Fyzika

Garant předmětu:

Pavel Demo

Přednášející:

Pavel Demo, Zuzana Malá, Tomáš Vítů

Cvičící:

Oldřich Hykš, Jana Kuklová, Zuzana Malá, Jindřich Šachl, Tomáš Vítů

Předmět zajišťuje:

katedra aplikované matematiky

Anotace:

Kinematika, dynamika, Newtonovy zákony, silová pole, mechanika kontinua, termodynamika, úvod do elektrostatiky, elektrický proud - úvod do problematiky.

Požadavky:

diferenciální a integrální počet funkcí jedné a více proměnných, vektorové operátory, Gaussova a Stokesova věta, rovnoměrně zrychlený pohyb, Newtonovy zákony

***

Znalost základních fyzikálních veličin a práce s vektory. Ovládání diferenciálního a integrálního počtu jedné proměnné. Základy diferenciálního a integrálního počtu více proměnných.

Osnova přednášek:

Úvod do studia fyziky: Základní terminologie, matematické repetitorium.

Kinematika hmotného bodu: Základní charakteristiky pohybu. Základní úlohy kinematiky (pohyb přímočarý a křivočarý, pohyb po kružnici, pohyb rovnoměrný, zrychlený a zpomalený).

Dynamika hmotného bodu: Pohybový stav a jeho změna. Síla a silová interakce. Newtonovy pohybové zákony. Princip superpozice. Zákon zachování hybnosti.

Silová pole: Typy silových polí. Intenzita a potenciál silového pole. Newtonův gravitační zákon, mechanická práce, mechanická energie a její zachování.

Oscilace hmotného bodu: Harmonický pohyb a jeho charakteristiky. Mechanická energie. Tlumené kmity. Vynucené kmity, resonance.

Tuhé těleso. Hmotný střed, těžiště. Translační a rotační pohyb. Moment síly, moment hybnosti. Moment setrvačnosti. I. a II. věta impulsová. Zákon zachování momentu hybnosti. Kinetická energie při translačním a rotačním pohybu. Klasifikace srážek.

Deformace kontinua: Elastická a plastická deformace. Tenzor napětí. Relativní prodloužení. Vektor posunutí. Jednoosé prodloužení, smyková deformace. Hookův zákon a pracovní diagram.

Vlnění, zvuk: Mechanické vlnění. Příčné a podélné vlny. Vlnová rovnice. Rychlost šíření vln. Základní charakteristiky vlnění. Huygensův princip. Interference a stojaté vlnění. Energie a intenzita vlnění. Zvukové vlny. Ultrazvuk. Infrazvuk. Dopplerův jev. Základy akustiky.

Mechanika tekutin: Ideální a reálné tekutiny. Pascalův zákon. Proudnice a okamžitá rychlost proudění. Objemový a hmotnostní průtok. Rovnice kontinuity. Proudění ideálních tekutin. Bernoulliho rovnice. Statický a dynamický tlak. Hydrodynamické paradoxon. Pitotova trubice.

Proudění reálných tekutin. Viskozita. Newtonův zákon. Laminární proudění vazké tekutiny. Turbulentní proudění. Reynoldsovo číslo. Obtékání těles.

Základy termodynamiky a přenosu tepla: Tepelná roztažnost. Termodynamický systém, stavové proměnné, teplota. Termodynamická rovnováha. 0. zákon termodynamiky. Teplo, termodynamická práce, vnitřní energie. 1. zákon termodynamiky. Tepelná kapacita. Přenos tepla (kondukce, konvekce, radiace). Hoření, výhřevnost. Kvazistatické děje v plynech. Tepelný stroj, účinnost tepelného stroje, 2. zákon termodynamiky, Carnotův cyklus, 3 zákon termodynamiky. Skupenství a jeho změna.

Úvod do elektrostatiky: elektrostatické pole, intenzita, potenciál. Kondenzátory. Elektrický proud úvod do problematiky. Základní charakteristiky. Elektrický odpor, elektrické obvody, elektrolýza, akumulátor, baterie.

Úvod do magnetického a elektromagnetického pole: magnetická indukce, zdroje magnetického pole, silové působení magnetického pole na vodič s proudem, magnetický indukčí tok, Faradayův zákon elektromagnetické indukce.

Osnova cvičení:

Laboratorní cvičení.

Cíle studia:

Sestavení a řešení pohybových rovnic pro jednoduché druhy pohybů. Zákony zachování energie a bilanční rovnice. Základní seznámení s problematikou elektrostatiky a elektrického proudu.

