FYZIKA I. Mechnik molekuloá fyzik Doc. RND. Kl BARČOVÁ, Ph.D. Iniu fyziky O Poub ř. 17. liopu 15 A 98, kl. 31 O Výškoice Lumío 1 LD 84, kl. 88 kl.bco@b.cz hp://if.b.cz - konky Kl Bčoá www.nnoechnologie.cz
OBSAH PŘEDMĚTU MECHANIKA Kinemik hmoných boů Dynmik hmoných boů Relii Mechnik ou hmoných boů uhých ěle Mechnické kmiání lnění Giční pole Pužno efomce Hyomechnik TERMODYNAMIKA A MOLEKULOVÁ FYZIKA Záklní zákony emoynmiky Kineická eoie plynů Fázoé změny 1. uhu
PODMÍNKY ABSOLVOVÁNÍ Pomínky uělení zápoču z přeměu Fyzik I.: 1. Úč n cičeních je poinná. Po uělení zápoču e oleuje % omluená neúč. Neúč omlouá yučující.. Ve cičení může uen zík mximálně 4 boů o z ři konolní páce (3 boů) kiiu n cičení (1 boů). Kžá konolní páce je honocen mximálně 8 boy. Pomínkou uělení zápoču je zíkání minimálně 4 boů z kžou páci. 3. Po končení emeu je možné kžou konolní páci opi nejýše jenou. 4. Suenoi bue uělen zápoče, zíká-li e cičení minimálně boů. Pomínky boloání zkoušky z přeměu Fyzik I.: 1. Zkoušky e může uen zúčni po zíkání zápoču eoeickém cičení.. Píemná čá zkoušky zhnuje 1 eoeický oz (mx1 boů) příkly (kžý příkl mx. 5 boů) celkem ey z píemnou čá může uen zík mximálně boů. 3. K úní čái zkoušky může uen přioupi pouze přípě, že ouče zíkných boů z píemnou čá je minimálně 1 boů. Úní čá zkoušky zhnuje 3 eoeické oázky. Záěečné honocení přeměu: ) píemná čá zkoušky.. boů b) úní čá zkoušky... 4 boů c) honocení z cičení.... 4 boů celkem...... 1 boů
DOPORUČENÁ LITERATURA BARČOVÁ K., FOUKAL J. : Bklářká fyzik I. (pconí exy k přenáškám), Sužení požáního bezpečnoního inženýí, O 5. HALLIDAY, D., RESNICK, R. WALKER, J.: Fyzik I.-V.. Vy. 1., Ph, Vuium Pomeheu, 1 KRUPKA, F., KALIVODA, L.: Fyzik. SNTL, Ph, 1989 HAJKO, V.: Fyzik píkloch, ALFA Bil, 198, 3 yání FOJTEK A.: Fyzik po HGF. Skipum,. yání, O, VŠB TU, 1997
KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU
HMOTNÝ BOD (HB) moel eálného ěle objek nhzující ěleo, jehož ozměy jou znebelné ůči jekoii hmoný bo má ejnou hmono jko ěleo, keé jím nhzujeme VZTAŽNÉ TĚLESO ěleo nebo ou ěle (popř. čá ěle), k nimž zhujeme pohyb nebo kli leoného ěle VZTAŽNÁ SOUSTAVA ou ouřnic pojená e zžným ěleem RELATIVNOST KLIDU A POHYBU TĚLES: pohyboý ěle záií n olbě zžné ouy kli pohyb ěle je pouze eliní boluní kli neexiuje pohyb je záklní neoělielnou lnoí hmoy KARTÉZSKÁ SS
KINEMATICKÉ PARAMETRY POHYBU polohoý eko, áh, ychlo zychlení POLOHA HMOTNÉHO BODU zhleem ke zžnému ěleu ním pojené ouě ouřnic efinoné měření ču POLOHOVÝ VEKTOR HMOTNÉHO BODU oienoná úečk, jejíž počáeční bo je umíěn počáku ouy ouřnic koncoý bo užoném HB polohoý eko je funkcí ču () xi yj zk (), y y( ) z z( ) x x, z y x
TRAJEKTORIE HMOTNÉHO BODU ouhn šech poloh, keými hmoný bo při pohybu pochází množin koncoých boů polohoého ekou pojiá křik učená pmeickými onicemi ( ), y y( ) z z( ) x x, nebo obecnou onicí F(x,y,z) přímočé křiočé pohyby jekoie záií n olbě zžné ouy PŘÍMOČARÝ POHYB KŘIVOČARÝ POHYB
PŘÍKLAD: Pohyb hmoného bou je poou učen onicemi: x Ain y B co z C ( ), (, ke A, B, C jou konny NAJDĚTE ROVNICI TRAJEKTORIE!
DRÁHA HMOTNÉHO BODU kniiní popi pohybu élk jekoie, keou hmoný bo opíše z učiý čoý inel jenok: me ZMĚNA POLOHOVÉHO VEKTORU KARTÉZSKÁ SS SFÉRICKÁ SS
RYCHLOST HMOTNÉHO BODU eliko půměné ychloi: ) půměná ychlo: P 1 1 b) okmžiá ychlo: z y x k j i z k y j x i lim kz jy x i & & & eliko ychloi: & ) ( lim c) eliko ychloi: z y x ( ) z y x,, x x y y z z
) mě ychloi: - zhleem ke zolené ouě ouřnic: x y co(, i ), co(, j), co(, k ) z - zhleem k jekoii: Okmžiá ychlo je eko, keý má mě ečny k jekoii míě, němž okmžiou ychlo učujeme, je oienoán e měu pohybu. e) jenok: m. -1 f) klifikce pohybů le elikoi ychloi: onoměné neonoměné g) klifikce pohybů le měu ekou ychloi: přímočé křiočé
ZRYCHLENÍ HMOTNÉHO BODU ) půměné zychlení při pohybu přímočém: P 1 1 b) okmžié zychlení: & & lim k j i k j i z y x z y x z k y j x i & & && && c) eliko zychlení: z y x z k y j x i ( ),, z y x x x y y z z
) mě ekou zychlení: - zhleem ke zolené ouě ouřnic: x y z co(, i ), co(, j), co(, k) e) jenok: m. - f) přiozené ložky zychlení: ečné nomáloé zychlení τ ν n n (zniknou ozklem ekou zychlení o ou zájemně kolmých ložek, z nichž jen má mě ečny k jekoii jko okmžiá ychlo uhámámě hlní nomály k jekoii)
eliko ečného (ngenciálního) zychlení uáá změnu elikoi ychloi eliko nomáloého (ořeiého) zychlení (ke R je polomě křioi jekoie) n R uáá změnu měu ychloi celkoé zychlení n n -učení měu ekou zychlení zhleem k ychloi yjřuje úhel β
VIDEO
REKORDNÍ ZRYCHLENÍ 1977: Kiy O Neilloá, ožení ychloi 68,85 km/h z 3,7 (záoy geů) 1958: Eli Beeing, ml., ožení ychloi 116 km/h z,4 (ně keoým pohonem)
PŘÍKLAD: Hmoný bo e pohybuje e zychlením, keé záií n če le zhu k., ke k 3m. -3. Učee áhu, keou hmoný bo uzí o konce uhé o konce šeé ekuny, je-li n počáku pohybu če jeho ychlo m. -1, počáeční áh je nuloá.
KLASIFIKACE POHYBŮ PODLE TRAJEKTORIE A RYCHLOSTI 1. Ronoměný přímočý pohyb: A) PŘÍMOČARÝ POHYB, n kon, kon
. Ronoměně zychlený přímočý pohyb: kon, kon kon ( ) 1 1
3. Ronoměně zpomlený přímočý pohyb: kon, kon 1, 1 zení:
4. Neonoměně zychlený (zpomlený) přímočý pohyb: ( ) () () () ()
PŘÍKLAD: Hmoný bo koná poou pohyb ný ekooou onicí: 3 i 5 j 3k URČETE RYCHLOST A ZRYCHLENÍ HMOTNÉHO BODU DVĚ SEKUNDY PO ZAČÁTKU POHYBU!
B) KRUHOVÝ POHYB - jekoií je kužnice - záějí e úhloé eličiny Úhloá áh (úhel opný půoičem): jenok: ϕ R R Úhloá ychlo: ϕ & ϕ jenok:. -1 mě: leží oe oce ϕ oience: n u nu, ze keé iíme mě oáčení klně ϕ ( Rϕ ) R R in α R ychlo nzýáme ychloí obooou (poupnou)
úhloé zychlení: ϕ ε jenok:. - mě: oožný e měem úhloé ychloi ε ) ( ouilo mezi poupným úhloým zychlením Rε R ečné zychlení: R R R R n nomáloé zychlení: Peio T: č jenoho oběhu po kužnici R π jenok: Fekence f: poče oběhů z 1 T f 1 jenok: -1 Hz f T π π
kon, 1. Ronoměný pohyb po kužnici: kon kon, kon, n, n kon ϕ ϕ. Ronoměně zychlený zpomlený pohyb po kužnici: kon, ε kon, ε kon kon ϕ ε ϕ ± ε ± 1 ε 3. Neonoměně zychlený zpomlený pohyb po kužnici: kon, kon ε kon, ε kon ϕ ( ) ε ( ) ()
PŘÍKLAD: Oáčky ečníku klely z 9 oáček z minuu n 8 oáček z minuu z obu 5 ekun. Učee jeho úhloé zychlení poče oáček, keé z uo obu ykonl. Kolik ču uplyne, než e ečník zí úplně?
KLASIFIKACE POHYBŮ SROVNÁNÍ ANALOGICKÝCH VELIČIN PRO POSUVNÝ A ROTAČNÍ POHYB PŘÍMOČARÝ POHYB KRUHOVÝ POHYB ϕ ϕ ε ϕ onoměný přímočý pohyb onoměný kuhoý pohyb kon ε kon. ϕ ϕ onoměně zychlený přímočý pohyb kon. kon ( ) 1 onoměně zychlený kuhoý pohyb kon, kon ε kon, ε kon ϕ ε ϕ ε 1 ε
KLASIFIKACE POHYBŮ II. PŘÍMOČARÝ POHYB KRUHOVÝ POHYB neonoměně zychlený (zpomlený) pohyb () () () () () kon kon kon kon ε ε,, ( ) ( ) () ϕ ε Poup řešení příklů ) ( ) ( ) ( ) ( ε ϕ ϕ ϕ ) ( ε ε ε ϕ ) ( ε ϕ
VÝZNAM ZÁPORNÉHO ZNAMÉNKA Poloh: -záií n olbě ouřné ouy jejího počáku -npř. u olného páu: ěleo e nchází po úoní počáku oy y Rychlo: -pohyb ěle e ěje poi měu ouřné oy -inepece nezáií n okmžié poloze ěle Zychlení: -npř. íhoé zychlení (olný pá, h ile olů ) je oienoáno poi klnému měu oy y - inepece nezáií n poloze ni ychloi ěle Př: pohybuje-li e ěleo zhůu (jeho ychlo je klná), liem záponého zychlení je bžěno, nopk při pohybu olů (ychlo je záponá), ěleo je liem záponého zychlení uychloáno, eliko ychloi oe. Č: - popiuje uálo, keá nl říe než okmžiku