Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2019/2020

Fyzika pro OI

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
A4B02FYZ Z,ZK 6 2+2L česky
Předmět nesmí být zapsán současně s:
Physics for Informatics (AE4B02FYA)
Physics for Informatics (AE4B02FYZ)
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra fyziky
Anotace:

V rámci tohoto předmětu jsou studenti uvedeni do vybraných partií klasické fyziky a dynamiky fyzikálních systémů. 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 úvodu do dynamiky fyzikálních systémů. Úvod do dynamiky systémů umožní studentům si osvojit základní přístupy při popisu a analýze obecných dynamických systémů. Důraz bude kladen na aplikaci již probraného matematického aparátu. Znalosti z předmětu mají studentům sloužit při studiu řady odborných oblastí, se kterými se setkají během dalšího studia.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD4B02FYZ

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A4B02FYZ

Požadavky:

Znalost diferenciálního a integrálního počtu funkcí jedné proměnné, diferenciálního počtu funkcí více proměnných a lineární algebry ve fyzikálních úlohách. Zkoušku můžete skládat po udělení zápočtu. Podmínkou zápočtu je dosažení alespoň 40 bodů z testů, za referáty a za on-line testy. Zkoušku můžete skládat po udělení zápočtu.

Osnova přednášek:

1. Motivace předmětu. Popis fyzikálních systémů. Fyzikální veličiny, rozměrová analýza. Výběr vhodné souřadné soustavy. Skalární a vektorové veličiny, skalární a vektorové pole. Fyzikální význam skalárního a vektorového součinu.

2. Vyjádření fyzikálních veličin pomocí derivací a integrálů. Kinematika.

3. Základy operátorového počtu. Laplaceova a Fourierova transformace.

4. Newtonovy pohybové zákony. Pohybová rovnice. Laplaceův obraz řešení pohybové rovnice.

5. Popis pohybu pomocí řešení diferenciálních rovnic.

6. Práce, konzervativní silová pole. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování mechanické energie.

7. Mechanické kmitavé soustavy. Harmonický oscilátor. Tlumený mechanický lineární oscilátor.

8. Vynucené kmity. Rezonance.

9. Tuhé těleso, pohyb tuhého tělesa. Analogie popisu translačního a rotačního pohybu. Kinetická energie tuhého tělesa. Stanovení hmotného středu tělesa.

10. Stanovení momentu setrvačnosti jednoduchých těles, Steinerova věta.

11. Základní dělení dynamických systémů (lineární, nelineární, autonomní neautonomní,

konzervativní, spojité, nespojité, jednorozměrné, vícerozměrné, časově reverzibilní a nereverzibilní). Fázový portrét, fázová trajektorie, stacionární body, dynamický tok.

12. Matematický popis lineárních dynamických systémů. Vyšetřování stability lineárních

systémů. Řešení soustav diferenciálních rovnic, využití maticového počtu.

13. Nelineární systémy. Numerické řešení diferenciálních rovnic. Linearizace.

14. Bifurkace, logistická rovnice.

Osnova cvičení:

1. Úvodní výklad (bezpečnost práce, organizační pokyny). Měření objemu těles nepřímou metodou

2. Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem /Kinematika

hmotného bodu, analytické a numerické derivování a integrování.

3. Kinematika hmotného bodu, analytické a numerické derivování a integrování. / Stanovení

tíhového zrychlení reverzním kyvadlem

4. Řešení pohybových rovnic. / Měření viskozity kapalin Stokesovou metodou.

5. Měření viskozity kapalin Stokesovou metodou. / Řešení pohybových rovnic.

6. Studium elektrostatického pole na modelech./ Práce a energie.

7. Práce a energie./ Studium elektrostatického pole na modelech

8. Průběžný test.

9. Těžiště a moment setrvačnosti. / Studium mechanických kmitů - Pohlovo kyvadlo,

10. Studium mechanických kmitů - Pohlovo kyvadlo. / Těžiště a moment setrvačnosti.

11. Matematický popis dynamických systémů. / Měření Dopplerova jevu.

12. Měření Dopplerova jevu. / Matematický popis dynamických systémů.

13. Závěrečný test.

14. Zápočet.

Cíle studia:
Studijní materiály:

1. Kubeš, Pavel,. Fyzika I / Vyd. 3. Praha : ČVUT, 2003. 206 s. : ISBN 80-01-02671-X.

2. Pekárek, Stanislav,. Fyzika I : semináře / Vyd. 3. Praha : ČVUT, 2006. 183 s. : ISBN 80-01-03552-2.

3. Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fyzika, VUTIUM-PROMETHEUS, 2000.

4. Kvasnica, J., Havránek, A., Lukáč, P., Sprášil, B.: Mechanika, ACADEMIA, 2004.

5. Sedlák, B., Štoll, I.: Elektřina a magnetismus, ACADEMIA, 2002.

6. Fyzika I a II - fyzikální praktikum, M. Bednařík, P. Koníček, O. Jiříček.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A4B02FYZ
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 16. 10. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet12592104.html