Fyzika

Zde naleznete opory ke studiu z předmětu Fyzika (garant Mgr. Martin Čermák, Ph.D.).

FYZ1 – Fyzika I

Obsah předmětu:

1. Úvodní hodina
   a. základní fyzikální pojmy
   b. jednotky SI
   c. přepočty jednotek
2. Matematický úvod
   a. vektorový počet (sčítání vektorů, vektorový a skalární součin)
   b. stručný úvod do derivací a integrálů
3. Měření fyzikálních veličin
   a. statistické zpracování dat
   b. střední kvadratická odchylka
   c. šíření chyb
   d. Gaussova funkce
4. Kinematika hmotného bodu
   a. polohový vektor
   b. vektor rychlosti
   c. vektor zrychlení
   d. tečné a normálové zrychlení
5. Pohyb po kružnici
   a. úhlová rychlost
   b. úhlové zrychlení
   c. souvislosti mezi translačním pohybem a pohybem po kružnici
6. Dynamika hmotného bodu
   a. 1. Newtonův pohybový zákon
   b. 2. Newtonův pohybový zákon
   c. 3. Newtonův pohybový zákon
   d. Princip superpozice
7. Síly ve fyzice
   a. tíhová síla
   b. třecí síla
   c. síla působící na těleso na pružině
   d. Lorentzova síla
8. Zákony zachování
   a. zákon zachování energie
   b. zákon zachování hybnosti
   c. zákon zachování momentu hybnosti
   d. konzervativní a nekonzervativní síly
9. Hybnost a energie
   a. hybnost
   b. mechanická energie
   c. práce
   d. výkon
   e. účinnost
10. Harmonický oscilátor
    a. periodický pohyb
    b. kinetická a potenciální energie harmonického oscilátoru
11. Soustavy částic
    a. těžiště
    b. pružné srážky
    c. nepružné srážky
12. Dynamika rotačního pohybu
    a. moment setrvačnosti
    b. moment hybnosti
    c. moment síly
    d. Steinerova věta
13. Gravitační pole
    a. Keplerovy zákony
    b. Newtonův gravitační zákon
    c. gravitační potenciální energie
14. Mechanika tekutin
    a. tlak
    b. Bernoulliho rovnice

FYZ2 – Fyzika II

1. Matematický úvod:
   a. úarciální derivace,
   b. vektorová pole,
   c. lineární diferenciální operátory (gradient, divergence, rotace, Laplace),
   d. matematické identity s diferenciálními operátory,
   e. křivkové integrály
2. Elektrostatické pole
   a. Coulombův zákon,
   b. princip superpozice,
   c. výpočet elektrické intenzity nabitých těless pomocí integrálů
3. Skalární potenciál elektrostatického pole a elektrické napětí,
   a. diskrétní zdroj a bodové náboje
   b. spojitý zdroj a výpočet pomocí integrálů
4. Gaussův zákon
   a. diferenciální tvar
   b. integrální tvar
   c. výpočet elektrické intenzity a potenciálu pro symetrická tělesa
5. Kondenzátory
   a. kapacita
   b. zapojení sériové/paralelní
6. Elektrické obvody
   a. elektrický proud
   b. rovnice kontinuity
   c. elektrický odpor
   d. rezistivita
   e. Kirchhoffovy zákony
   f. jednoduché obvody
7. Magnetostatika,
   a. Lorentzova síla
   b. Gaussův zákon pro magnetické pole
   c. Ampérův zákon v diferenciálním tvaru
   d. posuvný proud
   e. Ampérův zákon v integrálním tvaru
   f. zjednodušený tvar pro symetrické zdroje
   g. solenoid
   h. toroidální cívka
8. Magnetrické pole složitějších zdrojů
   a. Vektorový potenciál
   b. Biotův-Savartův zákon
9. Maxwellovy rovnice a potenciály
   a. Faradayův zákon
   b. Maxwellovy rovnice v diferenciálním a integrálním tvaru
   c. potenciály
   d. kalibrační invariance
   e. elektromagnetická vlna
10. Cívky
    a. vlastní a vzájemná indukčnost
    b. transformátor
11. Střídavé elektrické obvody,
    a. komplexní symbolika
    b. RLC obvod

FYMAS – Fyzikálně-matematický seminář

1. Matice a jejich aplikace ve fyzice
2. Vektorový a skalární součin ve fyzice
3. Funkce a jejich inverze
4. Goniometrické funkce
5. Derivace ve fyzice
6. Implicitní derivace
7. Taylorův rozvoj a řady
8. Integrály ve fyzice
9. Substituční metoda integrování
10. Metoda integrování per partes
11. Diferenciální rovnice a jejich využití ve fyzice
12. Diferenciální rovnice pro harmonický oscilátor
13. Objemové a plošné integrály
14. Jacobiho matice

Fyzikálně-matematický seminář II

1. Parciální derivace
2. Diferenciální operátory
3. Identity
4. Křivkové integrály
5. Plošné integrály
6. Objemové integrály
7. Použití ve fyzice

Záhady vesmíru

1. Jak se vyvíjel pohled na vesmír od želvy k hranici vesmíru.
2. Co lítá po obloze, aneb tělesa ve sluneční soustavě.
3. Fyzikální schizofrenie kvantové mechaniky.
4. Částicová zoo, aneb co lze všechno najít v urychlovači.
5. Konec iluze o čase ve speciální teorii relativity.
6. Pythagorova věta, aneb jak funguje obecná teorie relativity.
7. Proč svítí hvězdy?
8. Hvězdné mrtvoly.
9. Jak moc černá je černá díra.
10. Vesmírná bouře gravitačních vln.
11. Byl velký třesk slyšet?
12. Budoucnost fyziky a nečekaně očekávané objevy.