Detail předmětu

Fyzika 1

BBA003 předmět zařazen v 1 studijním plánu

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

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

prof. Ing. Luboš Pazdera, 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, mechanické kmity.

Prerekvizity

Základní znalosti fyziky v rozsahu středoškolských osnov, základy vysokoškolské matematiky, derivace, integrace, jednoduché diferenciální rovnice.

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. Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.Metoda je založena na sérii přednášek (dvouhodinová přednáška každý týden) a laboratorním cvičení (dvouhodinové měření každý týden a vypracování protokolu o měření). Studenti také počítají příklady. Protokoly jsou pravidelně a průběžně kontrolovány učiteli v laboratorních cvičeních.

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 zejména praktických znalostí, dovedností a návyků v oblastech fyziky: kinematika a dynamika hmotného bodu, mechanika tuhého tělesa a mechanické kmity.

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.
2. Vzájemné silové působení těles, pohybové zákony.
3. Pohybová rovnice v inerciálních a neinerciálních soustavách.
4. Práce a mechanická energie, zákon zachování energie.
5. Časový účinek síly, souvislost momentu síly a momentu hybnosti.
6. Dynamika soustavy hmotných bodů, impulsové věty.
7. Pohyb tuhého tělesa, kinetická energie a moment setrvačnosti.
8. Popis gravitačního pole, intenzita a potenciál, souvislost mezi nimi.
9. Centrální pohyb těles, pohyb družic.
10. Základní pojmy mechanického kmitání, pohyb harmonického oscilátoru.
11. Tlumené a nucené kmity oscilátoru.
12. Skládání a rozklad kmitů.
13. Vznik mechanického vlnění, postupné a stojaté vlnění v bodové řadě, prostorové vlnění, rychlost šíření vlnění v látkách. Dopplerův princip a jeho aplikace.

Cvičení

2 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

1. Návody – seznámení s používanými metodami měření, metodami výpočtů a zpracování laboratorních úloh, rozdělení úloh na celý semestr (cyklické střídání úloh pro dvojice studentů).
2. Měření první laboratorní úlohy podle rozpisu.
3. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
4. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
5. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
6. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
7. Konzultace – opravy, doměření nedostatků a doplnění všech předchozích měření, opravy všech nepřijatých protokolů, odevzdání spočítaných příkladů.
8. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
9. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
10. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
11. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
12. Následující měření dle rozpisu a odevzdání protokolu z předchozího měření a spočítaných příkladů.
13. 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.