Detail předmětu

Fyzika

BBA001 předmět zařazen v 5 studijních plánech

Bc. prez. program BPC-EVB povinný zimní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. prez. program BPC-SI > spVS povinný zimní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. prez. program BPC-MI povinný zimní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. prez. program BPA-SI povinný zimní semestr 1. ročník 5 kreditů

Bc. kombin. program BKC-SI povinný zimní semestr 1. ročník 5 kreditů

Úvod, kinematika hmotného bodu, dynamika hmotného bodu, dynamika tuhých těles, hydromechanika, kmity, vlnění.

Garant předmětu

prof. RNDr. Zdeněk Chobola, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky

Výsledky učení předmětu

Získání teoretických znalostí, počítání příkladů a praktických znalostí a návyků, měření fyzikálních veličin a v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa, hydromechanika a mechanické kmity.

Prerekvizity

Základní znalosti z fyziky v rozsahu střední školy.

Korekvizity

Aplikovaná matematika: vektory,derivace, jednoduchý a dvojný integrál, homogenní diferenciální rovnice druhého řádu s konstantními koeficienty.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metoda je založena na sérii přednášek (jedna dvouhodinová přednáška každý týden) a laboratorním cvičení (dvouhodinové měření každý týden). Studenti počítají příklady. Protokoly jsou kontrolovány učiteli v laboratořích.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou udělení zápočtu je změření devíti laboratorních úloh, vypracování devíti protokolů z těchto úloh a jejich průběžné a úspěšné odevzdávání, dále počítání příkladů a jejich odevzdávání učiteli v celkovém počtu dvaceti příkladů, poslední podmínkou je úspěšné napsání testu ve formě počítání příkladů.
Zkouška se skládá z písemné části, což jsou čtyři příklady, z ústní části, což jsou čtyři teoretické otázky, obojí z celé přednášené látky, obě části zkoušky musí být splněny úspěšně.

Cíl

Získání základních teoretických znalostí a praktických znalostí a návyků v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa, hydromechanika a mechanické kmity a vlnění.

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.

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Kinematika hmotného bodu. Pohyb hmotného bodu. Okamžitá rychlost. Okamžité zrychlení. Rozklad vektoru zrychlení.
2. Obecný pohyb. Rovnoměrný kruhový pohyb. Rovnoměrný zrychlený pohyb kruhový.
3. Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Řešení pohybové rovnice. Pohyb v neinerciálních soustavách.
4. Mechanická práce a výkon. Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování energie.
5. Impuls síly. Moment síly. Moment hybnosti. Souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6. Dynamika tuhých těles. Hmotnost a hybnost soustavy hmotných bodů. Moment síly soustavy hmotných bodů.
7. První impulsová věta. Druhá impulsová věta. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Skládání sil.
8. Kinetická energie tuhého tělesa. Moment setrvačnosti. Práce a výkon při otáčení tuhého tělesa okolo pevné osy.
9. Hydromechaniky. Pascalův zákon. Hydrostatický tlak. Archimedův zákon. Povrchové napětí.
10. Rovnice kontinuity. Věta o hybnosti kapaliny. Bernoulliova rovnice, pohyb reálné kapaliny.
11. Kmity. Volné harmonické kmity. Fyzikální kyvadlo. Energie harmonických kmitů.
12. Tlumené kmity. Vynucené kmity. Vlnění. Rovnice výchylky. Vlnová rovnice. Rychlost a intenzita vlnění.
13. Interference vlnění. Stojaté vlnění.

Cvičení

2 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

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, 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
Témata a náplň laboratorních úloh:
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
Stanovení povrchového napětí kapalin
Stanovení viskozity Stokesovým viskozimetrem