Fyzika v praxi
Jan Krejčí

Úvod
•Příprava – málo času. Většina komentářů bude bez přípravy
•
•Formulace. Cílem je inspirovat. Proto
–Některé myšlenky jsou vyjádřeny s nadsázkou
–Některé myšlenky jsou kontroverzní
–Někdy je použit sarkasmus
–
•Hlavní cíl – získat spolupracovníky
•
•V některých případech (pokud to stihnu) uvedu citace. Doporučuji si tyto knihy přečíst. Je velkou
pomocí, když někdo literaturu přetřídí.
•
•Presentace obsahuje chyby. Bez přípravy, bez hlubokého promyšlení způsobu, jak výstižně a
jednoduše vyjádřit složité myšlenky, není možné se vyvarovat chyb.
•

Vyjmi trám
•Často se setkávám s výtkou: „Vyjmi trám ze svého oka, dříve než se budeš snažit vyjmout třísku z
oka bližního“.
•
•Toto biblické podobenství může být a často je omluvou zbabělosti.
•
•Domnívám se, že správné je: „Zdá se mi, že máš třísku v oku. Zkus to řešit. Já mám v oku trám.
Kdybych se pokusil ti třísku vyjmout, asi ti oko vypíchnu“.
•

Obsah
•Úvod
–
•Důsledné řešení jednoduchých fyzikálních úloh
–Vibrační stůl
–Odezva senzoru
–nanotkaniny
–Obtížné hydrodynamické úlohy a úlohy přestupu hmoty
•
•Analytická a numerická řešení praktických úloh (snad to stihnu připravit)
–Lorenz
–COVID
–Poincare
–CAD, modelování hydrodynamiky
– p. Trubák
–
•Tvořivost a duševní vlastnictví

Důsledné řešení jednoduchých fyzikálních úloh
vibrační stůl

Důsledné řešení jednoduchých fyzikálních úloh
vibrační stůl - intermezzo

Důsledné řešení jednoduchých fyzikálních úloh
vibrační stůl
Video

Důsledné řešení jednoduchých fyzikálních úloh
vibrační stůl
•https://en.wikipedia.org/wiki/N-body_simulation
•
•In physics and astronomy, an N-body simulation is a simulation of a dynamical system of particles,
usually under the influence of physical forces, such as gravity (see n-body problem). N-body
simulations are widely used tools in astrophysics, from investigating the dynamics of few-body
systems like the Earth-Moon-Sun system to understanding the evolution of the large-scale structure
of the universe.[1] In physical cosmology, N-body simulations are used to study processes of
non-linear structure formation such as galaxy filaments and galaxy halos from the influence of dark
matter. Direct N-body simulations are used to study the dynamical evolution of star clusters.
•
•Poincare
•

Důsledné řešení jednoduchých fyzikálních úloh
vibrační stůl
•Smoothed-particle hydrodynamics (SPH) is a computational method used for simulating the mechanics
of continuum media, such as solid mechanics and fluid flows. It has been used in many fields of
research, including astrophysics, ballistics, volcanology, and oceanography. •Barnes–Hut
simulation, an octree is usually used to divide the volume into cubic cells and only interactions
between particles from nearby cells need to be treated individually; •Particle mesh method
-Another possibility is the particle mesh method in which space is discretised on a mesh and, for
the purposes of computing the gravitational potential, particles are assumed to be divided between
the nearby vertices of the mesh. •Special-case optimizations Several different gravitational
perturbation algorithms are used to get fairly accurate estimates of the path of objects in the
solar system.
•

Nanotkaniny
Název membrány
WMLL 180723
Plošná hmotnost [g/m2]
2,8 g/m2
Materiál nano
PA6
Adhezivum
coPES12
Podkladový materiál
PES 100

průměr
smodch.
Velikost maximálního póru [nm]
412,7
19,776
Velikost průměrného póru[nm]
267,033
29,689
Prodyšnost [l.m-2.s-1]
9,71
2,05

Nanotkaniny
vz vz

Nanotkaniny
Their size is highly variable with average diameters of 80 to 120 nm. Extreme sizes are known from
50 to 200 nm in diameter.[45] The total molecular mass is on average 40,000 kDa.

