours)

Kinematics of mass point: mass point, movement and trajectory of mass point, straight uniform and non-uniform motion, curvilinear motion, circular motion.

Dynamics of mass point: Newton's laws, addition and resolution of forces, inertial forces, forces acting by curvilinear motion, momentum, force impulse, work and energy, power.

2. Gravitational law (4 hours)

Newton's gravitational law, Gravity, motion in Earth gravity and gravitational field.

3. Vibrations (8 hours)

Un-damped vibrations, harmonic oscillator, energy of harmonic oscillator, mathematical and physical pendulum, damped and induced vibrations, superposition of vibrations.

4. Mechanics of mass point systems and rigid body (10 hours)

Description of mass point systems and rigid body. Statics of rigid body: superposition of forces acting on rigid body, gravity centre, balance of rigid body.

Kinematics and dynamics of rigid body: translation and rotation motion, kinetic energy of rigid body, moment of inertia, moment of momentum, friction.

5. Continuum mechanics (10 hours)

Basic terms of continuum mechanics: deformation and stress, rate of deformation, balance and motion equations of continuum (outline). Deformation of solids: generalised Hooke's law, plastic deformation, ultimate strength. Fluid mechanics: hydrostatics, Archimedes and Pascal's laws, hydrodynamics, continuity equation, Bernoulli's equation, motion of viscous fluids, Poisseuille's and Stokes laws.

6. Wave mechanics (4 hours)

Propagational longitudinal and transversal waves, interference of waves, standing waves, reflection of waves, Huygens principle, Doppler's phenomenon, wave equation, wave speed.

Poslední úprava: Pešička Josef, doc. RNDr., CSc. (29.04.2016)