PředmětyPředměty(verze: 964)
Předmět, akademický rok 2024/2025
   Přihlásit přes CAS
Mechanika a molekulová fyzika - NOFY021
Anglický název: Mechanics and Molecular Physics
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2024
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
Způsob výuky: prezenční
Další informace: https://kmf.troja.mff.cuni.cz/NOFY021
Garant: doc. RNDr. František Chmelík, CSc.
doc. RNDr. Ivo Křivka, CSc.
Vyučující: Mgr. Václav Březina, Ph.D.
doc. RNDr. Miroslav Cieslar, CSc.
doc. Ing. Patrik Dobroň, Ph.D.
RNDr. Daria Drozdenko, Ph.D.
doc. Mgr. Jan Hanuš, Ph.D.
doc. RNDr. František Chmelík, CSc.
doc. RNDr. Ivo Křivka, CSc.
doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D.
RNDr. Artem Ryabov, Ph.D.
RNDr. Pavel Solař, Ph.D.
RNDr. Jitka Stráská, Ph.D.
RNDr. Jana Šmilauerová, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Předměty obecného základu
Je prerekvizitou pro: NFPL180
Anotace -
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.
Poslední úprava: Valentová Helena, doc. RNDr., Ph.D. (05.01.2018)
Cíl předmětu -

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.

Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)
Podmínky zakončení předmětu -

podmínkou zakončení předmětu je získání zápočtu a složení ústní zkoušky

Poslední úprava: Šíma Vladimír, prof. RNDr., CSc. (06.10.2017)
Literatura

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

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

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

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

Základní kurz fyziky pro distanční studium na MFF UK http://physics.mff.cuni.cz/kfpp/skripta/kurz_fyziky_pro_DS/www/fyzika.html

J.Obdržálek: Průřez mechanikami - klasickou, relativistickou i kvantovou - pro fyziky i nefyziky, MatfyzPress, Praha 2024

R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky I, II, Fragment, Praha 2000

Z.Horák, F.Krupka: Fyzika, SNTL, Praha 1976, 1981

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

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

Cvičení

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

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

Doplňková

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

K. Rektorys a kol.: Přehled užité matematiky, SNTL 1968, Prometheus 2009

P. Atkins, Čtyři zákony, které řídí vesmír, Academia 2012

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

Poslední úprava: Křivka Ivo, doc. RNDr., CSc. (16.09.2024)
Metody výuky

přednáška + cvičení

Poslední úprava: T_KVOF (28.03.2008)
Požadavky ke zkoušce -
  • podmínkou pro konání zkoušky je získání zápočtu
  • podmínkou získání zápočtu je aktivní účast na výuce a úspěšné absolvování testů
  • zkouška je ústní, rozsah požadovaných znalostí odpovídá sylabu přednášky v rozsahu prezentovaném na přednášce
Poslední úprava: Šíma Vladimír, prof. RNDr., CSc. (06.10.2017)
Sylabus -
I. MECHANIKA

1. Kinematika hmotného bodu.
Soustava souřadnic, 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 soustav, zdánlivé síly, Coriolisova a odstředivá síla.

3. Energie a pohyb v silovém poli.
Práce, výkon, kinetická energie. Konzervativní pole, intenzita a potenciál, 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, 1. a 2. Fickův zákon, 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.

Poslední úprava: Valentová Helena, doc. RNDr., Ph.D. (16.01.2018)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK