Fyzikální základy techniky
| Typ studia | bakalářské |
|---|---|
| Jazyk výuky | čeština |
| Kód | 480-8360/01 |
| Zkratka | FZT |
| Název předmětu česky | Fyzikální základy techniky |
| Název předmětu anglicky | Physical Fundamentals of Engineering |
| Kreditů | 4 |
| Garantující katedra | Katedra fyziky |
| Garant předmětu | doc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D. |
Osnova předmětu
1. Skalární a vektorové fyzikální veličiny, jednotky fyzikálních veličin soustavy SI. Kinematika – posuvný pohyb (rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a zpomalený). Trajektorie, dráha, rychlost, zrychlení. Kinematika - otáčivý pohyb (rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a zpomalený). Trajektorie, úhlové veličiny, dostředivé a odstředivé zrychlení.
2. Dynamika, Newtonovy pohybové zákony, pohybová rovnice postupného pohybu. Impuls síly, hybnost, setrvačné síly, třecí síla. Mechanická energie (kinetická a potenciální), práce, výkon a účinnost při posuvném pohybu. Pohyb těles v prostředí, v běžných podmínkách – se třením, v odporujícím prostředí. Ráz těles.
3. Mechanika tuhého tělesa. Moment síly, těžiště, moment setrvačnosti těles, Steinerova věta, moment hybnosti, pohybová rovnice otáčivého pohybu, práce, výkon a energie při otáčivém pohybu. Gravitační pole, (síla, intenzita), pohyby v homogenním poli Země (vrhy) a radiálním poli Země.
4. Mechanika tekutin - statika a dynamika. Pascalův zákon, Archimedův zákon, rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, obtékání těles.
5. Termika a termodynamika. Teplota, teplotní roztažnost, teplo, kalorimetrická rovnice, přenos tepla vedením, stavová rovnice, děje v ideálních plynech (izotermický, izobarický, izochorický, adiabatický).
6. Mechanické kmitání. Netlumené a tlumené kmity. Vynucené kmity. Rezonance. Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu. Skládání kmitů.
7. Mechanické vlnění. Druhy vlnění, postupné mechanické vlnění, rovnice pro výchylku postupné vlny. Interference vlnění. Stojaté vlnění. Šíření vln v prostoru, Huygensův princip. Odraz a lom vlnění v izotropním prostředí.
8. Elektrostatika. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita a potenciál elektrického pole. Vodič v elektrickém poli, elektrostatická indukce. Elektrická kapacita vodiče. Kondenzátor, spojování kondenzátorů.
9. Elektrodynamika. Elektrický proud, zdroj a elektrické napětí. Ohmův zákon. Elektrický odpor a jeho závislost na vlastnostech vodiče a jeho teplotě. Spojování rezistorů. Kirchhoffovy zákony. Práce a výkon elektrického proudu. Elektrický proud v kapalinách a plynech.
10. Magnetické pole. Magnetická síla a magnetická indukce, pohyb částice s nábojem v magnetickém poli, magnetické pole přímého vodiče a cívky. Rovnoběžné vodiče s proudem. Magnetické vlastnosti látek.
11. Elektromagnetická indukce. Magnetický indukční tok. Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Lenzovo pravidlo, energie magnetického pole cívky. Střídavý proud a střídavé napětí. Střídavé obvody s R, L a C, rezonance, výkon střídavého proudu.
12. Optika. Vlnové vlastnosti světla (odraz, lom, disperze, interference, difrakce, polarizace).
13. Základní poznatky kvantové fyziky. Fotoelektrický jev, fotony, vlnově - korpuskulární povaha světla, vlnové vlastnosti částic, kvantová mechanika (mechanika mikročástic).
2. Dynamika, Newtonovy pohybové zákony, pohybová rovnice postupného pohybu. Impuls síly, hybnost, setrvačné síly, třecí síla. Mechanická energie (kinetická a potenciální), práce, výkon a účinnost při posuvném pohybu. Pohyb těles v prostředí, v běžných podmínkách – se třením, v odporujícím prostředí. Ráz těles.
