Tento materiál poskytuje komplexný prehľad tém a požiadaviek na skúšku z predmetu Fyzika na SjF TUKE. Je určený študentom na prípravu a úspešné absolvovanie predmetu.
I. Základy vektorového počtu
Vektorový počet je základným nástrojom pre opis fyzikálnych veličín v priestore. V rámci tohto bloku sa študenti oboznámia s operáciami s vektormi, ktoré sú nevyhnutné pre pochopenie kinematiky a dynamiky.
II. Fyzikálne základy mechaniky
1. Kinematika hmotného bodu
Kinematika sa zaoberá opisom pohybu bez ohľadu na príčiny, ktoré ho spôsobujú. V tejto časti sa študuje:
- Polohový vektor a dráha hmotného bodu: Opis polohy telesa v priestore pomocou vektorov a dĺžka trajektórie pohybu.
- Rýchlosť a zrýchlenie hmotného bodu: Definícia a výpočet okamžitej rýchlosti a zrýchlenia.
- Krivočiary pohyb hmotného bodu: Analýza pohybu po zakrivenej dráhe, vrátane hodu do priestoru.
2. Dynamika hmotného bodu
Dynamika sa zaoberá príčinami pohybu, najmä silami. Kľúčové pojmy zahŕňajú:
- Newtonove pohybové zákony: Základné princípy opisujúce vzťah medzi silou, hmotnosťou a pohybom.
- Zotrvačné sily: Sily vyplývajúce z neinerciálnych vzťažných sústav.
- Impulz, hybnosť, práca a výkon: Definícia a vzťahy medzi týmito fyzikálnymi veličinami.
- Energia. Zákon zachovania a premeny energie. Energia mechanickej sústavy: Pojem energie, jeho formy a základný zákon zachovania energie.
3. Gravitačné pole
Gravitácia je jednou zo základných interakcií vo vesmíre.
- Gravitačný zákon: Newtonov zákon všeobecnej gravitácie.
- Intenzita a potenciál v gravitačnom poli: Opis gravitačného poľa pomocou intenzity a potenciálu.
4. Dynamika sústavy hmotných bodov a telies
Táto časť rozširuje princípy dynamiky na systémy viacerých telies a tuhé telesá.
- Postupný pohyb telesa: Pohyb, pri ktorom sa všetky body telesa pohybujú rovnobežne.
- Ťažisko. Prvá impulzová veta: Určenie ťažiska a jeho význam v dynamike.
- Otáčavý pohyb telesa. Moment zotrvačnosti. Steinerova veta: Opis rotačného pohybu, moment zotrvačnosti a jeho výpočet.
- Moment hybnosti. Druhá impulzová veta: Zákon zachovania momentu hybnosti.
- Kyvadlá: Analýza pohybu kyvadiel.
III. Kmity a vlny
1. Harmonické netlmené kmity
Jednoduchý harmonický pohyb ako základný typ kmitavého pohybu.
2. Harmonické tlmené kmity
Vplyv tlmenia na harmonické kmity.
3. Vynútené kmity a rezonancia
Reakcia systému na vonkajšiu budiacu silu a jav rezonancie.
4. Skladanie kmitavých pohybov, rázy
Kombinácia viacerých kmitavých pohybov a vznik rázov.
5. Vznik a šírenie vĺn, rovnica vlnenia
Opis vĺn ako nositeľov energie a ich matematický popis.
6. Interferencia vlnenia
Sčítanie vĺn a vznik interferenčných obrazcov.
7. Stojaté vlnenie
Špecifický typ vlnenia vznikajúci superpozíciou dvoch vĺn.
IV. Vlastnosti plynov
1. Stavové veličiny. Stavová rovnica ideálneho plynu.
Základné makroskopické vlastnosti plynov a ich vzájomné vzťahy.
2. Základy kinetickej teórie plynov (tlak, teplota, stredná kvadratická rýchlosť molekúl, stredná energia molekúl)
Mikroskopický pohľad na správanie sa plynov.
3. Vnútorná energia
Energia spojená s mikroskopickým pohybom častíc plynu.
V. Základy termodynamiky
1. Práca plynu. Teplo. Prvá veta termodynamická.
Základné pojmy termodynamiky - práca, teplo a ich vzťah k vnútornej energii.
2. Molárna a hmotnostná tepelná kapacita.
Schopnosť látky prijať teplo pri zmene teploty.
3. Energetická bilancia stavových zmien.
Aplikácia prvého zákona termodynamiky na rôzne procesy.
4. Carnotov ideálny kruhový dej.
Teoreticky najúčinnejší tepelný stroj.
5. Druhá veta termodynamická.
Princípy usporiadania a smeru procesov v termodynamických systémoch.
Druhý termodynamický zákon | Fyzika | Chemie | Khan Academy
Hodnotenie predmetu
Celkové hodnotenie predmetu je zložené z priebežného hodnotenia počas semestra a záverečnej skúšky.
- Priebežné hodnotenie: 40 % z celkového hodnotenia.
- Skúška: 60 % z celkového hodnotenia.
Percentuálna miera pre úspešné absolvovanie predmetu je stanovená študijným poriadkom TU v Košiciach.
Priebežné hodnotenie predmetu - podmienky pre udelenie zápočtu:
Obsahom cvičení je riešenie teoretických úloh a príkladov z odprednášanej problematiky. V 6. týždni a v 11. týždni semestra sa uskutočnia písomné previerky pozostávajúce z riešenia troch príkladov z problematiky riešenej na numerických cvičeniach do dňa konania previerky. Čas vymedzený na túto previerku bude 45 minút. Maximálny zisk z jednej previerky bude 15 % z celkového hodnotenia predmetu. Oprava jednej z týchto previerok (podľa voľby študenta) je možná v termíne, ktorý určí cvičiaci, spravidla v zápočtovom týždni. Pri neúčasti na previerke (v zvlášť zdôvodnených prípadoch, ktoré posudzuje vedúci cvičenia) ju možno absolvovať v náhradnom termíne najneskôr 2 týždne po pôvodnom termíne. Aktivitu študenta na cvičeniach môže hodnotiť vedúci cvičenia max. počtom 10 % z celkového hodnotenia predmetu. Cvičenia sú povinné.
Literatúra:
- J. Hlaváčová, J. Ziman, M. Kovaľaková, B. Zagyi: Fyzika I, TU Ko¹ice 2005
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fyzika, VUT v Brne 2000
- V. Hajko, J. Daniel-Szabó: Základy fyziky, Veda, Bratislava 1980
- J. Krempaský: Fyzika, Alfa, Bratislava 1982
- J. Hlaváčová, M. Kovaľaková, M. Kladivová, L. Ševčovič: Úlohy z fyziky, TU Ko¹ice 2010
- J. Hlaváčová, M. Kovaľaková, J Ziman, elfa, Košice: Physics I, II
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Physics
tags: #katedra #fyziky #tuke #sjf #podklady #ku
