UFY/FYZ1, FYZ1K. Mechanika Molekulová fyzika a termika

UFY/FYZ1, FYZ1K Mechanika Molekulová fyzika a termika

UFY/FYZ1, FYZ1K Přednášející: RNDr. Petr Jelínek, Ph.D. Přednášky probíhají v ZS: 2h/týden, jako rozšiřující kurz je veden 3h/týden UFY/SEF1 Způsob ukončení: Zp, Zk Cvičení vede: Ing. Helena Poláková, Ph.D.

Literatura Havránek, A.: Mechanika I Hmotný bod a tuhé těleso, SPN, Praha, 1982. Havránek, A: Klasická mechanika II. Kontinuum, Karolinum, Praha, 2003. Kvasnica, J. a kol.: Mechanika, Academia, Praha, 2004. Svoboda, E., Bakule, R.: Molekulová fyzika, Academia Praha, 1992. Halliday, D., Resnick, R., Walker J.:. Fyzika (Část 1 Mechanika, Část 2 Termodynamika), Vutium Brno a Prometheus, Praha, 2000. Špulák, F.: Cvičení z obecné fyziky I., PF České Budějovice 1990

Struktura UFY/FYZ1, FYZ1K Mechanika hmotných bodů Kinematika hmotných bodů Dynamika hmotných bodů Mechanika tuhého tělesa Kinematika tuhého tělesa Dynamika tuhého tělesa Statika tuhého tělesa Mechanika kontinua Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Struktura UFY/FYZ1, FYZ1K Molekulová fyzika Vnitřní energie soustavy Termodynamické zákony Kinetická teorie plynů Transportní jevy v plynech Reálné plyny Termika Fázové přechody Kapaliny

Úvod do fyziky Fyzika exaktní přírodní věda, zkoumá přírodu v polní formě nebo ve formě látky (hmoty) Rozdělení podle typu zkoumání teoretická experimentální počítačová Rozdělení podle systému (např. v termodynamice) otevřený (vyměňuje si energii i částice) uzavřený (vyměnuje si s okolím pouze energii) Izolovaný (nevyměňuje si nic) Rozdělení podle velikosti systému mikroskopický makroskopický

Mechanika Mechanika se zabývá zákony mechanického pohybu hmoty, tedy změnou polohy hmoty v čase Mechanika se dále typicky dělí na kinematiku (κίνησις = pohyb), je součástí dynamiky, ale zkoumá pouze pohyb těles z geometrického a časového hlediska dynamiku (δύναµις = síla), zkoumá příčiny pohybu, působení sil

Mechanika Mezi jednoduché typy pohybu patří translační (mechanika hmotného bodu) rotační (mechanika tuhého tělesa) deformační (mechanika kontinua)

Kinematika hmotných bodů Hmotný bod (HB) fiktivní útvar, který má hmotu reálného tělesa, ale soustředěnou v jednom geometrickém bodě Kdy je možné použít aproximaci hmotného bodu rozměry tělesa jsou zanedbatelné vzhledem k pohybovým charakteristikám tělesa, jako je např. uražená dráha, je možné u studovaného pohybu zanedbat rotační pohyb, těleso nepodléhá deformaci nebo deformace je vzhledem ke studovaným vlastnostem zanedbatelná.

Kinematika hmotných bodů Pohyb a poloha HB nutnost zavedení souřadného systému (souřadné soustavy) Souřadný systém je spjatý s tělesy v okolí pohybujícího se HB (vztažná soustava), z toho vyplývá, že poloha je relativní Nejčastěji se setkáme se systémem pravoúhlým (kartézským) cylindrickým (válcovým), speciálním případem ve 2D jsou polární souřadnice sférickým (kulovým)

Kartézsk zská soustava souřadnic Pravotočivá Levotočivá

Kartézsk zská soustava souřadnic kartézská soustava souřadnic: x, y, z

Cylindrická soustava souřadnic cylindrická (válcová) soustava souřadnic: ρ, ϕ, z x = ρ cosϕ y = ρ sinϕ z = z 2 2 x + y ρ = y ϕ = arctg x z = z

Sférick rická soustava souřadnic sférická soustava souřadnic: r, ϑ, ϕ x = rsinϑ cosϕ y = rsinϑsinϕ z = r cosϑ 2 2 r = x + y + ϑ = arccos ϕ = arccos x x 2 2 2 z z + x + y y 2 2 + z 2

Pohyb, parametrický popis pohybu Pohybem se nazývá spojitá změna polohy tělesa v čase Poloha je relativní, je relativní i pohyb o pohybu má smysl mluvit jen ve vztahu k jinému vztažnému tělesu nebo soustavě Podle tvaru dráhy mluvíme o pohybu např. přímočarém, rovinném, křivočarém Parametrický popis, zavedení polohového vektoru kartézské souřadnice x = x y = y z = z ( t) ( t) ( t) cylindrické souřadnice ρ = ρ ϕ = ϕ z = z ( t) ( t) ( t) sférické souřadnice r = r ϑ = ϑ ϕ = ϕ ( t) ( t) ( t)

Příklady parametricky popsaných pohybů

Polohový vektor

Trajektorie pohybu Soubor bodů, kterými prochází HB při svém pohybu se nazývá trajektorie pohybu HB Délka trajektorie s mezi body A a B se nazývá dráha hmotného bodu

Průměrná Rychlost Okamžitá

Zrychlení Průměrné Okamžité

Oskulační kružnice

Tečné a normálov lové zrychlení

Příklady pohybů a jejich klasifikace Pohyb Přímočarý pohyb po přímce Křivočarý pohyb, který se neděje po přímce Rovnoměrný je takový pohyb, kdy je rychlost konstantní Nerovnoměrný pohyb, kdy není rychlost konstantní

Příklady pohybů Rovnoměrný přímočarý pohyb

Příklady pohybů Nerovnoměrný (zrychlený/zpomalený) přímočarý pohyb děje se při pohybu po přímce, ale rychlost již není konstantní, zrychlení je nenulové a míří ve směru pohybu

Příklady pohybů Křivočaré pohyby neznámější je rovnoměrný pohyb po kružnici

Příklady pohybů Rychlost Zrychlení

Pohyb po kružnici

Charakteristiky některých pohybů