Nanotkaniny
Název membrány
WMLLF 180515 E
Plošná hmotnost [g/m2]
2,8
Materiál nano
PA 6 se zátěrem PVDF
Adhezivum
coPES12
Podkladový materiál
PES 100

průměr
smodch.
Velikost maximálního póru [nm]
6196,7868
1537,6252
Velikost průměrného póru[nm]
543,7615
48,3230
Prodyšnost [l.m-2.s-1]
1,79
0,2844

Mathematical modeling

Identifiability of model parameters
• Global identifiability – the model parameters can be identified from the measurement in
unique manner.
• Local identifiability – the finite number of model parameters can uniquely identified if their
value lies in some interval.
• Nonidentifiability – At least two independent set of parameters can be obtained from
the experiment
Numeric identifiability, controlability, observability , connectivity
měření
měření
1
2
1
2

23
§
Program
BVT Technologies
Experimentální uspořádání
Použití termo difuze pro zlepšení přenosu hmoty.
Aktivní část senzoru
Topení a termistor na zadní straně senzoru

24
Vývoj strukturovaných elektrod je vyráběn v široké mezinárodní spolupráci
Povrchová struktura platinové elektrody pozorovaná konfokálním optickým a elektrickým mikroskopem
Zlepšený přenos hmoty, nanostruktury
8111-ac1-1-e
Struktury vyrobené Univerzitou v Southampton
Program

Mikrodialýza

Microdialysis
principle
Probe_banner
Microdialyza

Probe_banner
•Hollow fibres
–0.22 – 1+ mm Ø
–> 10 µm wall thickness
–MWCO ~2 – 3,000 KDa
–Material e.g. polyethersulfone
Specifications
Membranes Membranes
Bottom image: Scanning electron micrographs of the polyethersulfone (100 kDa MWCO) outer membrane
surface
Rosenbloom AJ et al. (2005) J Neurosci Methods 148:147-153.
Pores
Microdialyza

0.3 x 60 = 18 x 24 = 432 µL/day = 3.024 ml/week; x104 = 314.5 ml in two years

Probe_banner
Microdialyza

A microdialysis study of the in vivo release of 5-HT in the median raphe nucleus of the rat
A Adell & F Artigas,
British Journal of Pharmacology (1998) 125, 1361 ± 1367
FIG. 5. KCl stimulation of cerebellar GABA release is not
modified by IGF-I. No difference in the response of GABA to 100
mM KCl was seen when given in combination with 100 nM IGF-I.
Similarly, the response of GABA to subsequent challenges of 100
mM KCl was not modified by previous exposure to IGF-I. Results
shown are of a representative experiment. The pattern of GABA
release was identical when 100 mM KCI was given alone (data not
shown). This experiment was repeated with another animal, with
identical results. The time corresponding to each sample is 10 min
(tick marks onXaxis). Pulses of each test substance were applied for a time corresponding to four
samples (40 min, asterisks).
Castro-Alamancos and Torres-Aleman
Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 90, pp. 7386-7390, August 1993 Neurobiology
Microdialyza

Neuropharmacology
b
Altered perfusion media
Selective drugs
Small confetti
Sampling
site
Multidisciplinary strategy within the same brain region
Recording
electrode
Electrophysiology
c
Neurochemistry
a
On-line analysis
Microdialysis

Microdialyza

Probe_banner WK2 WK3
Microdialyza

Mikrodialýza

Výlet do Robinson College

P3IV
•Preparation
•Intimation
•Incubation
•Illumination
•Verification
•
•
Graham Wallas, The Art of thought, England 2014, IBSN: 978-1-910146-05-7

P3IV - Literatura
•Graham Wallas, The Art of thought, England 2014, IBSN: 978-1-910146-05-7
•Jacques Hadamard. The mathematician's mind: the psychology of invention in the mathematical field.
Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1996. ISBN 0-691-02931-8
•Genrich Altshuller, The Innovation Algorithm, Worcester 1999, ISBN 096407404-4
•Everett M. Rogers, Diffusion of innovations. 5th ed. New York: Free Press, 2003. ISBN
978-0-7432-2209-9
•Irving L.Janis, GroupThink, Wadsworth, Boston, USA, IBSN-13: 978-0-395-31704-4, IBSN-10:
0-395-31704-5
•Daniel Kahneman, Myšlení rychlé a pomalé, Jan Melvil Publishing s.r.o, IBSN 978-80-87270-42-4
•Dan Ariely, Jak drahé je zdarma, Práh, Praha 2009,
•Mihaly Czikszentmihalyi, flow, O štěstí a smyslu života přeložila Eva Hauserová, Praha: Portál
2015, ISBN 978-1-262-0918-8
•Abraham H. Maslow, Náboženství, hodnoty a vrcholné zážitky, Přeložila: Irena ŽAMPACHOVÁ, Brno:
Nadační fond Holar 2017, ISBN 978-80-906731-0-6
•Csikszentmihalyi, I., „Flow in a historical context: The case of the Jesuits“, in:
M.Csikszentmihalyi & I.S. Csikszentmihalyi (eds.), Optimal experience: Psychological studies of
flow in consciousness (s. 232-38), Cambridge University Press, New York, 1988
•Ignác z Loyoly, Duchovní cvičení, Refugium Velehrad-Roma, Olomouc 2017, IBSN 978-80-7412-259-0
•Friedrich Nietzsche, Tak pravil Zarathustra, Dobrovský, Praha 2014, ISBN 978-80-7390-097-7
•Martin Heidegger. Co znamená myslet?
•Oliver Sacks. Řeka vědomí. Přeložil Dana BALATKOVÁ. Praha: Dybbuk, 2018. ISBN 978-80-7438-187-4 ,
The Rover of Consciousness, Alfred A. Knopf, New York, 2017
•Victor J. Drápela, Přehled teorií osobnosti. 6. vyd. Přeložil Karel BALCAR. Praha: Portál, 2011.
ISBN 978-80-262-0040-6; Victor J. Drapela, Review of the personality theories; Charles C. Thomas
Publisher, Illionis; 1995
•K. Popper, Logika vědeckého bádání. Praha 1997
•Oliver Sacks. Musicophilia: příběhy o vlivu hudby na lidský mozek. Vydání druhé. Přeložil Dana
BALATKOVÁ. Praha: Dybbuk, 2015. ISBN 978-80-7438-132-4
•Aristoteles, Etika Nikomachova, Bratislava: Kalligram 2011, ISBN 978-80-8101-417-8
•Marcus Fabius Quintilianus, BRNO: Odeon 1985, ISBN 01-064-85
•

