Fyzika I - B2B02FY1 (přednáší J. Koller)

Třetí test (určený především pro studenty, kteří nemají dostatek bodů na zápočet) se bude psát v úterý 16. 1. 2018 v 16:00 v místnosti T2:C2-84. Počet bodů za testy se vypočte jako součet dvou nejlepších testů. O své účasti mne prosím informujte na email koller@fel.cvut.cz

Podmínky pro udělení zápočtu

Ve výukovém období semestru lze získat 70 bodů. Tyto body si studenti nesou ke zkoušce. Do výsledků zkoušky se započítávají podle pravidel pro složení zkoušky.
Pro získání zápočtu je třeba:
  1. získat alespoň 25 bodů,
  2. odměřit předepsaný počet laboratorních úloh,
  3. zpracovat a vyhodnotit takto získaná data do laboratorního sešitu,
  4. odevzdat dva referáty z laboratorních úloh určených cvičícím.

Referáty jsou cvičícím přijaty, pokud splňují pokyny pro vypracování referátů, se kterými jsou studenti seznámeni na první hodině laboratorních cvičení.

Body lze získat za:
  1. písemky max. 40 bodů
    V průběhu semestru se budou psát dvě písemky (P) po 20 bodech. Obě písemky proběhnou v hodinách početního cvičení. Doporučený postup k řešení i opravování příkladů (pro studenty i cvičící):
  2.  protokoly (L) max. 20 bodů (protokol je hodnocen v rozsahu -4 až 10 bodů). Odevzdat lze k hodnocení maximálně tři protokoly. Do hodnocení se počítají dva nejlepší.
  3.  práci na cvičení (A) max. 5 bodů (kladné body: počet bodů v pravomoci cvičícího, např. student je skvěle připraven na měření, podal dobrý výkon při rozhovoru se cvičícím atd., záporné body: počet bodů v pravomoci cvičícího, za zásadní neznalosti, zásadní nepřipravenost na měření, atd.).
  4. 5 bodů může být získáno za webové testy (I) (+1 bod za test složený na plný počet bodů).
 Přehled o počtu bodů jednotlivých studentů udržují příslušní cvičící, na konci semestru tento stav zapíší do KOSu jako součet všech získaných bodů ve tvaru součet=P+L+A+I (např. 73=40P+25L+3A+3I).

Laboratorní cvičení z Fyziky 1
Laboratorní cvičení.


1 2 3 4 5 6 7
Pracovní skupina. 1 Úvodní hodina. Měření objemu těles nepřímou metodou a zpracování měření. 1 2 3 4 5 6
2 2 3 4 5 6 7
3 3 4 5 6 7 8
4 4 5 6 7 8 9
5 5 6 7 8 9 10
6 6 7 8 9 10 1
7 7 8 9 10 1 2
8 8 9 10 1 2 3
9 9 10 1 2 3 4
10 10 1 2 3 4 5
1
II. Newtonův pohybový zákon
2
Stanovení tíhového zrychlení reverzním kyvadlem R
3
Studium mechanických kmitů - Pohlovo kyvadlo
4
Měření viskozity kapalin Stokesovou metodou R
5
Spřažená kyvadla
6
Určení modulu pružnosti ve smyku dynamickou metodou a stanovení momentu setrvačnosti R
7
Měření elektrostatického pole na modelech
8
Stanovení Youngova modulu R
9
Stanovení měrného náboje elektronu R
10
Měření magnetických polí R





1) Pokud je uvedeno pouze číslo úlohy u úloh s více variantami označenými písmeny, je možné si vybrat buď variantu a nebo b.
2) Z měření označených R je možno vypracovat hodnocený referát.

Pokud je uvedeno pouze číslo úlohy 2 (4), je možné si vybrat buď 2a (4a) nebo 2b (4b).

Podmínky pro složení zkoušky

  1. Zápočet z Fyziky I, který není starší než dva roky
  2. V první části zkoušky student musí vyřešit počet příkladů, daný jeho bodovým ziskem ze semináře.  
    Nutný počet příkladů Body ze semináře
    1 65 a více
    2 55 - 64 
    3 45 - 54
    4 35 - 44
    5 méně než 35
    Po úspěšném absolvování první části zkouška pokračuje částí druhou
  3. Ve druhé části zkoušky student písemně zodpoví položené otázky. Tyto odpovědi jsou bodovány. Lze takto získat až 30 bodů.
  4. V ústní části zkoušky student obhajuje známku podle tabulky. A to podle sloupce, ve kterém dosáhne na lepší hodnocení.
    zkoušková písemka seminář + zkoušková písemka
    A výborně 1 25 90
    B velmi dobře 1- 23 80
    C dobře 2 20 70
    D uspokojivě 2- 18 60
    E dostatečně 3 15 50
    Zkoušková písemka musí být minimálně za 12 bodů.
Poznámky:
Součástí zkoušky může být také otázka zaměřená na laboratorní cvičení
Pro úspěšné složení zkoušky musí zkoušková písemka v součtu body za seminář + zkoušková písemka tvořit alespoň 12 bodů.

Doporučená literatura

Tematické okruhy ke zkoušce z předmětu FYZIKA I (B2B02FY1)

  1. Rozdělení fyzikálních veličin. Základní druhy fyzikálních polí. Souřadnicové systémy.
  2. Soustavy fyzikálních jednotek. Soustava jednotek SI.
  3. Mechanika a její dělení. Newtonovský čas a prostor. Einsteinovský časoprostor.
  4. Kinematika hmotného bodu, dráha, rychlost, zrychlení, tečné a normálové zrychlení.
  5. Kruhový pohyb, jeho vektorový popis. Úhlová rychlost a úhlové zrychlení. Souvislost úhlové a translační rychlosti. Rozklad zrychlení na tečnou a normálovou složku pro kruhový pohyb.
  6. Vrh kolmý vzhůru, vrh šikmý.
  7. Dynamika. Čtyři základní typy interakcí.
  8. Newtonovy zákony, hybnost, Newtonova pohybová rovnice, inerciální vztažná soustava.
  9. Translační pohyb v neinerciální vztažné soustavě. Rotační pohyb v neinerciální soustavě. Síly pravé a zdánlivé (fiktivní).
  10. Pohyb na povrchu Země. Tíhové pole. Působící síly. Eulerova síla. Odstředivá síla. Coriolisova síla.
  11. Impuls síly. Práce. Souvislost práce a kinetické energie. Výkon.
  12. Konzervativní silové pole. Potenciální energie v konzervativním poli. Zachování mechanické ener- gie v konzervativním poli. Homogenní pole, pole centrálních sil.
  13. Zobecněné souřadnice a zobecněné rychlosti. Lagrangeova funkce. Hamiltonův princip.
  14. Lagrangeovy rovnice druhého druhu pro konzervativní systémy. Lagrangeovy rovnice II druhu pro konzervativní systémy v pro jeden rozměr Kartézské soustavě.
  15. Zobecněné hybnosti. Hamiltonova funkce, Hamiltonovy kanonické rovnice.
  16. Mechanické vazby.
  17. Soustava částic, síly vnitřní, vnější, izolovaná soustava, stupeň volnosti.
  18. První věta impulsová pro soustavu částic. Zákon zachování hybnosti v izolované soustavě.
  19. Hmotný střed soustavy hmotných bodů, soustava hmotného středu. Těžišťová soustava.
  20. Moment síly a moment hybnosti vzhledem k bodu.
  21. Druhá věta impulsová pro soustavu částic. Zákon zachování momentu hybnosti v izolo- vané soustavě.
  22. Mechanická energie soustavy hmotných bodů a její zachování.
  23. Tuhé těleso, skládání sil. Těžiště tuhého tělesa.
  24. Kinetická energie rotačního pohybu tuhého tělesa, moment setrvačnosti vzhledem k ose.
  25. Steinerova věta.
  26. Moment síly vzhledem k ose, moment hybnosti vzhledem k ose.
  27. První a druhá věta impulsová pro tuhé těleso. Pohybová rovnice pro otáčení tuhého tělesa kolem pevné osy.
  28. Königova věta pro tuhé těleso.
  29. Harmonické kmity a jejich analogie. Netlumené kmity. Parabolická potenciálová jáma. Pohybová rovnice netlumených kmitů a její obecné řešení.
  30. Tlumené kmity. Odporová síla. Pohybová rovnice tlumených kmitů. Malý, kritický a silný útlum.
  31. Pohybová rovnice tlumených kmitů s malým útlumem a její obecné řešení.
  32. Logaritmický dekrement útlumu.
  33. Pohybová rovnice tlumených kmitů s kritickým útlumem a její obecné řešení.
  34. Pohybová rovnice tlumených kmitů se silným útlumem a její obecné řešení.
  35. Vynucené kmity. Pohybová rovnice vynucených kmitů, její obecné řešení. Rezonance amplitudy. Rezonanční křivka. Rezonanční úhlová frekvence. Rezonance výchylky. Rezonance energie. Činitel jakosti. Skládání kmitů.
  36. Gravitační pole. Newtonův gravitační zákon. Intenzita a potenciál gravitačního pole. Gravitační pole soustavy hmotných bodů a těles se spojitě rozloženou hmotou. Potenciální energie tělesa v gravitačním poli.
  37. Pohyb v centrálním silovém poli, moment síly, moment hybnosti. Keplerovy zákony. Plošná rychlost. Odvození druhého Keplerova zákona.
  38. Elektrický náboj a jeho základní vlastnosti. Elektrostatické pole. Coulombův zákon, princip super pozice. Vektor intenzity elektrického pole.
