Fyzika II mechanika zkouška 2014

Transkript

1 Fyzika II mechanika zkouška 2014 Přirozené složky zrychlení Vztahy pro tečné, normálové a celkové zrychlení křivočarého pohybu, jejich odvození, aplikace (nakloněná rovina, bruslař, kruhový závěs apod.) Pohyb hmotného bodu po kružnici Popis pohybu, obrázek, zavedení obvodových a úhlových veličin (vektorově!), vzájemné souvislosti, perioda, frekvence, dynamika pohybu po kružnici. Vrhy (volný pád, vrh svisle vzhůru a dolů, vodorovný; šikmý) Definice, obrázek, skládání pohybů, pohybové rovnice v ose x a y, a jejich řešení, vztahy pro zrychlení, rychlost a dráhu pohybu tělesa, elevační úhel, dálka doletu, výška výstupu tělesa, trajektorie, ZZE. Pohybová rovnice Odvození, využití, řešení pohybové rovnice pro případ různých druhů působících sil (konstantní, lineárně závislá na čase, rychlosti nebo výchylce, případně kombinace několika z nich), příklady. Časový a dráhový účinek síly Newtonovy pohybové zákony, definice veličin, jednotky, skalární a vektorové vyjádření, možnosti zjednodušení (impuls síly, hybnost, práce). Pohyb tělesa po nakloněné rovině Obrázek, sestavení pohybové rovnice a její řešení, pohyb bez tření, se třením dolů a nahoru, klasifikace pohybu, ZZE. Mechanická práce, kinetická a potenciální energie Definice, jednotky, vzájemné vztahy a souvislosti, řešení pohybových úloh pomocí ZZE, konzervativní a disipativní soustavy. Pohybová rovnice a energie rotujícího tělesa Rotační pohyb tělesa (příčina - veličina vektorově, skalárně, obrázek), pohybová rovnice (moment síly konstantní, úměrný úhlové rychlosti, úměrný úhlové dráze), příklady, kinetická energie rot. pohybu (rotující těleso, valící se těleso), translační + rotační pohyb. Moment setrvačnosti, Steinerova věta Definice, výpočet (soustava izolovaných HB, kontinuální), význam, jednotka, Steinerova věta (odvození, obrázek), analogie translačního a rotačního pohybu, kinetická energie. Proudění kapalin Hmotnostní a objemový tok kapaliny, rovnice kontinuity (obrázek, odvození, význam, aplikace), Bernoulliho rovnice (obrázek, odvození, význam, aplikace), proudění ideální a reálné tekutiny, viskozita.

2 Fyzika II mechanické kmitání a vlnění zkouška 2014 Kmitavý pohyb netlumený Definice, působící síla, pohybová rovnice, perioda, rovnice kmitání, rychlost, zrychlení, popis veličin, fáze pohybu, grafické znázornění, fázory. Lineární harmonický oscilátor Definice, působící síla, pohybová rovnice, perioda, rovnice kmitání, rychlost, zrychlení, kinetická, potenciální a celková energie harmonického oscilátoru (odvození), příklady. Tlumené a nucené mechanické kmitání Energie kmitavého pohybu, vliv prostředí, působící síly, pohybová rovnice, perioda, rovnice tlumeného kmitání (odvození), útlum, logaritmický dekrement útlumu, relaxační doba amplitudy, budicí síla, přechodový jev, rezonance. Elektromagnetické kmity (nezkouší se 2013/2014) Analogie mezi mechanickým a elektromagnetickým kmitáním, elektromagnetické vlnění, Thomsonův vztah, vlnová rovnice, rychlost šíření vlnění, Poyntingův vektor. Mechanické vlny Vznik, podstata, vlnová délka, perioda, rychlost šíření vlnění, druhy vlnění, zvuk a akustika Šíření vlnění v prostoru Huygensův princip, vlnoplocha, paprsek, homogenní a izotropní prostředí, zákon odrazu a lomu, rovinná a kulová vlna, vlnová rovnice, Dopplerův efekt Interference vlnění Podmínky interference, koherence, podmínka zesílení a zeslabení Energie vlnění a související veličiny energie, tok energie, intenzita (definice, jednotky, vztahy mezi nimi), absorpce vlnění, hustota energie, absorpce vlnění Stojaté vlnění vznik, rozdíl mezi vlněním postupným a stojatým, uzel, kmitna, odraz vlnění na pevném a na volném konci, využití.

