F1030 Mechanika a molekulová fyzika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2007
Rozsah
5/2/0. 7 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Jiří Spousta, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Jiří Bartoš, PhD. (cvičící)
Mgr. Michael Krbek, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Tereza Skalická (cvičící)
Mgr. et Mgr. Filip Zlámal (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Lenka Czudková, Ph.D.
Rozvrh
Čt 7:00–9:50 F2,02012, Pá 10:00–11:50 F2,02012
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
F1030/01: Po 8:00–9:50 F4,03017, L. Czudková
F1030/02: Po 16:00–17:50 Fs1,01017, M. Krbek
F1030/03: Út 16:00–17:50 F3,03015, M. Krbek
F1030/04: Út 8:00–9:50 F1,01014, L. Czudková
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 P., Robert B. LEIGHTON a Matthew SANDS. Feynmanove prednášky z fyziky 1. 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

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty prezenční formy:

  1. Absolvování tří tematicky zaměřených písemek (viz Osnova předmětu), termíny budou oznámeny alespoň dva týdny předem: (1) tematické celky 1. až 6., (2) tematické celky 7. až 9., (3) tematické celky 10. až 14. Každá písemka je klasifikována podle stupnice uvedené ve Studijním a zkušebním řádu MU. Je třeba, aby stupněm F byla hodnocena nejvýše jedna písemka. K dosažení hodnocení alespoň E na dané písemce je třeba získat nejméně 50 procent z maximálního počtu bodů.
  2. Odevzdání domácích úkolů. Úkoly budou ukládány na konci každého cvičení v rozsahu dvou příkladů a odevzdávány nejpozději v násedujícím cvičení. Každý úkol je možno opravovat nejvýše jednou.
  3. Účast na všech cvičeních. Tento požadavek lze nahradit vypracováním dvou náhradních příkladů za každé cvičení. Každý soubor náhradních příkladů lze opravovat nejvýše jednou. Náhradní příklady za neúčasti ve cvičení je třeba odevzdat do 20. ledna 2008.
  4. Dodatečné informace k ukončení předmětu jsou k dispozici na stránce http://physics.muni.cz/~czudkova/, položka "Výuka".
Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinované formy:
  1. Absolvování závěrečné písemky pokrývající látku celého semestru. Písemka bude obsahovat tři odděleně klasifikované tematické části (viz dílčí písemky pro prezenční formu). Klasifikace je dána stupnicí uvedenou ve Studijním a zkušebním řádu MU. Písemka je úspěšná pouze v případě, že nejvýše jedna z jejích částí je hodnocena stupněm F. Další pravidla klasifikace jsou shodná s pravidly pro prezenční formu. Termín písemky bude oznámen mailem rozeslaným prostřednictvím Informačního systému v prvním prosincovém týdnu 2007.
  2. Odevzdání domácích úkolů shodných s úkoly pro prezenční formu. Každý domácí úkol lze opravovat nejvýše jednou.
  3. Odevzdání náhradních příkladů za neúčasti ve cvičení (dva příklady za každé cvičení). Každý soubor náhradních příkladů lze opravovat nejvýše jednou.
  4. Domácí úkoly i příklady za neúčasti ve cvičení je nutno odevzdat do 20. ledna 2008. Způsob zveřejňování příkladů bude oznámen mailem rozeslaným prostřednictvím Informačního systému v prvním říjnovém týdnu 2007.
  5. Dodatečné informace k ukončení předmětu jsou k dispozici na stránce http://physics.muni.cz/~czudkova/, položka "Výuka".

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. Každá část je klasifikována. Výsledek ukončení předmětu se stanoví ze všech známek získaných během semestru a všech známek u zkoušky s vahou 1.
Další komentáře
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 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.