F1040 Mechanika a molekulová fyzika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2007 - akreditace
Rozsah
3/2. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jana Musilová, CSc. (přednášející), prof. RNDr. Jana Musilová, CSc. (zástupce)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Jiří Bartoš, PhD. (cvičící)
Mgr. Michael Krbek, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Tomáš Nečas, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D.
Předpoklady
Zvládnutí požadavků předmětu Mechanika na úrovni společné části maturity z fyziky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Mechanika a molekulová fyzika je tradiční úvodní disciplinou základního kurzu obecné fyziky, zejména díky své názornosti a přístupnosti lidskému smyslovému vnímání. Předmět je určen studentům biofyziky, aplikované fyziky a fyzikálního inženýrství a sleduje tyto cíle: * Seznámit studenty s problémy a metodami klasické mechaniky a molekulové fyziky na úrovni základního univerzirního kursu, s použitím přiměřeně úsporného matematického aparátu. * Formou praktické výuky názorné a přístupné disciplíny, zejména prostřednictvím demonstračních experimentů, uvést studenty do problematiky postupů a metod fyziky, vytvářejících základ fyzikálně-technického myšlení a schopnost aplikovat fyzikální poznatky v ostatních vědách.
Osnova
  • 1. Experiment ve fyzice. 2. Popis pohybu hmotného bodu. 3. Popis pohybu v různých vztažných soustavách. 4. Pohybové zákony mechaniky. 5. Pohybové rovnice a jejich řešení. 6. Práce a kinetická energie. 7. Potenciální energie, zákon zachování mechanické energie. 8. Pohyb soustavy částic. 9. Pohyb tuhého tělesa. 10. Mechanika kapalin-statika. 11. mechanika kapalin-proudění. 12. Makroskopický popis soustavy mnoha částic. 13. Základy termodynamiky. 14. Základy kinetické teorie plynů.
Literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika. 1. vyd. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2001. ISBN 80-214-1868-0. info
  • KVASNICA, Jozef. Mechanika. Vyd. 1. Praha: Academia, 1988, 476 s. info
  • MUSILOVÁ, Jana a Pavla MUSILOVÁ. Matematika pro porozumění i praxi I. Brno: VUTIUM, 2006, 281 s. Vysokoškolské učebnice. ISBN 80-214-2914-3. info
  • KVASNICA, Jozef. Matematický aparát fyziky. Vyd. 1. Praha: Academia, 1989, 383 s. ISBN 8020000887. info
  • FEYNMAN, Richard Phillips, Robert B. LEIGHTON a Matthew L. SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1986, 451 s. info
Metody hodnocení
Výuka: přednáška, konzultační cvičení Zkouška: písemná (dvě části: (a) úlohy, (b) test) a ústní
Navazující předměty
Informace učitele

Společné podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty oborů Biofyzika, Aplikovaná fyzika, Fyzikální inženýrství:

  1. Dosažení alespoň 50% (v součtu) z možného bodového hodnocení kontrolních testů. Kontrolní testy jsou tři, termín bude vždy oznámen alepoň 2 týdny předem. Každý kontrolní test je klasifikován podle stupnice uvedené ve Studijním a zkušebním řádu MU. Klasifikace se započítává do výsledného hodnocení.
  2. Vypracování domácích úkolů zadaných na cvičení nebo umístěných na webových stránkách učitelů (20 úloh za semestr). Úkoly je třeba odevzdávat průběžně, nejpozději do 14 dnů od data konání příslušného cvičení. Každý domácí úkol lze opravovat nejvýše dvakrát.
  3. Účast na všech cvičeních. V případě nutné neúčasti je třeba řešit situaci pokud možno předem s cvičícím učitelem.

Požadavky k zápočtu pro kombinovanou formu studia (studenti kombinovaného studia mohou též zvolit jako alternativu požadavky pro prezenční studenty):
  1. Závěrečná písemka (úspěšnost alespoň 50%), termín bude určen po domluvě. Závěrečná písemka je klasifikována podle stupnice v SaZŘ.
  2. Odevzdání domácích úkolů (celkem 20 příkladů shodných s příklady pro prezenční formu). Každý domácí úkol lze opravovat nejvýše dvakrát.
  3. Odevzdání dodatečných příkladů za neúčasti ve cvičení. Každý soubor dodatečných příkladů lze opravovat nejvýše dvakrát.

Požadavky úspěšného ukončení předmětu:

  1. Znalost základních charakteristik popisu pohybu částice (trajektorie,rychlost, zrychlení,...)a schopnost s nimi počítat.
  2. Schopnost řešit s porozuměním základní úlohy dynamiky hmotného bodu s využitím pohybových zákonů, silových zákonů a zákonů zachování (pohyb částice v silovém poli).
  3. Schopnost aplikovat základní zákony dynamiky a zákony zachování při řešení úloh o pohybu tuhého tělesa (rotace tuhého tělesa kolem pevné osy).
  4. Schopnost použít s porozuměním základní poznatky z mechaniky pro řešení úloh o statické rovnováze a proudění kapalin (rozložení tlaku v kapalině, vytékání kapaliny z nádoby).
  5. Použití zákonů termodynamiky a stavové rovnice ideálního plynu pro praktické výpočty: tepelné kapacity, účinnost strojů.
  6. Interpretovat Maxwellovo rozdělení rychlostí a použít je pro jednoduché praktické výpočty.

Písemná část zkoušky: V části (a)-příklady se ověřuje schopnost samostatného řešení komplexnějších příkladů (obtížnost stejná nebo poněkud nižší než ve cvičení). Část (b) je test pokrývající jednoduchými úlohami problematiku mechaniky a molekulové fyziky. Ústní část zkoušky: Diskuse o širší problematice úloh z písemné části. Každá část je klasifikována. Výsledek ukončení předmětu se stanoví ze všech známek získaných během semestru a všech známek u zkoušky s vahou 1.

Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2010 - akreditace, podzim 2001, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.