UFPA110 Mechanics and molecular physics for applied physics

Faculty of Philosophy and Science in Opava
Winter 2014
Extent and Intensity
4/2/0. 6 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
doc. Ing. Petr Habrman, CSc. (lecturer)
RNDr. Gabriela Urbancová, Ph.D. (seminar tutor)
Guaranteed by
doc. Ing. Petr Habrman, CSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Mechanics and molecular physics is the introductory discipline of most university courses of general physics. The main goal of the course is to introduce students to classical mechanics and thermodynamics on the university course level, including the adequate calculus of mathematical analysis and vector algebra, and for them to learn the fundamentals of this important topic. Lectures are supplemented by demonstrations of studied phenomena. The electronic support materials are presented in IS.
Syllabus (in Czech)
  • Základy vektorového počtu. Soustavy souřadnic.
    Kinematika hmotného bodu. Parametrické vyjádření pohybu. Klasifikace pohybů a veličiny, které je charakterizují. Skládání pohybů.
    Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Inerciální soustavy, hybnost, pohybová rovnice. Pohyb v tíhovém poli. Skládání a rozklad sil. Impulz a moment síly, moment hybnosti. Práce, výkon, účinnost, kinetická a potenciální energie, zákon zachování mechanické energie.
    Gravitační pole. Keplerovy zákony. Newtonův gravitační zákon. Intenzita a potenciál gravitačního pole.
    Soustava hmotných bodů, tuhé těleso. Impulsové věty, střed hmotnosti, těžiště, skládání sil v tělese, rovnováha tělesa, tření.
    Rotace tuhého tělesa. Kinetická energie tělesa, moment setrvačnosti, Steinerova věta. Pohybová rovnice rotačního pohybu, práce a výkon. Kyvadla.
    Srážkové procesy. Typy srážek. Laboratorní a těžišťová soustava.
    Relativistická mechanika. Galileiho a Lorentzova transformace. Kinematické a dynamické důsledky speciální teorie relativity.
    Hydromechanika. Základní rovnice hydrostatiky. Povrchové napětí, kapilární efekty. Hydrodynamika. Rovnice kontinuity a Bernoulliho.
    Kmity. Netlumený harmonický oscilátor a jeho energie, kmity tlumené a vynucené. Rezonance. Skládání kmitů.
    Vlnění. Mechanické vlnění postupné, Huygensův princip. Vlnová rovnice. Vlnění příčné a podélné, interference vlnění, princip superpozice, stojaté vlnění. Odraz a lom vlnění. Dopplerův jev. Rychlost šíření vlnění v plynech, kapalinách a pevných látkách. Intenzita vlnění. Zvuk a ultrazvuk.
    Molekulová fyzika. Látkové množství, teplota, ideální plyn. Zákony Gay-Lussacův, Boylův a Mariottův. Stavová rovnice ideálního plynu. Stavová rovnice ideálního plynu podle kinetické teorie. Vnitřní energie. Maxwellovo rozdělení rychlostí molekul. Stavová rovnice reálného plynu.
    Termodynamika. Teplo a tepelná kapacita. I. věta termodynamická. Vratný děj izochorický, izobarický, izotermický, adiabatický. Carnotův kruhový děj a jeho účinnost. II. věta termodynamická.
    Šíření tepla. Vedení tepla, tepelná vodivost, Fourierův zákon, přestup tepla rozhraním.
Literature
    required literature
  • Mechanika. Elektronická sbírka příkladů. SU Opava, 2005. info
  • HALLIDAY D., RESNICK R., WALKER J. Fyzika. Část 1 a 2. VUTIUM Brno, 2000. ISBN 80-214-1868-0. info
Teaching methods
Interactive lecture
Lecture supplemented with a discussion
Assessment methods
The analysis of student 's performance
Credit
Language of instruction
Czech
Further comments (probably available only in Czech)
The course can also be completed outside the examination period.
Teacher's information
Course credit
- attendance in seminars is mandatory
- two written intrasemester tests and solved credit problems in the extent of the content of seminars (success rate 70 %)
Exam
- written test (solving problems) and oral.
The course is also listed under the following terms Winter 1993, Winter 1994, Winter 1995, Winter 1996, Winter 1997, Winter 1998, Winter 1999, Winter 2000, Winter 2001, Winter 2002, Winter 2003, Winter 2004, Winter 2005, Winter 2006, Winter 2007, Winter 2008, Winter 2009, Winter 2010, Winter 2011, Winter 2012, Winter 2013, Winter 2015, Winter 2016, Winter 2017, Winter 2018, Winter 2019, Winter 2020, Winter 2021, Winter 2022.
  • Enrolment Statistics (Winter 2014, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/winter2014/UFPA110