F1030 Mechanika a molekulová fyzika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2007 - akreditace
Rozsah
5/2/0. 7 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (přednášející)
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: Mgr. Lenka Czudková, 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 odborné fyziky a učitelství fyziky a sleduje především tyto cíle: * Seznámit studenty s problémy a metodami klasické mechaniky a molekulové fyziky na úrovni základního univerzirního kursu, s použitím přiměřeného aparátu matematické analýzy a algebry. * Formou praktické výuky názorné a přístupné disciplíny včetně demonstračních experimentů uvést studenty do problematiky postupů a metod fyziky, vytvářejících fyzikální myšlení budoucího odborného či vědeckého pracovníka, nebo učitele.
Osnova
  • 1. Experiment ve fyzice 2. Veličiny charakterizující pohyb těles. 3. Vztažné soustavy 4. Nerelativistická dynamika částice: Zákony newtonovské mechaniky, 5. Pohybové rovnice a jejich řešení. 6. Základní myšlenky relativistické mechaniky. 7. Práce a mechanická energie, mechanika dvoučásticové izolované soustavy. 8. Mechanika soustavy částic: Hybnost a moment hybnosti, impulzové věty a zákony zachování. 9. Pohyb tuhého tělesa. 10. Mechanika spojitých prostředí: Statická rovnováha kapaliny. 11. Pohyb ideální a viskózní kapaliny. 12. Makroskopické soustavy--termodynamický popis: Makrostav soustavy, rovnovážné stavy a vratné děje, termodynamické zákony, základní myšlenky nerovnovážné termodynamiky. 13. Makroskopické soustavy--statistický popis: Mikrostav soustavy, rozdělovací funkce, entropie. 14. Tepelné vlastnosti látek. Fázové přechody.
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

Požadavky pro podání přihlášky ke zkoušce (prezenční forma):

  1. Účast na všech cvičeních. Neúčast v příslušném cvičení lze nahradit vzorovým vyřešením a odevzdáním příkladů stanovených učitelem příslušné seminární skupiny.
  2. Vzorové vyřešení domácích úkolů zadávaných na cvičeních nebo umístěných nejpozději v den příslušného cvičení na webových stránkách učitelů (celkem 20 příkladů za semestr). Úkoly je nutno odevzdávat průběžně, nejpozději dva týdny po proběhnutí příslušného cvičení.
  3. Získání alespoň 50% bodů (z celkového dosažitelného součtu) ze tří písemek v průběhu semestru; jejich termín bude oznámen dva týdny předem.

Požadavky pro podání přihlášky ke zkoušce (kombinovaná forma, nezvolí-li student jako alternativu požadavky pro prezenční formu):

  1. Vzorové vyřešení náhradních příkladů za neúčasti ve cvičení.
  2. Vzorové vyřešení domácích úkolů (20 příkladů za semestr).
  3. Napsání závěrečné písemky (úspěšnost alespoň 50%), která pokrývá látku celého semestru.

    Požadavky 1. a 2. je nutno splnit do konce semestru, způsob zveřejňování příkladů za neúčasti ve cvičení a domácích úkolů oznámí (v říjnu 2006) učitel příslušné seminární skupiny mailem zaslaným prostřednictvím Informačního systému. Stejným způsobem budou s dostatečným předstihem (v průběhu proince 2006) oznámeny termíny závěrečné písemky.

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.

Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

Zobrazit další předměty

Předmět je zařazen také v obdobích podzim 1999, podzim 2010 - akreditace, podzim 2000, 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.