Předmět: Mechanika

« Zpět
Název předmětu Mechanika
Kód předmětu KFY/MECE
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní a letní
Počet ECTS kreditů 3
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu nespecifikováno
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Mikeš Petr, doc. Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
1. ÚVOD. Fyzikální veličiny a jednotky, soustava SI, rozměr veličiny, rozměrová analýza. Operace s vektory: skalární a vektorový součin, přírůstek vektoru, derivace vektoru. 2. KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU (HB). Vztažná soustava, polohový vektor, trajektorie, dráha, rychlost, zrychlení. Pohyb přímočarý rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený. Kinematika rotačních pohybů: úhlová dráha, úhlová rychlost, úhlové zrychlení. Pohyb po kružnici rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený, tečné a dostředivé zrychlení. Obecný křivočarý pohyb: oskulační kružnice, poloměr křivosti, tečné a normálové zrychlení. 3. DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU (HB). Základní pojmy: hmotnost, hybnost, síla, výsledná síla, inerciální soustava. Newtonovy zákony. Impuls síly. Věta o přírůstku hybnosti HB. Empirické vztahy pro mechanická silová působení: reakce okolních těles, tření, odpor prostředí, vztlaková síla, elastická síla, gravitační síla, silové působení při pohybu po kružnici, dostředivá a odstředivá síla ve významu pravých sil. Pohybová rovnice HB a její řešení (rozbor sil, počáteční podmínky, sestavení pohybové rovnice, její analytické a numerické řešení). Inerciální, neinerciální vztažné soustavy (zrychlená translace, rotace), setrvačné síly (unášivá, odstředivá, Coriolisova). Práce a výkon síly. Kinetická energie, věta o přírůstku kinetické energie HB. 4. MECHANIKA SOUSTAVY HMOTNÝCH BODŮ (SHB) a TUHÉHO TĚLESA. Hmotnost, hybnost, hmotný střed SHB, vnitřní a vnější síly, izolovaná soustava. Věta o přírůstku kinetické energie SHB. Potenciální energie: tíhová, elastická. Konzervativní a nekonzervativní síly. Zákon zachování mechanické energie, podmínky platnosti. Obecný zákon zachování energie. Potenciál a intenzita konzervativního silového pole. První pohybová rovnice SHB, 1. impulsová věta, zákon zachování hybnosti SHB. Moment síly a moment hybnosti (točivost). Druhá pohybová rovnice SHB, 2. impulsová věta, zákon zachování momentu hybnosti, podmínky platnosti. Tuhé těleso, translační a rotační pohyb, podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Těžiště. Dynamicky ekvivalentní soustavy sil. Rotace tuhého tělesa kolem pevné osy, moment setrvačnosti, Steinerova věta. Fyzické kyvadlo, matematické kyvadlo. Kinetická energie rotačního pohybu, vztah mezi výkonem a momentem síly. 5. GRAVITAČNÍ POLE. Newtonův gravitační zákon, intenzita gravitačního pole. Práce gravitační síly, potenciální energie tělesa v gravitačním poli, potenciál gravitačního pole. Gravitační pole Země, tíhové pole. Pohyb v poli centrální síly, Keplerovy zákony, kosmické rychlosti. Pohyb tělesa s proměnnou hmotností, Ciolkovského rovnice. 6. MECHANIKA PEVNÝCH TĚLES. Hookův zákon. Pružná deformace v tahu, tlaku, ve smyku a torzi. Pevnost těles. Rázy těles. 7. MECHANIKA TEKUTIN. Statika tekutin: tlak, tlaková síla na element objemu, tekutina v tíhovém poli, rovnice rovnováhy, hydrostatický tlak, atmosférický tlak, Pascalův zákon, Archimedův zákon. Kinetika tekutin: laminární proudění, rovnice kontinuity, objemový a hmotnostní tok plochou. Dynamika ideální tekutiny: Bernoulliova rovnice, dynamické účinky proudící tekutiny. Dynamika reálné tekutiny: dynamická viskozita, Poisseuillův zákon, odporová síla, Reynoldsovo číslo.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
  • Příprava na zkoušku - 84 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 84 hodin za semestr
Výstupy z učení
Kurz zavádí fyzikální veličiny a jednotky, formuluje základní fyzikální zákony a rozvíjí fyzikální myšlení. Obsahuje zejména mechaniku hmotného bodu, soustavy hmotných bodů, tuhého tělesa, mechaniku pevných těles a mechaniku tekutin.
Zvládnutí základů fyziky ve vybraném rozsahu.
Předpoklady
Základní znalosti z matematiky, derivace a integrály.

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Zápočet - úspěšné absolvování 2 testů, aktivní účast na cvičeních Zkouška - písemná a ústní
Doporučená literatura
  • BURIANOVÁ, L. a kol. Mechanika. Příklady. Liberec: TUL, 2015. ISBN 978-80-7494-222-8.
  • HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fyzika: část 1, Mechanika. Praha: Prometheus, 2000.
  • HALLIDAY, D., RESNICK, R., WALKER, J. Fyzika: část 2, Termodynamika. Praha: Prometheus, 2000. ISBN 81-7196-213-9.
  • Kolektiv autorů. Základy fyziky I. Liberec: TUL, 2013. ISBN 978-80-7372-996-7.
  • Kopal, A. a kol. Příklady z fyziky I. Liberec: TUL, 2011. ISBN 978-80-7372-783-3.
  • KVASNICA, J. a kol. Mechanika. 2. vydání.. Praha: Academia, 2004. ISBN 80-200-1268-0.
  • Mechlová, E., Košťál K a kol. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. Praha: Prometheus, 1999. ISBN 80-7196-151-5.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr