Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Fyzika 1. Co je fyzika? Jakými zákony se řídí svět kolem nás? Něco z toho uvidíme dále.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Fyzika 1. Co je fyzika? Jakými zákony se řídí svět kolem nás? Něco z toho uvidíme dále."— Transkript prezentace:

1 Fyzika 1

2 Co je fyzika? Jakými zákony se řídí svět kolem nás? Něco z toho uvidíme dále.

3

4 Osnova Úvod, měření, skaláry a vektory Popis pohybu hmotného bodu (kinematika) Vysvětlení pohybu - síla (dynamika) Jiný pohled - práce a energie Soustava částic a tuhé těleso Gravitační pole Kmity Vlny Optika Termodynamika Mechanika

5 Zdroje informací přednáška: Halliday, Resnik, Walker: Fyzika Předmět: Vybrané kapitoly z fyziky I

6 Vybrané kapitoly z fyziky I Cílem je usnadnit pochopení teorie vyučované v předmětu Fyzika I. Při výuce je kladen důraz na schopnost použití teoretických znalostí při řešení příkladů. Předpokládá se aktivní zapojení studentů (samostatné řešení příkladů) při výuce.Fyzika I Pro koho? Vybrané kapitoly z fyziky I doporučujeme všem studentům 1. ročníku, zejména těm, kteří vnímají fyziku jako nesnadný předmět. Formulací, v čem spočívá zdánlivá neřešitelnost daného problému, a následnými diskusemi s vyučujícím a s ostatními studenty se látka stává přehlednější a zažitější. Ze statistiky výsledků studentů u zkoušky z Fyziky I v minulých letech jednoznačně vyplývá, že absolventi tohoto předmětu jsou významně úspěšnější než ti, co předmět nenavštěvovali. Otázkou zůstává, zda-li není tento trend způsoben tím, že dobrovolný zájem o poznání se objevuje spíše u lepších studentů. Kdy? středa, 16 hodin Kde? posluchárna P2, budova A5

7 Co se učíme a používáme? (Definice) Zákony (často vyjádřeny rovnicí) Příklady Cvičení (Počty)

8 Znaménko = rovnice (často fyzikální zákon) definice (≡) identita (≡) A = B(x)

9 Měření ve fyzice - fyzikální veličiny (délka, čas,...) - jednotky (metr, sekunda,...)

10 (příklad nepřímého měření)

11 Mezinárodní soustava jednotek SI Jejich pomocí jsou definovány ostatní tzv. odvozené jednotky. VeličinaNázev jednotkySymbol délkametrm čassekundas hmotnostkilogramkg elektrický proudampérA termodynamická teplotakelvinK látkové množstvímol svítivostkandelacd Základní jednotky (definice HRW dodatek A):

12 Délka

13 Čas Kdy se to stalo? Jak dlouho to trvalo? Standardem času může být jakýkoli jev, který se pravidelně opakuje.

14 kilogram - hmotnost válce vyrobeného ze slitiny platiny a iridia, který je uložen v Mezinárodním ústavu pro váhy a míry v Sevres u Paříže. atomová hmotnostní jednotka (u) - 1/12 hmotnosti atomu uhlíku Hmotnost

15 Látkové množství mol - udává přesně definovaný počet kusů (například atomů, molekul, apod.). Jeden mol má hodnotu N A = 6, (Avogadrova konstanta).

16 Skaláry a vektory HRW kap. 3, také doporučuji projít si dodatek E

17 Skaláry a vektory Skalár - je určen jediným číslem, např. hmotnost, 16 kg, velikost libovolného vektoru Vektor - je určen směrem a velikostí, např. vektor posunutí, rychlost, zrychlení, síla Vektor můžeme libovolně posunovat jeho velikost se označuje

18 Sčítání vektorů

19

20 Odčítání vektorů nulový vektor

21 Kartézská souřadná soustava i = j = k = 1 použití – vyjádření vektorů Jednotkový vektor ≡ bezrozměrný vektor, jehož velikost je 1. Význam: určuje směr.

22 Složky vektorů

23 Vyjádření vektorů v souřadné soustavě Průmět vektoru b do směru vektoru j = ( a x, a y, a z ) uspořádaná trojice

24 Sčítání vektorů, pokračování znamená nebo

25 Součin skaláru a vektoru (je vektor) Důležitý úkol: Jak vytvořit jednotkový vektor příslušný danému vektoru? c -0,5c r0r0

26 Význam: - úhel mezi vektory (kolmost!) - složka vektoru do směru daného vektoru Skalární součin vektorů (je skalár) 0

27 Vektorový součin vektorů (je vektor) menší z obou úhlů

28 Skaláry, vektory a fyzikální zákony Fyzikální zákony nezávisí na volbě souřadné soustavy. Proto k vyjádření zákonů používáme skaláry a vektory. je jednodušší než

29 Popis pohybu hmotného bodu (kinematika) HRW kap. 2, 4

30 Hmotný bod, poloha, trajektorie Hmotný bod, částice – zastupuje těleso, pokud nejsou důležité rozměry Poloha, polohový vektor – popisuje polohu částice Trajektorie – křivka po které se částice pohybuje Dráha = délka trajektorie Příklad:

