Fyzika I vyučující:
Petr Alexa
pracoviště:
Institut fyziky
kontakt: místnost A952, tel. 597 323 100 konzultační hodiny: čtvrtek 8:30 9:30 email:
[email protected] (preferovaný kontakt)
mobil:
607 683 702
studijní materiály: http://homel.vsb.cz/~ale02
http://if.vsb.cz
Podmínky absolvování předmětu zápočet + zkouška: nutno získat minimálně 51 bodů ● zápočet (podrobnosti stanoví cvičící): nutno získat min. 18 bodů testy (písemky):
24 bodů
aktivita:
11 bodů
celkem:
35 bodů
• zkouška:
65 bodů
písemná část: 30 bodů nutno získat min. 16 bodů (30 min test generovaný počítačem) ústní část:
35 bodů (2 otázky)
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • Kmity a vlnění ( … akustika) • Termodynamika ( … vedení tepla) • Jaderná fyzika ( … radioaktivita) • Optika ( … fotometrie) • Elektřina a magnetismus
Osnova Fyziky • Mechanika těles • •
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • • • • Kmity a vlnění ( … akustika) • Termodynamika ( … vedení tepla)
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • Kmity a vlnění ( … akustika) Co je to decibel? Vlastní kmity a rezonance most • Termodynamika ( … vedení tepla) • Elektřina a magnetismus
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • Kmity a vlnění ( … akustika) • Termodynamika ( … vedení tepla) • Elektřina a magnetismus • Optika ( … fotometrie) • Jaderná fyzika ( … radioaktivita)
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • Kmity a vlnění ( … akustika) • Termodynamika • Elektřina a magnetismus • Optika ( … fotometrie) • Jaderná fyzika ( … radioaktivita)
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • Kmity a vlnění ( … akustika) • Termodynamika ( … vedení tepla) • Optika ( … fotometrie) • Jaderná fyzika ( … radioaktivita)
Osnova Fyziky • Mechanika těles • Mechanika kapalin • Kmity a vlnění ( … akustika) • Termodynamika ( … vedení tepla) • Elektřina a magnetismus • Optika ( … fotometrie) • Jaderná fyzika ( … radioaktivita)
Fyzikální veličiny skaláry (číselná hodnota + jednotka) např. délka, čas, hmotnost, energie m = 75 kg vektory (velikost + směr + jednotka)
v F např. rychlost , síla
Mezinárodní soustava jednotek SI 1. Základní jednotky a veličiny: http://www.bipm.org/ veličina délka čas hmotnost elektrický proud termodynamická teplota látkové množství svítivost
název jednotky metr sekunda kilogram ampér kelvin mol kandela
2. Odvozené jednotky: definovány pomocí základních jednotek např. jednotka pro rychlost: m s1
symbol m s kg A K mol cd
Délka
Mezinárodní soustava jednotek SI 1. Základní jednotky a veličiny: http://www.bipm.org/ veličina délka čas hmotnost elektrický proud termodynamická teplota látkové množství svítivost
název jednotky metr sekunda kilogram ampér kelvin mol kandela
2. Odvozené jednotky: definovány pomocí základních jednotek např. jednotka pro rychlost: m s1
symbol m s kg A K mol cd
Čas Kdy se to stalo? Jak dlouho to trvalo? Standardem času může být jakýkoli jev, který se pravidelně opakuje.
Mezinárodní soustava jednotek SI 1. Základní jednotky a veličiny: veličina délka čas hmotnost elektrický proud termodynamická teplota látkové množství svítivost
název jednotky metr sekunda kilogram ampér kelvin mol kandela
2. Odvozené jednotky: definovány pomocí základních jednotek např. jednotka pro rychlost: m s1
symbol m s kg A K mol cd
Hmotnost kilogram - hmotnost válce vyrobeného ze slitiny platiny a iridia, který je uložen v Mezinárodním ústavu pro váhy a míry v Sevres u Paříže.
atomová hmotnostní jednotka (u) 1/12 hmotnosti atomu uhlíku
Mezinárodní soustava jednotek SI 1. Základní jednotky a veličiny: http://www.bipm.org/ veličina délka čas hmotnost elektrický proud termodynamická teplota látkové množství svítivost
název jednotky metr sekunda kilogram ampér kelvin mol kandela
2. Odvozené jednotky: definovány pomocí základních jednotek např. jednotka pro rychlost: m s1
symbol m s kg A K mol cd
Látkové množství
mol – obsahuje tolik částic (například atomů, molekul), kolik je atomů ve 12 g izotopu 12C Počet částic v 1 molu udává Avogadrova konstanta: NA = 6,022.1023 mol-1
Mezinárodní soustava jednotek SI 1. Základní jednotky a veličiny: veličina délka čas hmotnost elektrický proud termodynamická teplota látkové množství svítivost
název jednotky metr sekunda kilogram ampér kelvin mol kandela
2. Odvozené jednotky: definovány pomocí základních jednotek např. jednotka pro rychlost: m s1
symbol m s kg A K mol cd
Mezinárodní soustava jednotek SI 3. Násobky a díly jednotek: deka 101 hekto 102
da
103 mega 106 giga 109
k
kilo
tera
h
101 d centi 102 c mili 103 m
M G
1012 T
deci
mikro 106 μ nano 109 n piko 1012 p femto 1015 f
Vedlejší jednotky: povoleny, ale nepatří do SI např. hodina, minuta, litr, tuna, stupeň Celsia ...
Vektorový počet sčítání vektorů
Odčítání vektorů
nulový vektor
Kartézská souřadnicová soustava použití – vyjádření vektorů
i = j = k = 1 Jednotkový vektor ≡ bezrozměrný vektor, jehož velikost je 1. Význam: určuje směr.
Vyjádření vektorů v souřadnicové soustavě
Průmět vektoru b do směru vektoru j
uspořádaná trojice
= (ax, ay, az)
Sčítání vektorů, pokračování znamená
nebo
Součin skaláru a vektoru (je vektor)
c 0,5c
Důležitý úkol: Jak vytvořit jednotkový vektor příslušný danému vektoru?
r0
Skalární součin vektorů (je skalár)
Význam: úhel mezi vektory př. práce síly
Vektorový součin vektorů (je vektor)
I. Mechanika řec. hé mechané = válečný stroj
1. Kinematika hmotného bodu řec. kinó = hýbám, pohybuji Hmotný bod – zanedbáme rozměry, deformace, vlastní rotace
Poloha, rychlost, zrychlení polohový vektor [m] okamžitá rychlost [m/s] okamžité zrychlení [m/s2]
Poloha, trajektorie Poloha, polohový vektor – popisuje polohu hmotného bodu
Trajektorie – křivka, po které se hmotný bod pohybuje Dráha = délka trajektorie Příklad:
Rychlost průměrná velikost rychlosti (průměrná rychlost)
je tečná k trajektorii
Zrychlení
Okamžité zrychlení
Změna rychlosti: změna velikosti rychlosti změna směru rychlosti
Věta o rozkladu zrychlení a = at an střed křivosti trajektorie
a= a2t a 2n
zrychlení poloměr křivosti trajektorie
normálové (dostředivé) zrychlení jednotkový normálový vektor (směr do středu křivosti, velikost 1) trajektorie
tečné zrychlení jednotkový tečný vektor (směr rychlosti, velikost 1)
Důsledky věty o rozkladu zrychlení
0 pro rovnoměrný pohyb (v=konst.)
0 pro přímočarý pohyb (R→∞)
kombinace: rovnoměrný přímočarý pohyb (v = konst. + R→∞, tj. v = konst.)
Příklady z kinematiky Příklad č. 1:
Příklady z kinematiky Příklad č. 1:
Příklady z kinematiky Příklad č. 1:
Příklady z kinematiky Příklad č. 2:
Příklady z kinematiky Příklad č. 2:
Příklady z kinematiky Příklad č. 2:
Příklady z kinematiky Příklad č. 2:
Přímočarý pohyb Přímočarý pohyb automobilu a grafické znázornění
okamžitá rychlost
okamžité zrychlení
integrujeme
Příklad: rovnoměrně zrychlený pohyb
poloha v čase 0 s rychlost v čase 0
ax= konst.
Příklady z kinematiky Příklad č. 3:
Traktor jede po p�Ãmé silnici rychlostà v1 = 36 km h-1. ð�idi`� zaà�ne brzdit s konstantnÃm zrychlenÃm (zpomalenÃm) a = 2,0 m s-2. Ur�ete: a) hodnotu rychlosti v2 v Ð�ase t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy @�idiá�zar�al brzdit, b) dráhu s2, kterou urazà traktor za À�as t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy À�idir�zað�al brzdit, c) dráhu s, kterou urazà traktor, než se zastavÃ.
Příklady z kinematiky Příklad č. 3:
Traktor jede po p`�Ãmé silnici rychlostà v1 = 36 km h-1. à�idià� zaÐ�ne brzdit s konstantnÃm zrychlenÃm (zpomalenÃm) a = 2,0 m s-2. Ur@�ete: a) hodnotu rychlosti v2 v á� ase t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy r�idiÀ� zaÀ�al brzdit, b) dráhu s2, kterou urazà traktor za r�as t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy ð�idi`� zaà�al brzdit, c) dráhu s, kterou urazà traktor, než se zastavÃ.
Příklady z kinematiky Příklad č. 3:
Traktor jede po pà�Ãmé silnici rychlostà v1 = 36 km h-1. Ð�idi@� zaá� ne brzdit s konstantnÃm zrychlenÃm (zpomalenÃm) a = 2,0 m s-2. Urr�ete: a) hodnotu rychlosti v2 v À�ase t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy À�idir�zað�al brzdit, b) dráhu s2, kterou urazà traktor za `�as t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy à�idià� zaÐ�al brzdit, c) dráhu s, kterou urazà traktor, než se zastavÃ.
Rovnoměrný pohyb po kružnici = konst. perioda: 2 r T= v
frekvence: (jednotka Hz=s1) 1 v f= = T 2 r
Pohyb po kružnici úhel otočení
[rad]
úhlová rychlost
[rad/s]
úhlové zrychlení
[rad/s2]
definice radiánu [rad]: rovinný úhel, který na kružnici o poloměru 1 m vytne oblouk délky 1 m obvod kružnice: o = 2 r = 2 .... 360o převod stupně – radiány:
180 [ ]=[rad ] o
Pohyb po kružnici úhel otočení
[rad]
úhlová rychlost
[rad/s]
úhlové zrychlení
[rad/s2]
směr vektoru
Pohyb po kružnici Vztah mezi obvodovými a úhlovými veličinami =2 f
ds d v= = r= r dt dt
dv d at = = r= r dt dt
2
v a n = = 2 r r
Příklady z kinematiky Příklad č. 4:
Příklady z kinematiky Příklad č. 4:
Příklady z kinematiky Příklad č. 4:
Příklady z kinematiky Příklad č. 5:
Příklady z kinematiky Příklad č. 5:
Příklady z kinematiky Příklad č. 5: