PředmětyPředměty(verze: 804)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Fyzika I (mechanika a molekulová fyzika) - NOFY021
Anglický název: Physics I (Mechanics and Molecular Physics)
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2017
Semestr: zimní
E-Kredity: 8
Rozsah, examinace: zimní s.:4/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Miroslav Kučera, CSc.
prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty obecného základu
Anotace -
Poslední úprava: G_F (21.05.2008)

Kinematika a dynamika hmotného bodu. Soustava hmotných bodů a mechanika tuhého tělesa. Kmity a vlnění. Základy mechaniky spojitých prostředí. Základy termodynamiky. Molekulárně kinetická teorie látek. Přednáška určena pro posluchače 1. ročníku Obecné fyziky.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)

Kinematika a dynamika hmotného bodu. Kmity a vlnění. Soustava hmotných

bodů. Mechanika tuhého tělesa a základy mechaniky spojitých prostředí.

Molekulárně kinetická teorie látek. Základy termodynamiky.

Přednáška určena pro posluchače 1.roč., F.

Literatura
Poslední úprava: doc. RNDr. Miroslav Kučera, CSc. (27.08.2015)

A.Havránek: Klasická mechanika I - II, skriptum, Karolinum, Praha 2002-3

J.Kvasnica a kol.: Mechanika, Academia, Praha 1988, 2004

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

D.Halliday, R.Resnick, J.Walker: Fyzika, Vutium, Brno 2000

P.Atkins, J.de Paula: Fyzikální chemie, kap. 1-4, VŠChT, Praha 2013

R.Bakule, E.Svoboda : Molekulová fyzika, Academia, Praha 1992

J.Fähnrich, A.Havránek, D.Slavínská: Příklady z mechaniky, skriptum, Karolinum, Praha 2001

J.Brož, M.Rotter: Příklady z molekulové fyziky, skriptum , SPN, Praha 1980, 1986

Doplňková

J.Kvasnica: Matematický aparát fyziky, 2. oprav. vyd., Academia 1997

J.Obdržálek, A.Vaněk: Termodynamika a molekulová fyzika, skriptum, PF Ústí n.L., 2000

I.G.Main: Kmity a vlny ve fyzice, Academia, Praha 1990

Metody výuky
Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)

přednáška + cvičení

Sylabus -
Poslední úprava: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (01.10.2014)

I. MECHANIKA

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, centrální síla, lineární harmonický oscilátor, 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.

7. Kontinuum - obecné pojmy.
Kinematika kontinua. Tenzor napětí, tenzor deformace a tenzor rychlosti deformace. Rovnice rovnováhy a pohybová rovnice kontinua.

8. Pružnost.
Zobecněný Hookův zákon. Základní úloha teorie pružnosti. Tah, smyk, torze, ohyb.

9. Mechanika tekutin.
Kapalina a plyn. Rovnováha tekutin, hydrostatický tlak, Pascalův zákon, barometrická rovnice, Archimedův zákon. Rovnice kontinuity, proudění ideální tekutiny, Bernoulliova rovnice. Newtonův viskózní zákon, proudění viskózní kapaliny, Poiseuillův vztah. Laminární a turbulentní proudění.

II. MOLEKULOVÁ FYZIKA.

1. Základy termodynamiky.
Termodynamická soustava a její rovnováha. Teplo, teplota, tepelná kapacita. První termodynamický zákon, vnitřní energie ideálního plynu. Stavová rovnice ideálního plynu. Vratné a nevratné děje, Carnotův cyklus, termodynamická teplota. Druhý termodynamický zákon, entropie. Třetí termodynamický zákon.

2. Molekulárně kinetická teorie látek.
Základy statistického popisu. Tlak a teplota, Boltzmannův vztah a entropie. Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení. Střední volná dráha, počet srážek, Brownův pohyb. Difúze, tepelná vodivost, vnitřní tření.

3. Reálné plyny a fázové přechody.
Stavová rovnice reálných plynů. Jouleův-Thomsonův jev. Rovnovážný fázový diagram jednosložkové soustavy, Gibbsovo pravidlo fází. Skupenská tepla a teploty fázových přeměn.

4. Molekulární jevy v kapalinách.
Povrchové napětí. Youngova-Laplaceova rovnice.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK