Detail předmětu
Fyzika I
Akademický rok 2023/24
GB01 předmět zařazen v 1 studijním plánu
B-P-C-GK / GI zimní semestr 1. ročník
Fyzikální veličiny, dimenzionální analýza, kinematika hmotného bodu, nejdůležitější pohyby, vzájemné silové působení hmotných objektů, pohybové zákony, pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách, dráhový účinek síly, vztah práce a mechanické energie, konzervativní a disipativní silová pole, zákon zachování energie, časový účinek síly, dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty, působení sil na tuhé těleso, pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti tuhého tělesa, popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, centrální pohyb těles, pohyb družic,základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru, tlumené a nucené kmity oscilátoru, skládání a rozklad kmitů, vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, vlnová rovnice pro vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách, Dopplerův princip a jeho aplikace.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Cíl
Získání základních teoretických znalostí a zejména praktických znalostí, dovedností a návyků v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa a mechanické kmity.
Znalosti
Teoretické a praktické znalosti v oborech mechanika hmotného bodu a tuhého tělesa a mechanické kmitání a vlnění.
Osnova
1.týden: Kinematika hmotného bodu.
2.týden: Vzájemné silové působení těles, pohybové zákony.
3.týden: Pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách.
4.týden: Práce a mechanická energie, zákon zachování energie.
5.týden: Časový účinek síly, souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6.týden: Dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty.
7.týden: Pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti.
8.týden: Popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, souvislost mezi nimi.
9.týden: Centrální pohyb těles, pohyb družic.
10.týden: Základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru.
11.týden: Tlumené a nucené kmity oscilátoru.
12.týden: Skládání a rozklad kmitů.
13.týden: Vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách. Dopplerův princip a jeho aplikace.
2.týden: Vzájemné silové působení těles, pohybové zákony.
3.týden: Pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách.
4.týden: Práce a mechanická energie, zákon zachování energie.
5.týden: Časový účinek síly, souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6.týden: Dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty.
7.týden: Pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti.
8.týden: Popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, souvislost mezi nimi.
9.týden: Centrální pohyb těles, pohyb družic.
10.týden: Základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru.
11.týden: Tlumené a nucené kmity oscilátoru.
12.týden: Skládání a rozklad kmitů.
13.týden: Vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách. Dopplerův princip a jeho aplikace.
Prerekvizity
Základní znalosti fyziky v rozsahu středoškolských osnov, základy vysokoškolské matematiky, derivace, integrace, jednoduché diferenciální rovnice.
Jazyk studia
čeština
Kredity
5 kreditů
semestr
zimní
Způsob a kritéria hodnocení
zápočet a zkouška
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Nabízet zahraničním studentům
Nenabízet
Předmět na webu VUT
Přednáška
13 týdnů, 2 hod./týden, nepovinné
Osnova
1.týden: Kinematika hmotného bodu.
2.týden: Vzájemné silové působení těles, pohybové zákony.
3.týden: Pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách.
4.týden: Práce a mechanická energie, zákon zachování energie.
5.týden: Časový účinek síly, souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6.týden: Dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty.
7.týden: Pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti.
8.týden: Popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, souvislost mezi nimi.
9.týden: Centrální pohyb těles, pohyb družic.
10.týden: Základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru.
11.týden: Tlumené a nucené kmity oscilátoru.
12.týden: Skládání a rozklad kmitů.
13.týden: Vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách. Dopplerův princip a jeho aplikace.
Cvičení
13 týdnů, 2 hod./týden, povinné
Osnova
1.týden: návody - seznámení s používanými metodami měření, metodami výpočtů a zpracování laboratorních úloh, rozdělení úloh na celý semestr (cyklické střídání úloh pro dvojice studentů)
2.týden měření první laboratorní úlohy podle rozpisu
3.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
4.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
5.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
6.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
7.týden konzultace - opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů
8.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
9.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
10.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
11.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
12.týden následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů
13.týden písemka a odevzdání protokolu z předchozího měření, zápočet
Laboratorní úlohy:
Stanovení optické mohutnosti čoček sférometrem
Stanovení plošného obsahu přímou metodou a planimetrem
Stanovení hustoty pevných látek přímou metodou a na hydrostatických vahách
Stanovení modulu pružnosti v tahu přímou metodou
Tenzometrické a mechanické měření modulu pružnosti v tahu z průhybu statickou metodou
Stanovení modulu pružnosti v tahu z příčných kmitů tyče, Stanovení modulu pružnosti ve smyku přímou metodou, Stanovení modulu pružnosti ve smyku dynamickou metodou
Stanovení místního tíhového zrychlení reverzním kyvadlem
Stanovení momentu setrvačnosti z doby kmitu fyzického kyvadla
Stanovení momentu setrvačnosti tělesa pomocí torzních kmitů