Fyzika I (Mechanika a molekulová fyzika)

Jakub Čížek

• pondělí 9:00 - 10:40 učebna F1
• čtvrtek 13:10 - 14:50 učebna F1

• úterý    11:30 - 13:10   učebna T8 (Jakub Čížek)
• úterý    14:50 - 16:30   učebna N2 (Jakub Čížek)
• úterý    11:30 - 13:10   učebna T9 (Petr Hruška)
• úterý    14:00 - 15:40   učebna T9 (Petr Hruška)
• pondělí 17:20 - 19:00  učebna T9 (Tomáš Vlasák)
• úterý    17:20 - 19:00   učebna N3 (Tomáš Vlasák)

• 1. přednáška Fyzikální veličiny, rozměrová analýza, triangulace
  soubor v Excelu pro výpočet vzdálenosti triangulací
  

• 2. přednáška Soustavy souřadnic, rovnoměrný pohyb po kružnici, rychlost
  Python distribuci Anaconda si můžete stáhnout zde https://www.anaconda.com/products/individual
  Úvod do jazyka Python
  
  • popis knihovny Numpy
  • popis knihovny Matplotlib
  příklady výpočtu trajektorie v Pythownu
  • rovnoměrný pohyb po kružnici
  • rovnoměrný pohyb po kružnici s pružinou
  • spirála
  • šroubovice

• 3. přednáška rychlost a zrychlení rovnoměrného pohybu po kružnici, dráha, numerický výpočet derivace a integrálu, tečné a normálové zrychlení
  příklad výpočtu rychlosti a zrychlení rovnoměrného pohybu po kružnici numerickou derivací pomocí ROOTu
  příklad výpočtu dráhy rovnoměrně zrychleného pohybu numerickou integrací pomocí ROOTu
  

• 4. přednáška Newtonovy zákony, hybnost, šikmý vrh, impuls síly
  příklad výpočtu trajektorie a dráhy šikmého vrhu pomocí ROOTu
  

• 5. přednáška Numerické řešení pohybových rovnic, odporová síla, Reynoldsovo číslo
  příklad výpočtu trajektorie šikmého vrhu se započtením odporu vzduchu (balistické klřivky) pomocí ROOTu
  

• 6. přednáška Gravitační zákon
  Soubor v Excelu s výsledky měření gravitačního zrychlení

• 7. přednáška Cavendishův experiment, Keplerovy zákony, stav beztíže
  příklad výpočtu trajektorie Země numerickým řešením Keplerovy úlohy pomocí ROOTu
  

• 8. přednáška práce, kinetická a potenciální energie, zákony zachování
  balistické kyvadlo - výpočet rychlosti střely

• 9. přednáška gravitační pole, intenzita a potenciál pole
  Příklad vykreslení 2D grafu potenciálu gravitačního pole dvou hmotných bodů v ROOTu
  Stejný potenciál vykreslený pomocí 2D histogramu

• 10. přednáška konzervativní a nekonzervativní pole, setrvačná a gravitační hmotnost, tření
  

• 11. přednáška princip superpozice, Galileova transformace, Michelsonův-Morleyův experiment
  

• 12. přednáška Lorentzova transformace, speciální teorie relativity
  

• 13. přednáška neinerciální soustavy, nepravé síly, rotující vztažná soustava, odstředivá, Coriolisova a Eulerova síla
  Příklad v ROOTu: výpočet trajektorie míče hozeného z okraje kolotoče do středu v soustavě otáčející se spolu s kolotočem
  

• 14. přednáška soustavy hmotných bodů, hmotný střed, 1. a 2. impulsová věta, analogie translace a rotace
  

• 15. přednáška moment setrvačnosti, Steinerova věta, věta o kolmých osách, aplikace 1. a 2. impulsové věty
  

• 16. přednáška tenzor momentu setrvačnosti, setrvačník, precese
  

• 17. přednáška harmonický oscilátor, tlumené kmity, komplexní reprezentace, fyzické kyvadlo
  

• 18. přednáška nucené kmity, rezonance, skládání kmitů
  
• příklad výpočet Lissajousových obrazců (skládání kolmých kmitů) v ROOTu
  

• 19. přednáška vlnění, vlnová rovnice
  

• 20. přednáška stojaté vlnění, Fourierova řada, Dopplerův jev
  
• příklad výjádření obdélníkových kmitů pomocí Fourierovy řady v ROOTu
  
• ukázka tonu D1 (293.7 Hz) zahraného kalimblou a kytarou
  
• Dopplerův jev - animace:
  • stacionární zdroj
  • zdroj se pohybuje rychlostí menší než rychlost zvuku
  • zdroj se pohybuje rychlostí zvuku
  • zdroj se pohybuje rychlostí větší než rychlost zvuku

• 21. přednáška napětí a deformace, Hookův zákon
  

• 22. přednáška kinetická teorie plynů, mikroskopická interpretace tlaku a teploty, stavová rovnice ideálního plynu,
  hydrostatika, Pascalův princip, Archimédův zákon
  

• 23. přednáška hydrodynamika, Bernoulliho rovnice, proudění reálné kapaliny, viskozita, supratekutost
  video fázové transformace He-I na He-II
  

• 24. přednáška stavové veličiny, 1. a 2. věta termodynamická, tepelná kapacita, entropie, Carnotův cyklus, tepelné stroje
  

• 1. cvičení, operace s vektory
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška), úloha 5

• 2. cvičení, výpočetní systém ROOT
  
• zadání
Systém ROOT si můžete stáhnout zde https://root.cern.ch/download/root_v5.34.36.win32.vc12.exe
Popis základních operací v ROOTu
ROOT 5.34: uživatelský manuál ROOTu

• programy v ROOTu

• 3. cvičení, rychlost a zrychlení
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)
• programy v ROOTu pro úlohu 3

• 4. cvičení, gravitační zákon, Keplerovy zákony
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)
• průběh síly v úloze 2 - script v ROOTu
• numerické řešení úlohy 2 v ROOTu

• 5. cvičení, práce, energie, zákony zachování
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)

• 6. cvičení, gravitační pole
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)

• 7. cvičení, speciální teorie relativity, neinerciální soustavy
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)

• 8. cvičení, hmotný střed, moment setrvačnosti, 1. a 2. impulsová věta
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)

1. písemný test Příklady testu z loňského roku s řešením
• test 1a
• test 1b

• 9. cvičení, kmity
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)

• 10. cvičení, vlnění, Dopplerův jev, Fourierova řada
  
• zadání
• řešené úlohy (T. Vlasák)

• 11. cvičení, napětí a deformace, hydrostatika, hydrodynamika
  
• zadání
• řešené úlohy (P. Hruška)

• 12. cvičení, kinetická teorie plynů, termodynamika
  
• zadání

2. písemný test Příklady testu z loňského roku s řešením
• test 2a
• test 2b

K přednášce jsou k dispozici elektronická skripta jejichž autorem je doc. RNDr. František Chmelík, CSc.