Fyzika I

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Fyzika 1 umožňuje získat základní poznatky z oblastí: mechanika, termodynamika a fyzika pevných látek. V některých případech budou také ukázány hranice klasické fyziky. Kurz zahrnuje teoretické poznatky i řešení úloh a měření vybraných veličin v rámci praktických úloh ve školních laboratořích. Důraz je kladen na porozumění a samostatnou práci studujících.

Požadavky:

Podmínky zápočtu - zápočet má teoretickou a praktickou část. Úspěšné složení teoretické části vyžaduje nejvýše jednu absenci na početních cvičeních a dále je třeba získat alespoň 60 % bodů v zápočtovém testu. Test se skládá z pěti početních úloh z okruhů probíraných na cvičeních. K testu je dovolena obyčejná kalkulačka (ne „chytrá“ zařízení).

Ke splnění praktické části je nutná 100% účast na laboratorních cvičeních a vypracování všech protokolů. Protokoly jsou známkovány A až F a průměrná známka ze všech protokolů bude součástí celkové klasifikace předmětu (A = 5 bodů připočítaných k výsledku písemné části zkoušky, B = 3 body, C = 0 bodů, D = -3 body, E = -5 bodů a F = neudělení zápočtu).

Podmínky zkoušky - zápočet zapsaný v KOSu. Zkouška je pouze písemná skládající se z deseti otázek hodnocených deseti body (maximálně 100 bodů), k výsledku budou připočítány body za laboratorní cvičení. Výsledné známkování je standardní podle dosažených procent. U zkoušky jsou povoleny kalkulačky. Součástí otázek jsou jak příklady, tak teoretické otázky pokrývající probranou látku. Důraz je kladen zejména na porozumění dané problematice a souvislosti.

Osnova přednášek:

1. Poloha částice, soustava souřadnic, pohyby, vektorové a skalární veličiny a operace s nimi, soustava SI, převody jednotek, průměrná a okamžitá rychlost, zrychlení, rovnoměrně zrychlený pohyb, svislý vrh.

2. Pohyb a síla, hybnost, pohybové rovnice, Newtonovy zákony, typy sil, skládání sil, hybnost, zákon zachování hybnosti.

3. Práce, výkon, energie kinetická a potenciální. práce pružné síly, výkon, zákon zachování mechanické energie.

4. Gravitační pole, gravitační síla, Newtonův gravitační zákon, gravitace v blízkosti Země, gravitační potenciální energie, rakety a družice, Keplerovy zákony.

5. Pohyb těles v silovém poli, šikmý a vodorovný vrh, vlastnosti sil tření, odporová síla, mezní rychlost, Newtonův vzorec, Stokesův vzorec.

6. Soustava hmotných bodů, hmotný střed, těžiště, 1. impulsová věta, impulz síly a hybnost, srážky - pružné, nepružné.

7. Pohyb po kružnici, otáčivý pohyb, valení, moment síly, moment hybnosti, Steinerova věta, 2. impulsová věta, zákon zachování momentu hybnosti.

8. Kmitavý pohyb a jeho popis, harmonický pohyb, kyvadla, tlumený oscilátor, rezonance,

9. Vlnění, druhy vln, postupné vlny, interference, stojaté vlny, zvuk.

10. Rovnováha, pružnost, termomechanika, hmotný střed, deformace, pružnost, Hookův zákon.

11. Tekutiny, hustota a tlak, Pascalův zákon, Archimédův zákon, proudnice, rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice.

12. Termodynamika, teplota, teplo, měření teploty, teplotní stupnice, teploměry, 1. termodynamický zákon.

13. Kinetická teorie plynů, ideální plyn, Avogadrova konstanta, kinetická energie látek,

14. Tepelné děje v plynech, entropie, 2. termodynamický zákon.

Osnova cvičení:

TEORETICKÁ CVIČENÍ:

1) Kinematika a dynamika.

2) Kinetická energie, práce, výkon, účinnost.

3) Gravitační pole.

4) Mechanika tuhého tělesa.

5) Kapaliny a plyny, základy termodynamiky.

6) Kmitání a vlnění.

7) Test

NÁPLŇ LABORATORNÍCH ÚLOH

1) Moment setrvačnosti

2) Měření délky zvukových vln ve vzduchu

3) Modul elasticity

4) Kinematika a dynamika těles

5) Šikmý vrh

6) Kmitání kyvadla

Náhradní úloha 7) Určení bodu varu a tuhnutí roztoků

Cíle studia:

Studující získají a prohloubí své základní středoškolské poznatky na vysokoškolskou úroveň, která je potřebná pro další studium na FBMI, a to v mechanice, termodynamice a fyzice pevných látek. Studium vyžaduje zvládnutí teoretických poznatků i praktických dovedností při řešení početních a laboratorních úloh ve školní laboratoři.

Studijní materiály:

[1] HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER, DUB, Petr (ed.). Fyzika.1+2., přeprac. vyd. Přeložil Miroslav ČERNÝ. Brno: VUTIUM, c2013. Překlady vysokoškolských učebnic. ISBN 978-80-214-4123-1.

[2] Recorded video lectures and materials at MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA), course „Classical Mechanics“,

http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/

[3] Feynman Lectures on Physics at California Institute of Technology: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

[4] Internet resources published in the document „Internet Resources for Physics 1 and Physics 2“ publish at the course website

Poznámka:

Další informace:

https://predmety.fbmi.cvut.cz/en/17ABBFY1

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Biomedicínský technik - prezenční (povinný předmět)