Studijní materiály:

Malá, Z., Nováková, D., Vítů, T.: Fyzika I, Vydavatelství ČVUT, Praha 2009 (text je zveřejněn na https://zolotarev.fd.cvut.cz/fy1/ctrl.php?act=show,home,14)

Demo, P.: Fyzika, Vydavatelství ČVUT, Praha 2022

Rozšiřující texty k určité problematice zveřejněné na https://zolotarev.fd.cvut.cz/fy1/ctrl.php?act=show,home,14

Malá Z., Nováková D., Vítů T.: Laboratorní cvičení z Fyziky I, Praha, skriptum ČVUT, 2012 (text je zveřejněn na https://zolotarev.fd.cvut.cz/fy1/ctrl.php?act=show,home,14, v sekci Laboratorní cvičení a jednotlivých podsekcích sekce Laboratorní cvičení)

Malá Z., Vítů T.: Sbírka příkladů z fyziky, Praha, skriptum ČVUT, 2009;

Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika, Vutium, Brno, Praha, 2014

http://reseneulohy.cz//cs

Poznámka:

Další informace:

https://zolotarev.fd.cvut.cz/fy1/ctrl.php?act=show,home,14

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

	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	místnost HO:B-291c Šachl J. Kuklová J. 16:45–18:15 (paralelka 233) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyzikymístnost HO:B-291c Šachl J. Kuklová J. 18:30–20:00 (paralelka 232) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyziky
Út	místnost HO:B-291c Hykš O. Šachl J. 08:00–09:30 (paralelka 230) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyzikymístnost HO:B-291c Kuklová J. Hykš O. 16:45–18:15 (paralelka 231) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyzikymístnost HO:B-291c Hykš O. Kuklová J. 18:30–20:00 (paralelka 235) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyziky místnost HO:B-291c Hykš O. Šachl J. 09:45–11:15 (paralelka 234) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyzikymístnost HO:B-291c Kuklová J. Šachl J. 11:30–13:00 (paralelka 296) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyzikymístnost HO:B-291c Hykš O. Kuklová J. 15:00–16:30 (paralelka 298) Horská 3 (nová budova) B291c Laboratoř fyziky místnost FL:309 Malá Z. 13:15–14:45 (přednášková par. 1) Na Florenci 25 F309 Posluchárnamístnost FL:309 Demo P. 15:00–16:30 (přednášková par. 2) Na Florenci 25 F309 Posluchárna
St
Čt
Pá	místnost FL:309 Malá Z. 08:00–09:30 (paralelka 3) Na Florenci 25 F309 Posluchárna

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. PIL (CS) prezenční od 2021/22 (povinný předmět)
• Bc. TET-LOG prezenční od 2022/23 (povinný předmět)
• Bc. PIL (CS) prezenční od 2022/23 (povinný předmět)
• Bc. TUL prezenční od 2022/23 (povinný předmět programu)
• Bc. TET-DOS prezenční od 2022/23 (povinný předmět)
• Bc. TET-ITS prezenční od 2022/23 (povinný předmět)
• Bc. TET-LED prezenční od 2022/23 (povinný předmět)
• Bc. TUL prezenční od 2023/24 (povinný předmět programu)
• Bc. PIL (CS) prezenční od 2023/24 (povinný předmět)
• Bc. TET-DOS prezenční od 2023/24 (povinný předmět)
• Bc. TET-LOG prezenční od 2023/24 (povinný předmět)
• Bc. TET-ITS prezenční od 2023/24 (povinný předmět)
• Bc. TET-LED prezenční od 2023/24 (povinný předmět)
• Bc. TET společná část studia prezenční od 2024/25 (povinný předmět)
• Bc. TET-DOS prezenční od 2024/25 (povinný předmět)
• Bc. TET-ITS prezenční od 2024/25 (povinný předmět)
• Bc. TET-LED prezenční od 2024/25 (povinný předmět)
• Bc. TET-LOG prezenční od 2024/25 (povinný předmět)
• Bc. TET-LOG kombinovaná od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. PIL (CS) prezenční od 2024/25 (povinný předmět)
• Bc. TUL prezenční od 2024/25 (povinný předmět programu)
• Bc. TET společná část studia prezenční od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. TET-DOS prezenční od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. TET-LOG prezenční od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. TET-ITS prezenční od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. TET-LED prezenční od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. PIL (CS) prezenční od 2025/26 (povinný předmět)
• Bc. TUL prezenční od 2025/26 (povinný předmět programu)