  39. Vektor elektrické intenzity pro soustavu bodových nábojů. Siločáry elektrického pole.
  40. Průmyslové aplikace elektrostatických interakcí.
  41. Potenciál elektrostatického pole soustavy bodových nábojů. Souvislost potenciálu elektrostatického pole soustavy bodových nábojů s jeho intenzitou. Práce v elektrostatickém poli. Elektrické napětí.
  42. Spojitě rozložený elektrický náboj. Intenzita a potenciál elektrického náboje rozloženého objemově, plošně a na křivce.
  43. Tok intenzity elektrostatického pole. Gaussův zákon elektrostatiky ve vakuu. Gaussův zákon elektrostatiky ve vakuu pro kulovou plochu.
  44. Vodič v elektrostatickém poli. Elektrostatická indukce. Směr elektrické intenzity na povrchu vodiče. Faradayova klec.
  45. Elektrický dipól. Elektrický dipólový moment. Potenciál elektrického dipólu. Intenzita elektrického dipólu. Pohyb elektrického dipólu ve vnějším homogenním a nehomogenním elektrickém poli. Síla působící na elektrický dipól ve vnějším elektrickém poli. Moment síly působící na elektrický dipól ve vnějším elektrickém poli. Princip ohřevu vody v mikrovlnném poli.
  46. Elektrické pole v dielektriku, vázané náboje. Vektor elektrické polarizace. Souvislost vektoru elektrické polarizace s plošnou hustotou vázaného náboje.
  47. Gaussův zákon pro elektrické pole v dielektriku. Vektor elektrické indukce.
  48. Kondenzátor, kapacita kondenzátoru. Energie deskového kondenzátoru.
  49. Hustota energie elektrického pole v deskovém kondenzátoru. Hustota energie elektrického pole ve vakuu a v dielektriku. Energie elektrického pole.
  50. Elektrický proud. Okamžitý proud. Vektor hustoty elektrického proudu. Proudová čára. Proudová trubice.
  51. Rovnice kontinuity elektrického proudu. 1. Kirchhoffovo pravidlo.
  52. Ohmův zákon.
  53. 2. Kirchhoffovo pravidlo.
  54. Jouleův zákon.
  55. Stacionární magnetické pole, Lorentzova síla
  56. Vektor magnetické indukce, magnetické indukční čáry
  57. Biotův-Savartův-Laplaceův zákon
  58. Ampérův zákon pro magnetické pole ve vakuu
  59. Magnetický indukční tok
  60. Magnetický dipól, magnetický dipólový moment, magnetická indukce magnetického dipólu. Silové působení na magnetický dipól.
  61. Silové účinky magnetického pole na smyčku, kterou protéká proud. Princip elektromagnetického děla.
  62. Magnetické pole v látkovém prostředí, vektory magnetizace a magnetické polarizace, vázané proudy.
  63. Ampérův zákon pro magnetické pole v magnetiku, vektor intenzity magnetického pole.
  64. Materiálový popis magnetik, ideálně tvrdé a ideálně měkké magnetikum.
  65. Faradayův zákon elektromagnetické indukce, indukované elektromotorické napětí.
  66. Magnetoelektrická indukce, Maxwellův posuvný proud.
  67. Maxwellovy rovnice v obecném tvaru. Maxwellovy rovnice pro vakuum. Maxwellovy rovnice v materiálovém prostředí.
  68. Hustota energie elektromagnetického pole.
  69. Základní postuláty speciální teorie relativity.
  70. Lorentzova transformace. Lorentzova transformace pro dvojici událostí. Dilatace času, kontrakce délek.
  71. Relativistická hybnost. Relativistická hmotnost. Kinetická energie v relativitě. Celková a klidová energie v relativitě.
  72. Základní typy deformací, mechanické napětí, trhací zkouška, deformační křivka.
  73. Hookův zákon pro prodloužení materiálu, Hookův zákon pro příčné zkrácení materiálu, Youngův modul pružnosti, Poissonovo číslo.
  74. Pascalův zákon, princip hydraulického zařízení.
  75. Archimédův zákon, hydrostatický tlak.
  76. Rovnice kontinuity, proudnice, proudová trubice.
  77. Bernoulliho rovnice, hydrodynamický paradox.
  78. Barometrická formule.
  79. Eulerovy hydrodynamické rovnice pro ideální tekutiny.

