Předmět Fyzika I (mechanika) (NUFY080)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NUFY080 - Fyzika I (mechanika), Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Sylabus

Kinematika a dynamika hmotného bodu (v inerciální soustavě). Hmotný bod, základní kinematické veličiny a pojmy (polohový vektor, souřadnice, trajektorie, vektor rychlosti, zrychlení), jejich zavedení, měření a význam. 1. Newtonův zákon. Síly, vlastnosti pravých sil, princip akce a reakce. Pohybová rovnice: 2.Newtonův zákon. Numerické řešení pohybové rovnice v jednorozměrném případě (pády, kmity). Hybnost, impulz síly. Práce, výkon. Konzervativní síly, potenciální energie (příklady: energie pružiny, gravitační potenciální energie). Kinetická energie, zákon zachování mechanické energie. Pohyb v silových polích (vrhy, mat. kyvadlo). Pohyb v poli centrální síly. Moment hybnosti. Soustava hmotných bodů. Kinematický popis, hmotný střed. Celková energie, hybnost, moment hybnosti. 1. a 2. věta impulsová, impuls síly, izolovaná soustava, zákony zachování. Příklady: srážky, problém 2 těles, pohyb rakety. Kinematika a dynamika tuhého tělesa. Stupně volnosti, translační a rotační pohyb. Rovnováha tuhého tělesa. Úhlová rychlost jako vektor, skládání rotací. Rotace kolem pevné osy, moment setrvačnosti. Steinerova a Königova věta. Pohyb tělesa při rotaci kolem pevné osy: pohybová rovnice, fyzické kyvadlo. Inerciální a neinerciální soustavy. Klasický princip relativity, Galileiho transformace, skládání rychlostí, transformace veličin. Zrychlené soustavy souřadnic, setrvačné síly, ekvivalence setrvačných a gravitačních sil. Beztížný stav. Rotující soustavy souřadnic, dostředivé. Coriolisovo a Eulerovo zrychlení, odstředivá a Coriolisova síla. Základní pojmy speciální teorie relativity. Michelsonův pokus, princip konstantní rychlosti světla, speciální princip relativity. Kinematika speciální teorie relativity (kontraktace délek, dilatace času, transformace rychlostí). Dynamika hmotného bodu v rámci speciální teorie relativity: hybnost, klidová a relativistická hmotnost, energie, klidová energie. Ekvivalence hmotnosti a energie. Analytická řešení pohybu částic a těles. Analytická řešení pohybu částice v silových polích a v odporujícím prostředí. Kmity: lineární harmonický oscilátor (komplexní formalismus), tlumené kmity, buzené kmity, rezonance. Pohyb v poli centrální síly: integrály pohybu, efektivní potenciál, Keplerovy zákony. Základy mechaniky kontinua. Napětí, deformace, rychlost deformace. Popis napětí pomocí tenzoru; význam složek tenzoru napětí.. Základy reologické klasifikace látek. Pružnost, Hookeův zákon. Smyková deformace. Torze. Hydrostatika a hydrodynamika. Tlak. Rovnice hydrostatické rovnováhy. Pascalův a Archimedův zákon. Lagrangeův a Eulerův popis pohybu tekutiny. Rovnice kontinuity. Eulerova hydrodynamická rovnice. Bernoulliova rovnice. Vazké tekutiny, laminární a turbulentní proudění. Vlnění. Podélné a příčné vlnění v řadě bodů, postupné a stojaté vlny. Rovnice struny.

Literatura

Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. český překlad VUTIM Brno a Prometheus Praha, 2001 Kvasnica a kol.: Mechanika. Academia. Praha 1988 A. Havránek: Mechanika I, II , skriptum, SPN, Praha 1982 Mandíková D., Rojko M.: Soubor úloh z mechaniky pro studium učitelství. MFF UK Praha 1993 Elektronická sbírka úloh na webu: http://www.fyzikalniulohy.cz/Doplňková literatura: Hajko V.: Fyzika v príkladoch. Alfa. Bratislava 1983 Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky l. český překlad Fragment, Praha, 2000 Giancolli D.C.: Physics for Scientists and Engineers, Prentice Hall, New Jersey 2000 Kittel Ch. et al.:Mechanics, Berkeley Physics Course I. McGraw-Hill. (ruský překlad Nauka, Moskva 1972)

Garant

doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc.RNDr. Dana Mandíková, CSc.