Fyzika I (mechanika) - NUFY080

• Anglický název: Physics I (Mechanics)
• Zajišťuje: Katedra didaktiky fyziky (32-KDF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2012 do 2018
• 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
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc.; RNDr. Dana Mandíková, CSc.
• Kategorizace předmětu: Učitelství > Fyzika

Anotace

čeština

Poslední úprava: T_KDF (13.05.2015)

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.

angličtina

Poslední úprava: T_KDF (14.05.2012)

Introductory physics course (classical mechanics) for future teachers of physics.

Literatura

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc. (01.10.2017)

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)

angličtina

Poslední úprava: 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)

Sylabus

čeština

Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (04.01.2018)

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.

angličtina

Poslední úprava: T_KDF (14.05.2012)

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.