FY2RC_F1 Mechanika

Pedagogická fakulta
podzim 2007
Rozsah
2/0/0. 2 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Vladislav Navrátil, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Vladislav Navrátil, CSc.
Katedra fyziky – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Iveta Nováková
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
M E CH A N I K A a M O L E K U L O V Á F Y Z I K A. I. M E CH A N I K A. 1.KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. 1.1. Pohyb po přímce, v rovině a v prostoru. 1.2. Rychlost okamžitá a průměrná. 1.3. Zrychlení okamžité a průměrné. 1.4. Vodorovný a šikmý vrh ve vakuu. 1.5. Pohyb po kružnici. 1.6. Galileova transformace. 2.DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU. 2.1. I. Newtonův zákon. 2.2. Síla a hmotnost. 2.3. II. Newtonův zákon. Inerciální a neinerciální vztažné soustavy. 2.4. III. Newtonův zákon. 2.5. Praktické využití Newtonových zákonů. 2.6. Síla tření. Reálné síly v přírodě. 3.PRÁCE A KINETICKÁ ENERGIE. 3.1. Kinetická energie. Práce. 3.2. Práce proměnné síly. 3.3. Práce reálných sil. 3.4. Výkon. 3.5. Kinetická energie při vysokých rychlostech. 4.POTENCIÁLNÍ ENERGIE. ZÁKON ZACHOVÁNÍ ENERGIE. 4.1. Potenciální energie. 3.2. Konzervativní síly. 3.3. Zákon zachování mechanické energie. 3.4. Práce nekonzervativních sil. 3.5. Zákon zachování energie. 3.6. Energie a hmota. 3.7. Kvantování energie. 5.MECHANIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODU. 5.1. Hmotný střed. 5.2. Newtonovy zákony pro soustavu hmotných bodů. 5.3. Hybnost soustavy hmotných bodů. 5.4. Zákon zachování hybnosti 5.5. Pohyb tělesa s proměnnou hmotností. 6. RÁZ TÉLES. 6.1. Hybnost a impulz. 6.2. Přímý, dokonale pružný ráz těles. 6.3. Přímý, dokonale nepružný ráz těles. 6.4. Srážky elementárních částic. 7. ROTACE TUHÉHO TĚLESA. 7.1. Translace a rotace tuhého tělesa. 7.2. Vztah mezi úhlovými a obvodovými veličinami. 7.3. Kinetická energie rotačního pohybu. 7.4. Moment setrvačnosti. Steinerova věta. 7.5. Moment sil. Pohybová rovnice pro rotaci tuhého tělesa. 7.6. Práce a rotační kinetická energie. 7.7. Moment hybnosti. Zákon zachování momentu hybnosti. 7.8. Kvantování momentu hybnosti. 8. STATIKA TUHÉHO TĚLESA. PRUŽNOST. 8.1. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. 8.2. Těžiště. 8.3. Pružnost pevných látek. 9. GRAVITAČNÍ POLE. 9.1. Newtonův gravitační zákon. 9.2. Princip superpozice gravitačních polí. 9.3. Gravitační pole u povrchu Země. 9.4. Gravitační potenciální energie. 9.5. Keplerovy zákony. Pohyb planet. 10.HYDROMECHANIKA. 10.1. Vlastnosti kapalin. 10.2. Zákony hydrostatiky. 10.2. Zákony hydrodynamiky. 10.3. Vnitřní tření v kapalinách. 10.4. Poisellův vztah. 10.5. Povrchové napětí kapalin. 10.6. Tekuté krystaly. 11.HARMONICKÝ POHYB KMITAVÝ. 11.1. Kmity. 11.2. Harmonický pohyb netlumený. 11.3. Harmonický pohyb tlumený. 11.4. Kyvadla. 11.5. Vynucené harmonické kmity. Rezonance. II. T E R M O D Y N A M I K A a M O L E K U L O V Á F Y Z I K A. 1. TEPLOTA, TEPLO, PRVNÍ VĚTA TERMODYNAMICKÁ. 1.1. Nultá věta termodynamiky. 1.2. Měření teploty, teplotní stupnice. 1.3. Teplotní roztažnost. 1.4. Teplota a teplo. 1.5. Práce a teplot. 1.6. První věta termodynamická. 1.7. Účinnost termodynamických cyklů, tepelné motory. 1.8. Vedení a přenos tepla. 1.9. Zkapalňování plynů. 2. KINETICKÁ TEORIE PLYNU. 2.1. Mikroskopický obraz plynu. 2.2. Avogadrovo číslo. 2.3. Ideální plyn. 2.4. Tlak, teplota, střední kvadratická rychlost. 2.5. Translační kinetická energie. 2.6. Střední volná dráha. 2.7. Maxwellovo rozdělení molekul plynu podle rychlostí. 2.8. Boltzmannovo rozdělení molekul plynu. 2.9. Experimentální potvrzení Maxwellova a Boltzmannova rozdělení. 2.10. Ekvipartiční teorém. 2.11. Nástin kvantové teorie plynu. 2.12. Adiabatická expanze ideálního plynu. 3. ENTROPIE A DRUHÁ VĚTA TERMODYNAMIKY. 3.1. Směr reálných procesů v přírodě. 3.2. Druhá věta termodynamická. Entropie. 3.3. Tepelné stroje. Chladící stroje. 3.4. Statistická interpretace entropie. 4. REÁLNÉ PLYNY. 4.1. Van der Waalsova stavová rovnice plynu. 4.2. Kritický stav, kritické parametry. Viriální koeficienty. 4.3. Fázové změny. Fázové pravidlo. 4.4. Clausiova-Clapeyronova rovnice.
