F7PBBFY1 - Fyzika I.

Předmět Fyzika 1 slouží pro zopakování a rozšíření základních znalostí z fyziky z oboru klasické mechaniky, termiky a optiky, která je potřebná pro další studium na FBMI. Studenti získají teoretické znalosti, schopnost řešit početní úlohy a praktické dovednosti spojené s prácí v laboratořích.

Vstupní požadavky předmětu: Znalosti fyziky a matematiky v rozsahu příjímacích testů FBMI ČVUT.

Výstupní znalosti, dovednosti, schopnosti a kompetence: studenti získají ucelený přehled ze základů mechaniky, termomechaniky, optiky a fyziky pevných látek. Tyto získané teoretické dovednosti budou schopni aplikovat na praktické početní a laboratorní problémy.

Osnova přednášek:

1.Poloha částice, soustava souřadnic, pohyby, vektorové a skalární veličiny a operace s nimi, soustava SI, převody jednotek, hmotný střed, průměrná a okamžitá rychlost, zrychlení, rovnoměrně zrychlený pohyb, svislý vrh.

2.Pohyb a síla, pohybové rovnice, Newtonovy zákony, typy sil, skládání sil, hybnost, zákon zachování hybnosti.

3.Práce, výkon, energie kinetická a potenciální. Práce pružné síly, výkon, zákon zachování mechanické energie. Rovnováha, pružnost, deformace, pružnost, Hookův zákon.

4.Gravitační pole, gravitační síla, Newtonův gravitační zákon, gravitace v blízkosti Země, gravitační potenciální energie, rakety a družice, Keplerovy zákony.

5.Pohyb těles v silovém poli, šikmý a vodorovný vrh, vlastnosti sil tření, odporová síla, mezní rychlost, Newtonův vzorec, Stokesův vzorec.

6.Soustava hmotných bodů, hmotný střed, těžiště, 1. impulsová věta, impulz síly a hybnost, srážky - pružné, nepružné.

7.Pohyb po kružnici, otáčivý pohyb, valení, moment síly, moment hybnosti, Steinerova věta, 2. impulsová věta, zákon zachování momentu hybnosti.

8.Kmitavý pohyb a jeho popis, harmonický pohyb, kyvadla, tlumený oscilátor, rezonance.

9.Vlnění, druhy vln, postupné vlny, interference, stojaté vlny, zvuk, mechanické vlnění a jeho vlastnosti, ultrazvuk a jeho aplikace

10.Tekutiny, hustota a tlak, Pascalův zákon, Archimédův zákon, proudnice, rovnice kontinuity, Bernoulliova rovnice.

11.Termodynamika, teplota, teplo, měření teploty, teplotní stupnice, teploměry, 1. termodynamický zákon.

12.Kinetická teorie plynů, ideální plyn, Avogadrova konstanta, kinetická energie látek, tepelné děje v plynech, entropie, 2. termodynamický zákon.

13.Základy vlnové optiky, základy geometrické optiky

14.Vlastnosti optických přístrojů, lasery, speciální partie optiky

Početní cvičení:

1.Kinematika a dynamika.

2.Kinetická energie, práce, výkon, účinnost.

3.Gravitační pole.

4.Mechanika tuhého tělesa.

5.Kmitání a vlnění.

6.Fyzika kapalin (hydrostatika, proudění) a pevných látek (pružnost, pevnost)

7.Termodynamika a kinetická teorie plynů

Laboratorní cvičení:

1.BOZP, úvod do zpracování dat.

2.Moment setrvačnosti.

3.Měření délky zvukových vln ve vzduchu.

4.Modul elasticity.

5.Kinematika a dynamika těles.

6.Šikmý vrh.

7.Kmitání kyvadla.

Studující získají a prohloubí své základní středoškolské poznatky na vysokoškolskou úroveň, která je potřebná pro další studium na FBMI, a to v mechanice, termodynamice a fyzice pevných látek. Studium vyžaduje zvládnutí teoretických poznatků i praktických dovedností při řešení početních a laboratorních úloh ve školních laboratořích.

Povinná literatura:

[1]HALLIDAY, David, Robert RESNICK a Jearl WALKER, DUB, Petr (ed.). Fyzika 1+2., přeprac. vyd. Přeložil Miroslav ČERNÝ. Brno: VUTIUM, c2013. Překlady vysokoškolských učebnic. ISBN 978-80-214-4123-1.

Doporučená literatura:

[1]ALDEBARAN - Fyzikální web [online]. Petr Kulhánek, c2019. Poslední změna: 6.6.2019 [cit. 2019-05-06]. URL:http://www.aldebaran.cz

učebnice Fyzika I, Petr Kulhánek, URL:https://www.aldebaran.cz/studium/f1.pdf

[2]KUTÍLEK, Patrik a Jan MIKŠOVSKÝ. Fyzikální praktikum I, II. V Praze: ČVUT, 2009. ISBN 978-80-01-04477-3.

[3]Classical Mechanics. Recorded video lectures and materials at MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA). [online]. Creative Commons License, c2001-2019. Poslední změna: 3.5.2019 [cit. 2019-04-01]. URL: https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01sc-classical-mechanics-fall-2016/

• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinný předmět)
• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika (povinný předmět)