F1030 Mechanika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2020
Rozsah
3/2/0. 4 kr. (plus 2 za zk). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jana Musilová, CSc. (přednášející)
prof. Mgr. Tomáš Tyc, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Michael Krbek, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Michael Krbek, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 9:00–11:50 F2,02012
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
F1030/01: Čt 10:00–11:50 F3,03015, M. Krbek
F1030/02: Po 16:00–17:50 F3,03015, M. Krbek
F1030/03: Út 15:00–16:50 F3,03015, M. Krbek
Předpoklady
Zvládnutí požadavků předmětu Mechanika na úrovni společné části maturity z fyziky. Souběžný zápis předmětu F1050.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Mechanika 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 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.
Výstupy z učení
Absolvováním předmětu získá student tyto znalosti a dovednosti:

* Základní znalost a přehled o stavbě fyziky jako disciplíny.
* Schopnost rozeznat základní stavební kameny fyzikální disciplíny: vstupní experiment, principy fyzikální disciplíny (axiomy), odvozená tvrzení (fyzikální zákony), ověřovací experiment.
* Posoudit úlohu matematického aparátu ve fyzice.
* Schopnost aplikovat na problémy mechaniky matematický aparát.
* Schopnost vyvozovat z fyzikálních principů klasické mechaniky odvozená tvrzení (např. z Newtonových zákonů impulzové věty, zákony zachování, apod.)
* Schopnost vytvářet zjednodušující fyzikální modely mechanických soustav. * Schopnost posoudit aproximativní charakter některých modelů a postupů v mechanice z hlediska fyzikálního i matematického.
* Schopnost řešit příklady a úlohy z klasické mechaniky částic, soustav částic a kontinua na úrovni základního univerzitního kurzu obecné fyziky.
* Schopnost interpretovat základní demonstrační experimenty.
Osnova
  • 1. Experiment ve fyzice.
  • 2. Veličiny charakterizující pohyb těles: poloha, rychlost, zrychlení, tečné a normálové zrychlení, křivost.
  • 3. Vztažné soustavy, Galileova transformace, unášivá rychlost a unášivé zrychlení.
  • 4. Nerelativistická dynamika částice: zákony newtonovské mechaniky.
  • 5. Pohybové rovnice a jejich řešení.
  • 6. Základní myšlenky relativistické mechaniky, Lorentzova transformace.
  • 7. Práce a mechanická energie, mechanika dvoučásticové izolované soustavy.
  • 8. Keplerova úloha.
  • 9. Mechanika soustavy částic: Hybnost a moment hybnosti, střed hmotnosti, impulzové věty a zákony zachování.
  • 10. Pohyb tuhého tělesa: rotace tuhého tělesa kolem pevné osy, momenty setrvačnosti, valení těles.
  • 11. Mechanika spojitých prostředí: statická rovnováha kapaliny, rozložení tlaku v kapalině, plavání těles.
  • 12. Pohyb tekutin: rovnice kontinuity, ustálené proudění, Bernoulliova rovnice pro ideální kapalinu.
  • 13. Pohyb viskózní tekutiny, rychlostní profil.
Literatura
    povinná literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika. 1. vyd. Brno, Praha: Vutium, Prometheus, 2001. ISBN 80-214-1868-0. info
  • MUSILOVÁ, Jana a Pavla MUSILOVÁ. Matematika II pro porozumění i praxi. první. Brno: VUTIUM (Vysoké učení technické v Brně), 2012. 697 s. ISBN 978-80-214-4071-5. 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
    doporučená literatura
  • KVASNICA, Jozef. Mechanika. Vyd. 1. Praha: Academia, 1988. 476 s. info
  • KVASNICA, Jozef. Matematický aparát fyziky. Vyd. 1. Praha: Academia, 1989. 383 s. ISBN 8020000887. info
  • FEYNMAN, Richard P., Robert B. LEIGHTON a Matthew SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky 1. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1986. 451 s. info
Výukové metody
Přednáška: teoretická výuka kombinovaná s demonstračními experimenty včetně jejich fyzikálního výkladu. Přednáška je živě vysílána v rozvrhované době s možností dotazů studentů a zároveň nahrávána se záznamem uloženým v informačním systému. Cvičení: teoretické cvičení zaměřené na procvičení základních pojmů a zákonů mechaniky, samostatné řešení úloh, včetně úloh komplexnějšího charakteru. Cvičení bude živě vysíláno v rozvrhované době s možností dotazů studentů. Nahraná řešení vzorových příkladů jsou k dispozici v informačním systému.
Metody hodnocení
Výuka: přednáška, cvičení Průběžné prokazování zvládnutí problematiky: v každém cvičení krátký písemný test - klasifikovaný. Zkouška: písemná (dvě části: (a) úlohy, (b) test) a ústní. Do výsledné klasifikace se započítává i klasifikace průběžná.
Navazující předměty
Informace učitele
Požadavky cvičení – teleprezenční forma studia (společné pro prezenční i kombinovanou formu studia):

1)Na každé cvičení se nejméně týden předem zadává 5 úloh, jejichž řešení jsou všichni studenti povinni nahrát do odevzdávárny v IS. Aktivita ve cvičení je zaznamenávána a bude zohledněna při závěrečné klasifikaci předmětu. Zadání z učebnice HRW (nové vydání) lze nalézt v interaktivní osnově předmětu v IS.
3)Každý týden (kromě prvního) píší studenti test – doba trvání cca 20 minut, kde se testuje učivo probrané v minulém cvičení. Výsledky těchto testů jsou bodovány a v závěru semestru souhrnně klasifikovány na základě bodového zisku. Známka je započtena do výsledné klasifikace zkoušky.
Zkouška:
1)Podmínkou přístupu ke zkoušce je splnění všech požadavků cvičení, přičemž výsledná klasifikace průběžných testů nesmí být „F“. (Výsledná klasifikace je „F“, jestliže student získal v průběžných testech méně než 50% bodů.)
2)Zkouška je písemná a ústní.
3)Písemná část zkoušky má dvě části, zvlášť klasifikované:
- úlohy 90 min (4 úlohy komplexnějšího charakteru, zahrnující výpočty, úroveň obtížnosti odpovídá cvičení) - test 60 min (10 otázek, resp. krátkých úloh bez složitých výpočtů, pokrývajících celou látku)
4)Ústní zkouška – rozprava o problematice písemky, otázky z celé látky. Ústní zkouška je veřejná.
5)Do výsledné klasifikace je započtena známka ze semestrálních testů, známky z obou částí písemky u zkoušky a známka z ústní části zkoušky. Je-li známka u ústní části „F“, je výsledná známka „F“.

Konzultace:
Studenti mohou dálkově konzultovat problematiku cvičení s vyučujícím ve cvičení i s přednášejícími. Jsou stanoveny pevné časy pro konzultace, mimo stanovené časy je třeba se na termínu domluvit.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, 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.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2020/F1030