P3IV úrovně porozumění
•Přesvědčení, že rozumím problému (P)
•Schopnost složit zkoušku (P)
•Schopnost problém vysvětlit odborníkovi (1I)
•Schopnost problém vysvětlit laikovi (1I)
•Schopnost popsat to, čemu na problému nerozumím (2I)
•Schopnost popsat hranici poznání u daného problému a definovat postup vytvoření nového řešení (2I
– 3I)
•Vůle problém vyřešit v jeho úplnosti (2I – 3I)
–Najít řešení
–Definovat diverzifikace
–Publikovat výsledky v odborné literatuře
–Publikovat výsledky v „populární“ literatuře
–Vychovat následovníky
–
•
•
Marcus Fabius Quintilianus, BRNO: Odeon 1985, ISBN 01-064-85

P3IV - Fetišové termíny
•Karl Popper: „Teorie se stávají ideologiemi, dokonce ve fyzice a biologii. Kdo zaútočí na
převládající modu, je „venku“ a už nedostane žádné peníze“ ( je velmi nebezpečné upozornit některé
lidi, že v oku nemají třísku, ale trám)
•
•Karl Popper: „Neochotou kritizovat lidi můžeme pomoci zničit i to dobré, co vytvořili“.
•Karl Popper, kniha Otevřená společnost a její nepřátelé Předmluva k prvnímu vydání Otevřená
společnost a její nepřátelé (1945) , kniha snaží ukázat, někteří z největších vůdců minulosti
podporovali vytrvalý útok na svobodu a rozum.
•
•Karl Popper: „Dějiny mocenské politiky nejsou nic jiného než dějiny mezinárodního zločinu a
morového vraždění… Těmto dějinám se učí ve školách a mnozí z největších zločinců jsou prezentováni
jako hrdinové.“
Zdroj:
https://citaty.net/citaty/23777-karl-raimund-popper-dejiny-mocenske-politiky-nejsou-nic-jineho-nez-
dej/
•

P3IV - příklady
•Nanoroušky
•Sférická elektroda
•
•Otrávení Bečvy
•Hladina P – Jan Amos Komenský – nebezpeční lidé*
•
•
•
•
•
•* Martin Heidegger. Co znamená myslet? Knihovna novověké tradice a současnosti, svazek 87, Praha
2018,OIKOMENH
•

P3IV - příklady
•Zázračné děti - To jsou ti, kteří snadno dokáží malé věci a svedeni odvahou ukazují ihned všechno,
co zmohou. Zmohou však nakonec jen to, co je v největší blízkosti. Chrlí ze sebe slova, vyslovují
je s nebojácnou tváří a vůbec se neostýchají. Nevydávají ze sebe mnoho, ale činí to rychle.
•Obtížnost - Obtížnost užíváme jako zástěrku, abychom hájili svou lenost. Necítíme totiž lásku
k své činnosti, ani není (výmluvnost) cílem snažení sama pro sebe, protože je čestná a nejkrásnější
ze všeho na světě, ale vyzbrojujeme se k opovrženíhodnému zištnému využití a k špinavému výdělku.
•
•Soustředěnost - Dvěma věcem je třeba se zcela vyhnout: za prvé nevyžaduj od žáka to, co nemůže
vykonat, za druhé nepřeváděj nikoho od toho, co dělá nejlépe, k jinému, k čemu se míň hodí.