Osnova
  • M E CH A N I K A a M O L E K U L O V Á F Y Z I K A. I. M E CH A N I K A. 1.KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. 1.1. Pohyb po přímce, v rovině a v prostoru. 1.2. Rychlost okamžitá a průměrná. 1.3. Zrychlení okamžité a průměrné. 1.4. Vodorovný a šikmý vrh ve vakuu. 1.5. Pohyb po kružnici. 1.6. Galileova transformace. 2.DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU. 2.1. I. Newtonův zákon. 2.2. Síla a hmotnost. 2.3. II. Newtonův zákon. Inerciální a neinerciální vztažné soustavy. 2.4. III. Newtonův zákon. 2.5. Praktické využití Newtonových zákonů. 2.6. Síla tření. Reálné síly v přírodě. 3.PRÁCE A KINETICKÁ ENERGIE. 3.1. Kinetická energie. Práce. 3.2. Práce proměnné síly. 3.3. Práce reálných sil. 3.4. Výkon. 3.5. Kinetická energie při vysokých rychlostech. 4.POTENCIÁLNÍ ENERGIE. ZÁKON ZACHOVÁNÍ ENERGIE. 4.1. Potenciální energie. 3.2. Konzervativní síly. 3.3. Zákon zachování mechanické energie. 3.4. Práce nekonzervativních sil. 3.5. Zákon zachování energie. 3.6. Energie a hmota. 3.7. Kvantování energie. 5.MECHANIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODU. 5.1. Hmotný střed. 5.2. Newtonovy zákony pro soustavu hmotných bodů. 5.3. Hybnost soustavy hmotných bodů. 5.4. Zákon zachování hybnosti 5.5. Pohyb tělesa s proměnnou hmotností. 6. RÁZ TÉLES. 6.1. Hybnost a impulz. 6.2. Přímý, dokonale pružný ráz těles. 6.3. Přímý, dokonale nepružný ráz těles. 6.4. Srážky elementárních částic. 7. ROTACE TUHÉHO TĚLESA. 7.1. Translace a rotace tuhého tělesa. 7.2. Vztah mezi úhlovými a obvodovými veličinami. 7.3. Kinetická energie rotačního pohybu. 7.4. Moment setrvačnosti. Steinerova věta. 7.5. Moment sil. Pohybová rovnice pro rotaci tuhého tělesa. 7.6. Práce a rotační kinetická energie. 7.7. Moment hybnosti. Zákon zachování momentu hybnosti. 7.8. Kvantování momentu hybnosti. 8. STATIKA TUHÉHO TĚLESA. PRUŽNOST. 8.1. Podmínky rovnováhy tuhého tělesa. 8.2. Těžiště. 8.3. Pružnost pevných látek. 9. GRAVITAČNÍ POLE. 9.1. Newtonův gravitační zákon. 9.2. Princip superpozice gravitačních polí. 9.3. Gravitační pole u povrchu Země. 9.4. Gravitační potenciální energie. 9.5. Keplerovy zákony. Pohyb planet. 10.HYDROMECHANIKA. 10.1. Vlastnosti kapalin. 10.2. Zákony hydrostatiky. 10.2. Zákony hydrodynamiky. 10.3. Vnitřní tření v kapalinách. 10.4. Poisellův vztah. 10.5. Povrchové napětí kapalin. 10.6. Tekuté krystaly. 11.HARMONICKÝ POHYB KMITAVÝ. 11.1. Kmity. 11.2. Harmonický pohyb netlumený. 11.3. Harmonický pohyb tlumený. 11.4. Kyvadla. 11.5. Vynucené harmonické kmity. Rezonance. II. T E R M O D Y N A M I K A a M O L E K U L O V Á F Y Z I K A. 1. TEPLOTA, TEPLO, PRVNÍ VĚTA TERMODYNAMICKÁ. 1.1. Nultá věta termodynamiky. 1.2. Měření teploty, teplotní stupnice. 1.3. Teplotní roztažnost. 1.4. Teplota a teplo. 1.5. Práce a teplot. 1.6. První věta termodynamická. 1.7. Účinnost termodynamických cyklů, tepelné motory. 1.8. Vedení a přenos tepla. 1.9. Zkapalňování plynů. 2. KINETICKÁ TEORIE PLYNU. 2.1. Mikroskopický obraz plynu. 2.2. Avogadrovo číslo. 2.3. Ideální plyn. 2.4. Tlak, teplota, střední kvadratická rychlost. 2.5. Translační kinetická energie. 2.6. Střední volná dráha. 2.7. Maxwellovo rozdělení molekul plynu podle rychlostí. 2.8. Boltzmannovo rozdělení molekul plynu. 2.9. Experimentální potvrzení Maxwellova a Boltzmannova rozdělení. 2.10. Ekvipartiční teorém. 2.11. Nástin kvantové teorie plynu. 2.12. Adiabatická expanze ideálního plynu. 3. ENTROPIE A DRUHÁ VĚTA TERMODYNAMIKY. 3.1. Směr reálných procesů v přírodě. 3.2. Druhá věta termodynamická. Entropie. 3.3. Tepelné stroje. Chladící stroje. 3.4. Statistická interpretace entropie. 4. REÁLNÉ PLYNY. 4.1. Van der Waalsova stavová rovnice plynu. 4.2. Kritický stav, kritické parametry. Viriální koeficienty. 4.3. Fázové změny. Fázové pravidlo. 4.4. Clausiova-Clapeyronova rovnice.
Metody hodnocení
Typ výuky: přednáška
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018.