3 Fyzika II termodynamika zkouška 2014 Délková a objemová roztažnost látek Chaotický pohyb částic, důsledek zvýšení teploty u látek různého skupenství (pevné látky, kapaliny, plyny). Kinetická teorie plynů Odvození stavové rovnice, střední kvadratická rychlost molekul plynu, vnitřní energie plynu, ekvipartiční teorém. Měrná a molární tepelná kapacita Definice, jednotky, vzájemné přepočty, Mayerův vztah, Poissonova konstanta, tepelná kapacita tělesa. Adiabatický děj Odvození stavové rovnice, první věta termodynamiky, p-v, p-t a V-T diagramy. Izochorický a izobarický děj Odvození stavové rovnice, první věta termodynamiky, p-v, p-t a V-T diagramy. Izotermický děj Odvození stavové rovnice, první věta termodynamiky, p-v, p-t a V-T diagramy. Přeměna tepla na práci, účinnost tepelných strojů Definice práce plynu, znaménková konvence, kruhové děje, účinnost, Carnotův cyklus, 2. Věta termodynamiky, entropie. Stavová rovnice a 1. termodynamický zákon Stavové veličiny, zjednodušený zápis stavové rovnice pro jednotlivé vratné děje, význam 1.TDZ, zjednodušení pro jednotlivé děje. Stavové chování reálného plynu Van der Waalsova rovnice, vlastnosti reálného plynu a jejich zobrazení ve stavové rovnici. Fázové přechody Složka, fáze, stupeň volnosti, fázové přechody prvního a druhého druhu, skupenské a měrné skupenské teplo, fázový diagram, trojný bod.

4 Fyzika II elektřina+gravitační pole zkouška 2014 Elektrostatické pole Elektrický náboj, Coulombův zákon, elektrostatické pole radiální a homogenní, pole bodového náboje a dipólu, dielektrická permitivita, zákon superpozice, pohyb náboje v elektrostatickém poli. Intenzita a potenciál elektrického pole Definice intenzity, potenciálu, vztah mezi nimi, jednotky, siločáry, ekvipotenciální plochy, napětí, práce sil v elektrostatickém poli. Kondenzátory, řazení kondenzátorů Potenciál vodiče, rozložení náboje ve vodiči, kapacita vodiče, kondenzátor, zapojení sériové a paralelní, závislost kapacity kondenzátoru na geometrii a permitivitě, druhy kondenzátorů, využití. Energie elektrického pole Práce při nabíjení kondenzátoru, elektrická indukce, potenciální a kinetická energie nabité částice v homogenním elektrostatickém poli. Polarizace dielektrika Vodič a dielektrikum v elektrostatickém poli, polární a nepolární dielektrikum, elektrostatická indukce, vnitřní pole v dielektriku a jeho projevy. Gaussova věta elektrostatiky a její využití Tok vektoru elektrické intenzity, hustota siločar, pole nekonečné nabité roviny, pole mezi nabitými deskami. 1 A B C R 2 3 Kirchhoffovy zákony, řešení elektrických obvodů Elektrický obvod, uzel, smyčka, 1. a 2. zákon, označení zdrojů, elektromotorické a ohmické napětí. Ohmův zákon Elektrický proud, hustota proudu, napětí (elektromotorické, svorkové, úbytek napětí na zdroji), elektrický obvod vnitřní a vnější, diferenciální a integrální tvar Ohmova zákona, odpor vodiče a jeho změny s teplotou a geometrií vodiče, sériové a paralelní spojení odporů. Gravitační pole definice (zdroj, silové působení), Newtonův gravitační zákon (rovnice, vektorový zápis, slovně), gravitační konstanta, intenzita a potenciál gravitačního pole, tíhové pole Země, homogenní a radiální pole D R 1 E 2 R 3 F

