Fyzika I (mechanika a molekulová fyzika NOFY021) Jakub Čížek – katedra fyziky nízkých teplot Tel: Doporučená literatura: J. Kvasnica, Mechanika, Academia, Praha 1988 R.P. Feynman, Feynmanovy přednášky z fyziky 1, Fragment, Praha, 2000 F. Chmelík: Fyzika I – mechanika, skripta R.Bakule, E.Svoboda : Molekulová fyzika, Academia, Praha 1992 I.G.Main: Kmity a vlny ve fyzice, Academia, Praha  výukaFyzika I (mechanika a molekulová fyzika) 

Mechanika a kontinuum zkouška: nutnou podmínkou připuštění k ústní zkoušce je získání zápočtu ze cvičení tj. úspěšné absolvování 2 písemných testů - alespoň 21 bodů v součtu z obou testů - za každý test lze získat maximálně 20 bodů celková známka ze zkoušky: z p1, z p2 – známky z písemných testů z u – známka z ústní zkoušky - známkování: bodů = 1, bodů = 2, 10-5 bodů = 3

Fyzika věda o přírodě (fysis = příroda) fyzika studuje obecné vlastnosti látek a polí základním kritériem ve fyzice je experiment obory fyziky: - mechanika: (mechané = stroj) studium těles a jejich vzájemného působení - termodynamika: studium jevů způsobených chaotickým pohybem atomů - elektřina a magnetismus, optika: studium elektromagnetického pole a jeho interakce s hmotou - jaderná fyzika: studium jevů v atomovém jádru - částicová fyzika: studium elementárních částic

Fyzika fyzikální zákony: vztahy mezi fyzikálními veličinami fyzikální veličiny: míry fyzikálních vlastností: X = x [X] fyzikální zákon platí tak dlouho dokud je v souladu s experimentem Ockhamova břitva (princip logické úspornosti) Willian Ockham Pluralitas non est ponenda sine necessitate. (Množství se nemá dokládat, není-li to nezbytné) Pokud nějaká část teorie není pro dosažení výsledků nezbytná, do teorie nepatří.

Mechanika kinematika: jak se tělesa pohybují (kiné = pohyb) dynamika: proč se tělesa pohybují (dynamis = síla) prostor: trojrozměrné izotropní kontinuum čas: jednorozměrné kontinuum tělesa: se nachází v absolutním prostoru a čase a nijak je neovlivňují (Newtonovská klasická fyzika)

Měření vzdáleností - triangulace triangulace A B X l h   rovnoramenný trojúhelník (  =  ): obecně:

Měření vzdáleností - triangulace paralaxa

Měření vzdáleností - triangulace paralaxa d úhlové jednotky: 1 stupeň [ o ], [deg.] 1/360 kruhu rad 1 minuta [`], [arcmin] 1/60 stupně mrad 1 vteřina [``], [arcsec] 1/60 minuty  rad název symbol hodnota v radiánech

Měření vzdáleností - triangulace paralaxa d p [arcsec] – roční paralaxa hvězdy 1 parsec (pc) = taková vzdálenost, že p = 1 arcsec Proxima Centauri (nejbližší hvězda) d = 1.30 pc = 4.24 sv. rok 1AU = 150  10 6 km

Měření vzdáleností - triangulace paralaxa d p [arcsec] – roční paralaxa hvězdy 1 parsec (pc) = taková vzdálenost, že p = 1 arcsec 1 pc = 3.26 sv. rok satelit Hipparcos (ESA) měření p až do arcsec 1AU = 150  10 6 km maximální vzdálenost d = 1000 pc (3260 sv. rok) Proxima Centauri (nejbližší hvězda) d = 1.30 pc = 4.24 sv. rok

Kinematika hmotný bod: těleso s nekonečně malými rozměry, ale nenulovou hmotností, tj. žádné otáčení, žádná deformace atd. bodová hmotnost popis pohybu hmotného bodu – tj. poloha hmotného bodu v závislosti na čase polohový (radius) vektor

Pravotočivá Kartézská soustava souřadnic Levotočivá jednotkové vektory ve směru souřadnicových os

Kartézská soustava souřadnic

směrové kosiny: velikost polohového vektoru: polohový (radius) vektor

Transformace souřadnic – otočení v rovině kartézská soustava souřadnic: x, y kartézská soustava otočená kolem osy z: x’, y’ x cos  y sin  x’ y’

Transformace souřadnic – obecně původní soustava souřadnic: x 1, x 2, x 3 nová soustava souřadnic: x 1 ’, x 2 ’, x 3 ’ skalár je veličina invariantní při transformaci souřadnic: vektor je trojice veličin v = (v 1, v 2, v 3 ), která se při transformaci souřadnic transformuje jako souřadnice:

Kinematika hmotný bod: těleso s nekonečně malými rozměry, ale nenulovou hmotností, tj. žádné otáčení, žádná deformace atd. bodová hmotnost popis pohybu hmotného bodu – tj. poloha hmotného bodu v závislosti na čase polohový (radius) vektor trajektorie: křivka, kterou vytváří koncový bod polohového vektoru kartézské souřadnice parametrické vyjádření trajektorie