31 Hmotný bod, poloha, trajektorie Poloha Posunutí

32 Hmotný bod, poloha, trajektorie Poloha závisí na čase: je totéž jako Koncový bod vytváří trajektorii. parametrické rovnice trajektorie

33

34 polohový vektor, (poloha) okamžitá rychlost, (rychlost) okamžité zrychlení, (zrychlení) Poloha, rychlost, zrychlení (definice) Poznámka:

35 Proč je tady derivace? Jak rychle se mění nějaká veličina S(t), např. objem, poloha, teplota,...? změna veličiny (objemu, polohy, teploty...) Okamžitá rychlost změny Průměrná rychlost změny

36 Poloha, rychlost, zrychlení (důsledky definic) Po integraci nejsou vektory a jednoznačně určeny - obsahují 2 libovolné integrační konstanty (2 konstantní vektory). K jejich určení musíme znát 2 tzv. „počáteční“ podmínky: pro rychlost a pro polohu v určitém čase (např. v t = 0).

37 Nejprve příklad: přímočarý pohyb = 0

38 Přímočarý pohyb (definice z HRW, většinu už známe) průměrná rychlost průměrná velikost rychlosti, pozor není to velikost průměrné rychlosti okamžitá rychlost průměrné zrychlení okamžité zrychlení posunutí

39 Příklad: derivujeme

40

41 a x = konst. (známé číslo, ale počítáme obecně) integrujeme Začneme zde Příklad: rovnoměrně zrychlený pohyb

42 Řešení obsahuje 2 libovolné integrační konstanty. Abychom je určili musíme znát 2 tzv. „počáteční“ podmínky: pro rychlost a pro polohu v určitém čase (např. v t=0). poloha v čase 0 rychlost v čase 0 Příklad: rovnoměrně zrychlený pohyb

43 Začneme zde Dosadíme zadané hodnoty a vyřešíme.

44 V blízkosti povrchu Země se všechna volná tělesa pohybují se stejným zrychlením Tíhové zrychlení y povrch Země

45 Poznámka. Volný pád - zvláštní případ (počáteční rychlost je 0) Příklad: svislý vrh y povrch Země

46 Úkol: míč byl vyhozen svisle vzhůru rychlostí a) Kdy dosáhne míč maximální výšky? b) Jaká je maximální výška? c) Za jak dlouho dopadne zpět na zem? Příklad: svislý vrh y povrch Země

47 polohový vektor, (poloha) okamžitá rychlost, (rychlost) okamžité zrychlení, (zrychlení) Poloha, rychlost, zrychlení (definice)

48 Rychlost, pokračování je tečná k trajektorii

49 Průměrné zrychlení Okamžité zrychlení Změna rychlosti: - změna velikosti rychlosti - změna směru rychlosti Zrychlení, pokračování dále pokračuje na straně: Rozklad zrychlení do tečné a normálové složkyRozklad zrychlení do tečné a normálové složky

50 Kontrola: čím ovládáme zrychlení auta? plynový pedál brzda volant

51 50º? nebo 180º+50º=230º?

52 –35º nebo 180º+(–35)º=145º? derivujeme

53 Příklad: šikmý vrh - určete a, v a r Totéž ve složkách:

54 Šikmý vrh: vodorovné a svislé složky Pohyb částice je dán složením dvou přímočarých pohybů: vodorovného a svislého. Důsledek: maximální výška i doba letu jsou stejné jako u svislého vrhu (se stejnou svislou složkou počáteční rychlosti), tj. platí vše na této straně i v případě, že míč není vyhozen svisle.tj. platí vše na této straně

55 Šikmý vrh: vodorovné a svislé složky

56 Šikmý vrh: rovnoměrný přímočarý pohyb a volný pád Ale také: pohyb částice je dán složením: - rovnoměrného přímočarého pohybu s rychlostí rovnou počáteční rychlosti vrhu - a volného pádu.

57 Šikmý vrh: rovnice trajektorie - počáteční polohu volíme v počátku SS - vyloučíme parametr

58

59 a = g

60 Šikmý vrh: dolet (doba letu)

61 Vzájemný pohyb dále předpokládejme, že je konstantní

62 Dráha = délka trajektorie y x A B ds dx dy směr pohybu A co dráha?

63 Rozklad zrychlení do tečné a normálové složky střed křivosti trajektorie poloměr křivosti trajektorie normálové (dostředivé) zrychlení tečné zrychlení trajektorie jednotkový tečný vektor (směr rychlosti, velikost 1) jednotkový normálový vektor (směr do středu křivosti, velikost 1) zrychlení

64 pro rovnoměrný pohyb ( =konst. ) Důsledky věty o rozkladu zrychlení 00 pro přímočarý pohyb ( ) ±

65 Rovnoměrný pohyb po kružnici

66 (a) (b) musí zpomalit

67 Co cítíme? Zrychlení


Stáhnout ppt "Fyzika 1. Co je fyzika? Jakými zákony se řídí svět kolem nás? Něco z toho uvidíme dále."

Podobné prezentace


Reklamy Google