Fyzika I vyučující: Petr Alexa pracoviště: Institut fyziky kontakt: místnost A952, tel. 597 323 100 konzultační hodiny: čtvrtek 8:30 9:30 email: Petr.Alexa@vsb.cz (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 s 1 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 s 1 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 s 1 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 s 1 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 s 1 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 10 1 d centi 10 2 c mili 10 3 m M G 1012 T deci mikro 10 6 μ nano 10 9 n piko 10 12 p femto 10 15 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 = a t a n 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 à mã silnici rychlostã v1 = 36 km h-1. ð idi` zaà ne brzdit s konstantnã m zrychlenã m (zpomalenã m) 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) drã hu s2, kterou urazã traktor za À as t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy À idir zað al brzdit, c) drã hu s, kterou urazã traktor, než se zastavã.
Příklady z kinematiky Příklad č. 3: Traktor jede po p` Ã mã silnici rychlostã v1 = 36 km h-1. à idià zað ne brzdit s konstantnã m zrychlenã m (zpomalenã m) 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) drã hu s2, kterou urazã traktor za r as t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy ð idi` zaà al brzdit, c) drã hu s, kterou urazã traktor, než se zastavã.
Příklady z kinematiky Příklad č. 3: Traktor jede po pà Ã mã silnici rychlostã v1 = 36 km h-1. Ð idi@ zaá ne brzdit s konstantnã m zrychlenã m (zpomalenã m) 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) drã hu s2, kterou urazã traktor za ` as t2 = 2,0 s od okamžiku, kdy à idià zað al brzdit, c) drã hu s, kterou urazã traktor, než se zastavã.
Rovnoměrný pohyb po kružnici = konst. perioda: 2 r T= v frekvence: (jednotka Hz=s 1) 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: