Anotace

Jedná se o základní kurz fyziky pro studenty studijního programu Stavební inženýrství a Management a ekonomika ve stavebnictví. Předmět je zaměřen na oblast mechaniky a základů termodynamiky. V rámci předmětu jsou probírány následující oblasti: Mechanika hmotných bodů a deformovatelných těles. Diskrétní a spojitý model látek. Kinematika a dynamika hmotného bodu. Mechanická silová pole. Gravitační pole. Mechanické kmitání. Deformace materiálu. Elastické vlny. Akustika. Hydromechanika. Základy termodynamiky. Přenos tepla.

Osnova přednášek

1. Úvod do studia fyziky. Repetitorium matematiky potřebné ke studiu základního kurzu fyziky.

2. Kinematika hmotného bodu.

3. Dynamika hmotného bodu.

4. Silová pole v mechanice. Gravitační pole.

5 -6. Mechanické kmitání

7-8. Deformace pevných látek.

9 -10. Mechanika tekutin.

10 – 11. Vlnění.

12-13. Základy termodynamiky a přenos tepla

Sylabus přednášek

1. Kinematika hmotného bodu

Souřadný systém. Polohový vektor. Dráha tělesa. | Průměrná a okamžitá rychlost. Průměrné a okamžité zrychlení. Kruhový pohyb. | Základní úlohy kinematiky hmotného bodu.

2. Dynamika hmotného bodu

Síla. Newtonovy pohybové zákony. Pohybová rovnice. | Síly skutečné a zdánlivé. | Základní úlohy dynamiky hmotného bodu.

3. Silová pole v mechanice

Základní interakce. | Práce. | Výkon. | Typy silových polí. | Konzervativní x nekonzervativní silová pole. | Intenzita a potenciál silového pole.  Kinetická a potenciální energie. Zákon zachování mechanické energie.| Gravitační pole. | Newtonův gravitační zákon.| Intenzita a potenciál gravitačního pole. | Gravitační x tíhové pole Země |První kosmická rychlost.  

4. Mechanické kmitání

Harmonický pohyb. Perioda kmitu. Frekvence. | Kinetická, poteniální a celková mechanická energie oscilátoru. | Tlumené kmity. Nadkritické, kritické a podkritické tlumení. | Buzené (vynucené) kmity. Rezonance. 

5. Deformace pevných látek

Deformační síly. Mechanické napětí. Vektor napětí. Normálové a smykové napětí. Cauchyho tensor napětí. | Deformace pevných látek. Tensor malých deformací. Relativní prodloužení. Relativní příčné zkrácení. Zkos. | Základní typy namáhání. Tah a tlak. Všesměrný tlak. Smyk. | Hookeův zákon pro tah/tlak a smyk. Pracovní diagram.

6. Mechanika tekutin

Vnitřní tření tekutin. Viskosita. Newtonův zákon viskozity. | Laminární a turbulentní proudění. Reynoldsovo číslo. | Objemový a hmotnostní průtok. Rovnice kontinuity. Bernoulliho rovnice. Hydrodynamický paradox. Pohybová rovnice ideální kapaliny. | Hydrostatický tlak. Pascalův zákon. Archimédův zákon.

7. Vlnění

Základní charakteristiky vlnění (fáze vlny, doba kmitu, frekvence a úhlová frekvence vlnění, vlnová délka, fázová rychlost). Vlnová rovnice. Podélné a příčné vlny. | Interference vln v prostoru. Stojaté vlnění. | Elastické vlny v pevných látkách. Elas-tické vlny v tekutinách. Rychlost šíření podélné a příčné elastické vlny. | Zvukové vlny. Infrazvuk a ultrazvuk. Defektoskopie materiálů.

8. Tepelné vlastnosti látek

Teplota. Teplo. Termodynamický systém. Druhy TD systémů. Stavové proměnné. Termodynamická rovnováha. | Tepelná kapacita. Termodynamická práce. Základní zákony termodynamiky. |Lineární a objemová teplotní roztažnost. | Přenos tepla prostředím (vedení, proudění, záření). | Tepelný tok. Fourierův zákon. Rovnice vedení tepla. Tepelný odpor materiálu a kom-pozitního systému.

Přednášky z předmětu se konají 1x týdně (účast na přednáškách není povinná).

Osnova cvičení

1. Kinematika hmotného bodu.

2. Dynamika hmotného bodu.

3. Silová pole v mechanice + Gravitační pole.

4. Mechanické kmitání.

5. Mechanika tekutin + Vlnění.

6. Zápočtová písemka

Cíle studia

Cílem předmětu je poskytnout studentům poznatky ze základů klasické mechaniky a termodynamiky.