5 Fyzika II magnetismus+střídavé proudy zkouška 2014 Pohyb náboje v magnetickém poli síla působící na pohybující se náboj v magnetickém poli (skalárně, vektorově, obrázek), pohyb náboje v magnetickém poli pro různé úhly mezi rychlostí pohybu náboje a magnetickou indukcí, druh pohybu, tvar a parametry trajektorie. Magnetické pole Definice, vlastnosti, zařazení, souvislost s elektrickým, na co působí, definiční veličina, Laplaceův zákon ve vakuu, využití, základní důsledky. Magnetické indukční čáry. Magnetický tok. Magnetické indukční čáry, obrázek, pravidlo pravé ruky, přímý proudovodič, změna směru proudu, rozdíl mezi elektrickou siločárou a magnetickou indukční čárou, obrázek, definice magnetického toku, vztah pro výpočet, jednotka. Síla působící v magnetickém poli na nabitou částici a proudovodič Proudovodič, síla působící na pohybující se náboj v magnetickém poli (skalárně, vektorově, obrázek), odvození pro proudovodič, jak se síla mění pro různé úhly mezi proudovodičem a magnetickou indukcí, obrázek s indukčními čarami a směrem pohybu. I 1 I 2 N l S a Vzájemné působení proudovodičů Proudovodič, síla působící na proudovodič v magnetickém poli (skalárně, vektorově, obrázek), odvození pro vzájemné silové působení dvou proudovodičů, obrázek, vysvětlení pomocí siločar (magnetických indukčních čar). Střídavé proudy Vlastnosti stejnosměrného proud a střídavého proudu, vznik, vztah mezi napětím a proudem, fázový posun, výkon. Elektromagnetická indukce Popis, Faradayův zákon (+ jeho odvození), Lentzovo pravidlo, praktické využití elektromagnetické indukce. Sériový RLC obvod Schéma obvodu, zdánlivé odpory, fázorový diagram sériového RLC obvodu, rezonance obvodu RLC, impedance obvodu RLC v rezonanci, Thomsonův vztah, rezonanční frekvence. Paralelní RLC obvod Schéma obvodu, zdánlivé odpory, fázorový diagram paralelního RLC obvodu, rezonance obvodu RLC, admitance obvodu paralelního RLC v rezonanci, Thomsonův vztah, rezonanční frekvence.

6 Fyzika II optika+moderní fyzika zkouška 2014 Základní zákony geometrické optiky paprsek, index lomu (definice, rovnice), optické prostředí (základní rozdělení), optické rozhraní, opticky hustší a řidší prostředí, optická osa, optická dráha (délka), kolmice dopadu, zákon odrazu (rovnice, obrázek, odvození), zákon lomu (rovnice, obrázek, odvození), úplný odraz, lom ke kolmici a od kolmice, mezní úhel (odvození vzorce). Zobrazení tenkou čočkou Čočka (definice, druhy tlustá/tenká, spojná/rozptylná, ploskovypuklá), význačné body, chod paprsků, znaménková konvence, předmětový/obrazový prostor/vzdálenost, příčné/úhlové zvětšení, konvenční zraková vzdálenost, zobrazovací rovnice pro tenkou čočku. Zobrazení zrcadlem zrcadlo (definice, druhy rovinné, kulové, duté, vypuklé), význačné body, chod paprsků, znaménková konvence, předmětový/obrazový prostor, předmětová/obrazová vzdálenost, obraz reálný a zdánlivý, obraz zmenšený a zvětšený, zobrazovací rovnice pro zrcadlo. Vlnová optika, interference světla, základní jevy vlnové optiky, interference světla (definice, příklad: tenká vrstva průchod a odraz), dráhový a fázový rozdíl světelných vlnění, podmínku pro zesílení (maximum) a zeslabení (minimum), podmínka koherence, koherentní světelné zdroje. Fotoelektrický jev Planckova kvantová hypotéza, foton a jeho energie, vnitřní a vnější fotoefekt (obrázek, rovnice), vlastnosti fotoefektu, mezní vlnová délka a frekvence, využití. Modely atomu Thompsonův (pudinkový), Rutherfordův (planetární) a Bohrův model atomu, vyvrácení pudinkového modelu (experiment s Au folií), slabiny planetárního modelu, kvantová čísla. Hmotnostní defekt, vazebná energie složení atomového jádra, hmotnostní, atomové číslo a neutronové číslo, izotop, nuklid, jaderné síly, hmotnostní defekt, vazebná energie, průměrná vazebná energie na jeden nukleon, stabilita a nestabilita jader, oblast stability v periodické tabulce prvků. Radioaktivní přeměny Izotop, nuklid, stabilní a nestabilní jádra, přirozená a umělá radioaktivita, přeměnová konstanta, aktivita, poločas rozpadu (definice, fyzikální význam, jednotka), odvození přeměnového zákona, odvození vztahu mezi aktivitou a hmotností radionuklidu. Přirozená radioaktivita Izotop, nuklid, stabilní a nestabilní jádra, přirozená a umělá radioaktivita, přeměnová konstanta, aktivita, poločas rozpadu, vlastnosti radioaktivního rozpadu a jejich využití, druhy jaderných přeměn a jejich vlastnosti, izomerní přechod, posouvání prvků v periodické tabulce, ochrana před ionizujícím zářením.