3. Mechanika tuhého tělesa. Moment síly, těžiště, moment setrvačnosti těles, Steinerova věta, moment hybnosti, pohybová rovnice otáčivého pohybu, práce, výkon a energie při otáčivém pohybu. Gravitační pole, (síla, intenzita), pohyby v homogenním poli Země (vrhy) a radiálním poli Země.
4. Mechanika tekutin - statika a dynamika. Pascalův zákon, Archimedův zákon, rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, obtékání těles.
5. Termika a termodynamika. Teplota, teplotní roztažnost, teplo, kalorimetrická rovnice, přenos tepla vedením, stavová rovnice, děje v ideálních plynech (izotermický, izobarický, izochorický, adiabatický).
6. Mechanické kmitání. Netlumené a tlumené kmity. Vynucené kmity. Rezonance. Pohybové rovnice. Energie kmitavého pohybu. Skládání kmitů.
7. Mechanické vlnění. Druhy vlnění, postupné mechanické vlnění, rovnice pro výchylku postupné vlny. Interference vlnění. Stojaté vlnění. Šíření vln v prostoru, Huygensův princip. Odraz a lom vlnění v izotropním prostředí.
8. Elektrostatika. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita a potenciál elektrického pole. Vodič v elektrickém poli, elektrostatická indukce. Elektrická kapacita vodiče. Kondenzátor, spojování kondenzátorů.
9. Elektrodynamika. Elektrický proud, zdroj a elektrické napětí. Ohmův zákon. Elektrický odpor a jeho závislost na vlastnostech vodiče a jeho teplotě. Spojování rezistorů. Kirchhoffovy zákony. Práce a výkon elektrického proudu. Elektrický proud v kapalinách a plynech.
10. Magnetické pole. Magnetická síla a magnetická indukce, pohyb částice s nábojem v magnetickém poli, magnetické pole přímého vodiče a cívky. Rovnoběžné vodiče s proudem. Magnetické vlastnosti látek.
11. Elektromagnetická indukce. Magnetický indukční tok. Faradayův zákon elektromagnetické indukce. Lenzovo pravidlo, energie magnetického pole cívky. Střídavý proud a střídavé napětí. Střídavé obvody s R, L a C, rezonance, výkon střídavého proudu.
12. Optika. Vlnové vlastnosti světla (odraz, lom, disperze, interference, difrakce, polarizace).
13. Základní poznatky kvantové fyziky. Fotoelektrický jev, fotony, vlnově - korpuskulární povaha světla, vlnové vlastnosti částic, kvantová mechanika (mechanika mikročástic).
E-learning
Studijní materiály jsou dostupné v https://lms.vsb.cz/.
Povinná literatura
Budinská, Z. a kol., Fyzika I., ČVUT Praha, Praha, 2021, ISBN 978-80-01-06673-7.
Novák, J. a kol., Fyzika: sbírka příkladů, ČVUT Praha, 2023, ISBN 978-80-01-07088-8 .
Fojtek, A., Foukal, J., Mádr, V., Wyslych, P.: Fyzika pro přípravu k přijímací zkoušce na VŠB-TUO. Skriptum, Ostrava, VŠB-TU Ostrava, 2007, ISBN 978-80-248-1275-5.
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fundamentals of Physics 12th ed., Wiley, 2021, ISBN 978-1-119-80114-6 .
M-F-Ch tabulky pro SŠ.
https://www.studopory.vsb.cz/studijnimaterialy/Zaklady_fyziky/
Novák, J. a kol., Fyzika: sbírka příkladů, ČVUT Praha, 2023, ISBN 978-80-01-07088-8 .
Fojtek, A., Foukal, J., Mádr, V., Wyslych, P.: Fyzika pro přípravu k přijímací zkoušce na VŠB-TUO. Skriptum, Ostrava, VŠB-TU Ostrava, 2007, ISBN 978-80-248-1275-5.
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J.: Fundamentals of Physics 12th ed., Wiley, 2021, ISBN 978-1-119-80114-6 .
M-F-Ch tabulky pro SŠ.
https://www.studopory.vsb.cz/studijnimaterialy/Zaklady_fyziky/