Typové příklady:

První část příkladů:
Skripta: Fyzika I - semináře, Pekárek S., Murla M.
Kapitola čísla příkladů
1.1 1, 3, 4, 9, 10, 13, 18
1.2 37, 42
1.3 60
1.4 64, 67 69, 70
1.5 84, 85, 86, 91
1.6 96, 97, 98, 100, 104, 106, 116
1.7 130, 133, 98, 100, 104, 106, 116
1.8 144, 145, 149, 151
3.1 231, 232, 236
3.2 246, 248, 254, 257, 258
3.3 278, 280, 283, 285
3.4 295, 298, 302, 304, 307, 308, 309

Druhá část příkladů:
Skripta: Fyzika 2 Semináře, Kulhánek P., Malinský K., Murla M., Pekárek S., Plocek J.
Kapitola čísla příkladů
1 1-1, 1-5, 1-15, 1-21
6 6-1, 6-3, 6-4, 6-6

Třetí část příkladů:
Skripta: Fyzika II Semináře, Pekárek S., Murla M. (Starší skripta, příklady podobné příkladům z druhé části.)
Kapitola čísla příkladů
1 1-1, 1-2, 1-3, 1-5, 1-15, 1-16
5 5-1, 5-4, 5-6

Čtvrtá část příkladů:
On-line sbírka úloh

Výběr slidů z přednášek:

Základní znalosti Pro maximalisty
  1. Řecká abeceda
  2. Kinematika - základní přehled vzorců
  3. Tečné a normálové zrychlení
  4. Newtonovy pohybové zákony
  5. Hybnost a impulz síly
  6. Práce
  7. Kinetická energie
  8. Výkon
  9. Potenciální energie
  10. První věta impulsová
  11. Těžiště
  12. Moment síly a hybnosti
  13. Druhá věta impulzová
  14. Celková kinetická energie tuhého tělesa
  15. Základní typy deformací
  16. Hookův zákon
  17. Tření
  18. Harmonický oscilátor
  19. Netlumený oscilátor - pohybová rovnice
  20. Tlumené kmity - pohybová rovnice
  21. Malý útlum
  22. Newtonův gravitační zákon
  23. Intenzita gravitačního pole
  24. Potenciální energie tělesa v gravitačním poli
  25. Potenciál gravitačního pole
  26. Keplerovy zákony
  27. Mechanika tekutin
  28. Tlak
  29. Archimedův zákon
  30. Rovnice kontinuity pro nestlačitelnou kapalinu
  31. Einsteinův princip speciální terorie relativity
  32. Transformace rychlostí
  33. Lorentzova transformace
  34. Dilatace času
  35. Kontrakce délek
  36. Elektrický náboj
  37. Intenzita elektrického pole
  38. Potenciální energie tělesa v elektrickém poli
  39. Potenciál elektrického pole
  40. Elektrické napětí
  41. Kapacita
  42. Elektrický náboj, proud a proudová hustota
  43. Ohmův zákon
  44. 1. Kirchhoffův zákon
  45. 2. Kirchhoffův zákon
  46. Jouleův zákon
  47. Proud kondukční, konvekční a posuvný
  48. Lorentzova síla
  49. Biotův Savartův Laplaceův zákon
  50. Magnetický indukční tok
  51. Ampérova síla
  52. Ampérův zákon
  53. Indukčnost
  54. Faradayův zákon
  55. Maxwellovy rovnice v integrálním tvaru
  56. Maxwellovy rovnice v diferenciálním tvaru
Dodatek pro strojní fakultu:
  1. Přechod od oscilátoru k vlnám
  2. Vlny - základní veličiny
  3. Druhy vlnění
  4. Fázová rychlost
  5. Grupová rychlost
  6. Energie vlny
  7. Vlnová rovnice
  8. Huygensův princip
  9. Fermatův princip
  10. Lom
  11. Odraz
  12. Dopplerův jev
  13. Základní akustické veličiny
  14. dB
  15. Ideální plyn
  16. Rychlost molekul plynu
  17. Stavová rovnice
  18. 1. věta termodynamická
  19. Entropie
  20. 2. věta termodynamická
  21. Základní vratné děje
  22. Tepelné kapacity
  23. Tepelný stroj
  1. Tečné a normálové zrychlení - odvození
  2. Rotační pohyb neinerciální soustavy
  3. Barometrická formule

Poslední změna 2. 10. 2017