F3400 Základní pojmy a zákony klasické fyziky 1

Přírodovědecká fakulta
podzim 2015
Rozsah
1/1. 2 kr. Ukončení: z.
Vyučující
prof. RNDr. Martin Černohorský, CSc. (přednášející)
prof. RNDr. Martin Černohorský, CSc. (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Jana Musilová, CSc.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Martin Černohorský, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 17:00–17:50 F1 6/1014, Po 18:00–18:50 F1 6/1014
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem kurzu je (1) dobré porozumění metodologii budování fyzikálního pojmů, (2) uplatnit je u pojmů newtonovské mechaniky, (3) odvození jejích zákonů z Axiomů.
Značná pozornost je věnována myslitelné vadnosti pojmů a možným nesprávným interpretacím Newtonových zákonů.
Organickou součástí kurzu jsou fyzikálněhistorické jednotlivosti a poznámky k tematickým aktualitám.
Osnova
  • 1. Příklady nekorektního užívání termínů, vadných definic pojmů a nesprávné interpretace vztahů a zákonů: Newtonovy zákony – Síla – Volný pád – První věta termodynamiky.
  • 2. Interakční zákony. Galileo, Hooke, Newton, Coulomb, Archimedes. Stokes, Lorenz. Princip superpozice.
  • 3. Vybudování pojmu síla. Druhý axiom. Definice vs. přírodní zákon.
  • 4. Hmotnost. Primární pojmy. Definované pojmy. Vybudování pojmů setrvačná hmotnost, gravitační hmotnost, jejich rozdílnost a jejich ekvivalence.
  • 5. Časová a dráhová integrace druhého axiomu. Změna hybnosti. Impuls síly. Změna kinetické energie. Práce síly. Dvoučásticové soustavy. Aditivnost kinetické energie. Konfigurační charakteristika soustavy. Potenciální energie soustavy. Aditivnost potenciálních energií.
  • 6. Zákon zachování mechanické energie. Princip zachování energie.
  • 7. Transformace statických a kinetických stavových charakteristik. Vztažná soustava, souřadnicové systémy. Inerciální soustava. Základní konfigurace soustavy. 'Libovolnost' hodnot kinetické a potenciální energie.
  • 8. Ekvivalence gravitačního pole a zrychlení vztažné soustavy. 'Fiktivní' síly.
  • 9. Mnohačásticová soustava. Soustava a okolí. Vnitřní a vnější interakce.. Střed hmotnosti, hmotný střed. Hybnost, moment hybnosti, vlastní moment hybnosti. Kinetická energie, vlastní kinetická energie. Viriál.
  • 10. Impulsové věty. Zákony zachování hybnosti a momentu hybnosti.
  • 11. Struktura newtonovské mechaniky.
  • 12. Einsteinovo odvození vztahu hmotnost–energie.
  • LITERATURA
  • Potřebným zázemím je kterákoli studentovi známá středoškolská a univerzitní učebnice fyziky.
  • Student dostane během semestru (1) faksimilia vybraných stránek z obtížně dostupné literatury, (2) české překlady faksimilií, pokud jsou v latině nebo v němčině, (3) listy ke speciálním tématům.
Literatura
  • HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER. Fyzika :vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Vyd. 1. Brno: VUTIUM, 2000, xxiv, 1198. ISBN 8171962147. info
  • Informace týkající se literatury jsou uvedeny na závěr Osnovy.
  • Information concerning the literature is to be found at the end of the Syllabus,
Výukové metody
Přednáška s diskusí
Metody hodnocení
Typ pracovního semináře (dílna) s výklady a diskusemi. Aktivity studenta: Účast v diskusi, krátká zadaná vystoupení (10 minut), písemné orientační testy ad hoc.
Navazující předměty
Informace učitele
Individuální konzultace mohou být sjednány při kterékoli pravidelné výuce.
Individual consultations can be settled at the occasion of any regular classes.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, 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 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019.