Bakalářské předměty

Fyzika 1

Kód předmětu:FEKT-BFY1
Akademický rok:2017/2018
Typ předmětu:povinný
Typ studia:bakalářský (první cyklus)
Ročník:1
Semestr:zimní
Počet kreditů:
Výsledky učení předmětu:
Absolvent předmětu je schopen:
definovat pojmy kinematiky a dynamiky částic, elektrického a magnetického pole pomocí diferenciálního a integrálního počtu,
popsat základní zákony a principy ve zmíněných oblastech,
diskutovat podmínky pro použití zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu, vysvětlit vztahy mezi nimi a rozlišit, kterou formu zákonitostí je v dané oblasti výhodné použít,
aplikovat studované zákonitosti ve vzájemných souvislostech, roztřídit síly působící v elektrickém a magnetickém poli a počítat jednoduché trajektorie nabitých částic v těchto polích,
aplikovat studované zákony ve fyzikální laboratoři,
porovnat a analyzovat zákony elektrického a magnetického pole. Umí objasnit jejich společnou podstatu a vysvětlit proč mluvíme o poli elektromagnetickém popsaném Maxwellovými rovnicemi.
Způsob realizace výuky:
90 % kontaktní výuka, 10 % distančně
Prerekvizity:
Student při vstupu do tohoto předmětu by měl na středoškolské úrovni: mít znalosti základních pojmů a zákonů mechaniky, elektřiny a magnetizmu, být schopen základní pojmy a zákony mechaniky, elektřiny a magnetizmu vysvětlit a také vyjádřit vlastními slovy oblasti jejich využití, být schopen aplikovat základní zákony mechaniky na jednoduchý pohyb částice, zákony elektřiny a magnetizmu aplikovat v jednoduchých elektrických obvodech. Matematický aparát: Při vstupu do tohoto předmětu by student měl být schopen diskutovat základní pojmy středoškolské algebry a geometrie, počítat lineární rovnice a aplikovat základní goniometrické funkce.
Korekvizity:
Není specifikováno.
Doporučené volitelné složky programu:
Není specifikováno.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se nejdříve věnuje základům mechaniky částic, které jsou pak využity při zkoumání vlivu sil, které na částice působí ve fyzikálních polích. Podstatná část předmětu je věnována elektrickému a magnetickému poli, jejich vzniku, zákonům a společné podstatě vedoucí k pojmu elektromagnetické pole a Maxwellovým rovnicím.
Doporučená nebo povinná literatura:
Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Brno, 2014, Překlad 8. orig. vydání (CS)
Halliday, D.; Resnick, R.; Walker J.: Fyzika. Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Prometheus Praha, 2000, 2003, 2006, Překlad 5. orig. vydání. (CS)
Fyzika 1. Studijní materiály k přednáškám, cvičením a laboratornímu cvičení. Stránka předmětu na eLearningu VUT. (CS)
DOBIS, P., UHDEOVÁ, N., BRÜSTLOVÁ, J., BARTLOVÁ, M. Průvodce studiem předmětu Fyzika 1. Průvodce studiem Fyziky 1. Brno: FEKT VUT v Brně, 2002. (CS)
Hyperphysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html (EN)
Serway R.,A, Jewett J,W: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 8 th Edition, Saunders College Publishing, 2010 (EN)
Booker R., Boysen E.: Nanotechnology For Dummies, John Willey & Sons, Inc., 2010 (EN)
Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, John Willey & Sons, Inc., 2005 Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, Steve Holzner, Ph.D. Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, John Willey & Sons, Inc., 2005 Steve Holzner, Ph.D. : Physics For Dummies, Steve Holzner, Ph.D. (EN)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody:
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Zahrnují přednášky, cvičení odb. základů, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává 6 laboratorních zpráv a domácí řešení souboru zadaných příkladů.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové hodnocení předmětu: max. 100 bodů.
Semestr:
až 20 bodů za laboratorní cvičení (6 úloh s protokoly, vstupní testy k úlohám a souhrnný test)
až 15 bodů za dva písemné testy.
Pro udělení zápočtu je nutné splnit povinnosti v laboratorním cvičení a získat neméně 12 bodů z 35 možných.
Zkouška:
až 65 bodů za zkoušku.
Zkouška je písemná. Tvoří ji test s výběrovými odpověďmi, část teoretická a část s příklady. Jak v části teoretické, tak i v části s příklady je nutné získat alespoň 6 bodů.
Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.
Jazyk výuky:
čeština
Pracovní stáže:
Není specifikováno.
Osnovy výuky:
1. Základy mechaniky částic.
2. Pohybová rovnice a její aplikace. Kmity. Práce, energie, výkon. Zákony zachování. Srážky.
3. Gravitační, tíhové pole a elektrostatické pole.
4. Elektrický náboj, Coulombův zákon. Intenzita elektrického pole, siločáry. Bodový náboj a dipól v elektrickém poli.
5. Gaussův zákon elektrostatiky a jeho použití.
6. Elektrický potenciál a napětí.
7. Kapacita. Energie elektrostatického pole. Elektrostatické pole v dielektriku.
8. Elektrický proud, rovnice kontinuity. Elektrický odpor. Vedení proudu v látkách
9. Magnetické pole vyvolané proudem, Biotův-Savartův zákon, magnetické indukční čáry.
10. Ampérův zákon celkového proudu. Silové působení magnetického pole.
11. Faradayův indukční zákon. Cívky a indukčnost. Střídavé proudy.
12. Gaussův zákon pro magnetické pole. Magnetické pole v látkách.
13. Maxwellovy rovnice v integrálním a diferenciálním tvaru pro vakuum a pro dielektrikum.
Cíl:
Cílem předmětu je poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů v oblasti Mechaniky, elektřiny a magnetizmu. Posílit porozumění těmto pojmům a zákonům pomocí širokého spektra zajímavých aplikací.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka ve všech cvičeních je povinná. Řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Typ (způsob) výuky:

Přednáška:26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor:Ing. Jitka Brüstlová, CSc.
RNDr. Pavel Dobis, CSc.
Ing. Vladimír Holcman, Ph.D.
Ing. Jiří Majzner, Ph.D.
Cvičení odb. zák.:7 hod., povinná
Vyučující / Lektor:doc. RNDr. Milada Bartlová, Ph.D.
doc. Mgr. Jan Pavelka, CSc. Ph.D.
Cvičení na poč.:6 hod., povinná
Vyučující / Lektor:doc. RNDr. Milada Bartlová, Ph.D.
Mgr. Nadezda Bogatyreva, Ph.D.
Ing. Josef Pokorný
Laboratorní cvičení:26 hod., povinná
Vyučující / Lektor:RNDr. Pavel Dobis, CSc.
Ing. Adam Gajdoš
Ing. Vladimír Holcman, Ph.D.
Ing. Michal Jurčík
Ing. Pavel Kaspar
Ing. Robert Macků, Ph.D.
Ing. Jiří Majzner, Ph.D.
Ing. Nikola Papež
doc. Mgr. Jan Pavelka, CSc. Ph.D.
Mgr. Dinara Sobola, Ph.D.
Ing. Milan Spohner
Ing. Ondřej Šik, Ph.D.
Ing. Pavel Škarvada, Ph.D.
Ing. Pavel Tofel, Ph.D.
Ing. Tomáš Trčka, Ph.D.

Partneři, projekty

© 2016 Ústav fyziky

System: Pavel Koktavý, Design: Martin Kopecký