Fyzika 1

Přednášející:

Michal Bednařík (gar.), Luděk Aubrecht, Rudolf Bálek, Jaroslav Jíra, Ondřej Jiříček, Jan Koller, Petr Koníček, Vítězslav Kříha, Karel Malinský, Josef Rosenkranz, Ladislav Sieger, Zdeněk Staněk

Cvičící:

Michal Bednařík (gar.), Ilona Ali Bláhová, Luděk Aubrecht, Rudolf Bálek, Martin Bohata, Marek Brothánek, David Břeň, Milan Červenka, Vratislav Fabián, Vojtěch Jandák, Jaroslav Jíra, Ondřej Jiříček, Josef Khun, Juliya Klenko, Daniel Klír, Jan Koller, Petr Koníček, Jiří Kortánek, Vítězslav Kříha, Petr Kulhánek, Zdeněk Kyncl, Ekaterina Litseva, Karel Malinský, Stanislav Pekárek, Jan Píchal, Jaroslav Plocek, Josef Rosenkranz, Karel Řezáč, Ladislav Sieger, Jan Sláma, Petr Slovák, Zdeněk Staněk, Michal Šára, Petr Švec, Luděk Vyšín, Jiří Zendulka, Martin Žáček

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

V rámci základního předmětu Fyzika I jsou studenti uvedeni do dvou hlavních partií fyziky. Prví partie se týká klasické mechaniky. V rámci klasické mechaniky, která je pomyslnou vstupní bránou do studia fyziky vůbec, se studenti seznámí s kinematikou hmotného bodu, dynamikou hmotného bodu, soustavy hmotných bodů či tuhého tělesa. Studenti by si měli osvojit takové znalosti z klasické mechaniky, aby byli schopni řešit základní úlohy spojené s popisem mechanických soustav, se kterými se setkají v průběhu dalšího studia. Navíc na těchto znalostech staví navazující předmět Fyzika II. Druhá partie je věnována elektrickému a magnetickému poli. Studenti jsou během výuky této partie postupně seznámeni se základními zákonitostmi jak časově proměnných, tak časově neproměnných elektrických a magnetických polí. Nabyté znalosti studenti využijí v dalších oblastech studia, zejména v elektrických obvodech, teorii materiálů či šíření elektromagnetických vln. Na těchto znalostech opět staví navazující předmět Fyzika II.

Požadavky:

Znalost středoškolské matematiky a fyziky, zvládnutí diferenciálního a integrálního počtu funkcí jedné proměnné a lineární algebry. Zkoušku můžete skládat po udělení zápočtu. Podmínkou zápočtu je dosažení alespoň 20 bodů z testů a 5 bodů za aktivitu ve cvičeních. Bližší informace na http://aldebaran/vyuka/fyzika_1/

Osnova přednášek:

1. Fyzikální jednotky, základní druhy fyzikálních polí. Souřadnicové systémy. Kinematika hmotného bodu.

2. Newtonovy pohybové zákony, inerciální a neinerciální vztažné soustavy, pohybové rovnice v inerciálních i neinerciálních soustavách.

3. Práce, výkon, konzervativní silová pole, kinetická a potenciální energie. Zákon zachování mechanické energie. Využití potenciální a kinetické energie při popisu pohybu hmotného bodu či tělesa.

4. Centrální silové pole, pohyb v centrálním silovém poli, Keplerovy zákony.

5. Newtonův gravitační zákon, gravitační pole soustavy hmotných bodů a těles se spojitě rozloženou hmotou. Intenzita a potenciál gravitačního pole.

6. Mechanické kmitavé soustavy. Netlumený a tlumený mechanický lineární oscilátor. Vynucené kmity. Rezonance výchylky a rychlosti.

7. Soustava hmotných bodů, izolovaná a neizolovaná soustava hmotných bodů, I. a II. věta impulzová, zákon zachování hybnosti, momentu hybnosti a mechanické energie pro soustavu hmotných bodů. Hmotný střed a těžišťová soustava. Tuhé těleso, obecný pohyb tuhého tělesa, pohybové rovnice tuhého tělesa, otáčení tělesa kolem pevné osy a pevného bodu.

8. Vlastnosti elektrického náboje, Coulombův zákon, intenzita a potenciál elektrického pole soustavy bodových nábojů či spojitě rozloženého elektrického náboje. Gaussova věta, Maxwellovy rovnice pro elektrostatické pole ve vakuu.

9. Potenciál a intenzita pole elektrického dipólu, vektor elektrické polarizace a elektrické indukce, dielektrika v elektrickém poli, Maxwellovy rovnice elektrostatiky pro materiálové prostředí. Vodič v elektrickém poli, Faradayova klec. Kapacita, kondenzátor. Energie elektrostatického pole.

10. Stacionární elektrický proud, proudová hustota, rovnice kontinuity elektrického náboje, elektromotorické napětí, Ohmův zákon, Jouleův zákon.

11. Magnetostatické pole, Lorentzova síla, Ampérův zákon, Biotův-Savartův zákon.

12. Magnetický moment, vektor magnetické polarizace, intenzita magnetického pole. Silové účinky magnetického pole, vlastnosti látek v magnetickém poli. Energie magnetostatického pole.

13. Elektromagnetická indukce, energie elektromagnetického pole. Posuvný proud.

14. Soubor Maxwellových rovnic.

Osnova cvičení:

1. Teorie chyb, měření objemu tuhých těles.

2. Úlohy z kinematiky a dynamiky.

3. Úlohy o práci a energii.

4. Úlohy na rotaci, moment setrvačnosti.

5. Měření modulů pružnosti, stanovení momentu setrvačnosti.

6. Gravitační pole, pohyby planet a družic.

7. Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem.

8. Úlohy z elektrostatiky.

9. Úlohy na elektrický proud.

10. Stanovení měrného náboje elektronu.

11. Úlohy o vedení elektřiny v kapalinách a plynech.

12. Stanovení elektrochemického ekvivalentu mědi a Faradayovy konstanty.

13. Úlohy na magnetické pole.

14. Úlohy o elektromagnetické indukci.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Kubeš P., Kyncl Z.: Fyzika I, skriptum ČVUT

2. Pekárek S., Murla M.: Fyzika I - semináře, skriptum ČVUT

3. Bednařík M., Jiříček O., Koníček P.: Fyzika I, II - lab.cvičení, skriptum ČVUT

4. Halliday D., Resnick R., Walker J. Fyzika,VUTIUM Brno a Prometheus Praha 2000

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 21+6

Typ cvičení: s, l

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út	místnost 09:15–10:45 (přednášková par. 1)
St
Čt	místnost 14:30–16:00 (přednášková par. 1 paralelka 101)
Pá

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Společný plán- strukturované studium (povinný předmět)
• Výpočetní technika- strukturované studium (povinný předmět)
• Elektronika a sdělovací technika - strukturované studium (povinný předmět)
• Kybernetika a měření- strukturované studium (povinný předmět)
• Silnoproudá elektrotechnika- strukturované studium (povinný předmět)
• Softwarové inženýrství (volitelný předmět odborný)
• Web a multimedia (volitelný předmět odborný)
• Manažerská informatika (volitelný předmět odborný)
• Inteligentní systémy (volitelný předmět odborný)