P3IV - závěr
• Zatím nechci, aby si mladí lidé myslili, že jsou dostatečně vzdělaní, jestliže se naučili
nazpaměť některé z těch stručných učebnic (řečnictví)*, jaké většinou kolují, a že jsou jimi
zabezpečeni jako nějakými rozhodnutími odborníků.
• Umění (řečnické) se zakládá na houževnaté práci, nepřetržitém studiu, všestranném cvičení,
přečetných pokusech, přehluboké znalosti věci a vždy pohotovém úsudku. **
• Pomáhají mu samozřejmě i tyto předpisy, ovšem jen tenkrát, když mu ukazují správnou cestu, ne
však jedinou kolej. Kdo by věřil, že nesmí z této koleje vyjet, byl by donucen kráčet pomalu jako
lidé, kteří chodí po laně. Proto často opouštíme silnici vybudovanou prací vojáků a pustíme se
zkratkou, jindy zas budeme donuceni k oklice, jestliže rozvodněné bystřiny strhnou mosty a přeruší
se tím přímá cesta, a budou-li dveře v plamenech, vyjdeme stěnou.
• Jde o práci rozkládající se do šíře, mnohostrannou a téměř každý den novou, o které nebude nikdy
řečeno dost. Přesto se pokusím říci, které z rad dosud daných jsou nejlepší a co bych považoval za
vhodné změnit, přidat nebo vynechat.
•*dokázali se pouze připravit P
•** Intimace – 1 I

Literatura
•Graham Wallas, The Art of thought, England 2014, IBSN: 978-1-910146-05-7
•Jacques Hadamard. The mathematician's mind: the psychology of invention in the mathematical field.
Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1996. ISBN 0-691-02931-8
•Genrich Altshuller, The Innovation Algorithm, Worcester 1999, ISBN 096407404-4
•Everett M. Rogers, Diffusion of innovations. 5th ed. New York: Free Press, 2003. ISBN
978-0-7432-2209-9
•Irving L.Janis, GroupThink, Wadsworth, Boston, USA, IBSN-13: 978-0-395-31704-4, IBSN-10:
0-395-31704-5
•Daniel Kahneman, Myšlení rychlé a pomalé, Jan Melvil Publishing s.r.o, IBSN 978-80-87270-42-4
•Dan Ariely, Jak drahé je zdarma, Práh, Praha 2009,
•Mihaly Czikszentmihalyi, flow, O štěstí a smyslu života přeložila Eva Hauserová, Praha: Portál
2015, ISBN 978-1-262-0918-8
•Abraham H. Maslow, Náboženství, hodnoty a vrcholné zážitky, Přeložila: Irena ŽAMPACHOVÁ, Brno:
Nadační fond Holar 2017, ISBN 978-80-906731-0-6
•Csikszentmihalyi, I., „Flow in a historical context: The case of the Jesuits“, in:
M.Csikszentmihalyi & I.S. Csikszentmihalyi (eds.), Optimal experience: Psychological studies of
flow in consciousness (s. 232-38), Cambridge University Press, New York, 1988
•Ignác z Loyoly, Duchovní cvičení, Refugium Velehrad-Roma, Olomouc 2017, IBSN 978-80-7412-259-0
•Friedrich Nietzsche, Tak pravil Zarathustra, Dobrovský, Praha 2014, ISBN 978-80-7390-097-7
•Martin Heidegger. Co znamená myslet?
•Oliver Sacks. Řeka vědomí. Přeložil Dana BALATKOVÁ. Praha: Dybbuk, 2018. ISBN 978-80-7438-187-4 ,
The Rover of Consciousness, Alfred A. Knopf, New York, 2017
•Victor J. Drápela, Přehled teorií osobnosti. 6. vyd. Přeložil Karel BALCAR. Praha: Portál, 2011.
ISBN 978-80-262-0040-6; Victor J. Drapela, Review of the personality theories; Charles C. Thomas
Publisher, Illionis; 1995
•K. Popper, Logika vědeckého bádání. Praha 1997
•Oliver Sacks. Musicophilia: příběhy o vlivu hudby na lidský mozek. Vydání druhé. Přeložil Dana
BALATKOVÁ. Praha: Dybbuk, 2015. ISBN 978-80-7438-132-4
•Aristoteles, Etika Nikomachova, Bratislava: Kalligram 2011, ISBN 978-80-8101-417-8
•Marcus Fabius Quintilianus, BRNO: Odeon 1985, ISBN 01-064-85
•