Mechanika a akustika
1. Úvod do fyziky: obsah a metody fyziky, hmota a pole, fyzikální veličina a jednotka, fyzikální zákony a rovnice, zákonná soustava jednotek SI, základní jednotky SI, rozměrová analýza, geometrie našeho světa, čas, kalendář, délka, plošný obsah, objem, rovinný úhel, prostorový úhel, hmotnost, váha a tíha, látkové množství, hustota
2. Kinematika hmotného bodu: poloha, pohyb, vztažná soustava, souřadná soustava, relativnost pohybu, rychlost, zrychlení, rovnoměrný pohyb, rovnoměrně zrychlený pohyb, obecný pohyb, tíhové zrychlení, volný pád, šikmý vrh, pohyb bodu po kružnici, úhlová rychlost, úhlové zrychlení, dostředivé zrychlení, normálové a tečné zrychlení
3. Kinematika a statika tuhého tělesa: tuhé těleso, vektor úhlové rychlosti, otáčivý pohyb, valivý pohyb, obecný pohyb tuhého tělesa, síla, silová přímka, skládání sil, dvojice sil, moment síly, podmínka statické rovnováhy, jednoduché stroje, těžiště a tíha, Guldinovy věty, těžiště a stabilita těles
4. Dynamika hmotného bodu: Newtonovy pohybové zákony, síly v mechanice, tíhová síla, síla pružnosti, tření a odpor prostředí, impuls a hybnost, reaktivní pohon, pohyb v poli centrální síly, mechanická práce, výkon, účinnost, kinetická energie, potenciální energie, konzervativní silové pole, zákony zachování
5. Mechanika soustavy hmotných bodů: první a druhá věta impulsová, hmotný střed, zákony zachování, srážky koulí, srážka dokonale nepružná, dokonale pružná a nedokonale pružná, šikmý ráz, rozpad částic
6. Dynamika tuhého tělesa: moment setrvačnosti, deviační momenty, Steinerova věta, rotace kolem pevné osy, silové reakce při rotaci, moment hybnosti, energie a práce při rotačním pohybu, pohybová rovnice, volný setrvačník
7. Relativita pohybu a setrvačné síly: inerciální vztažné soustavy, absolutní pohyb, princip relativity, neinerciální vztažné soustavy, setrvačné síly, odstředivá síla, Coriolisova síla, Machův princip
8. Gravitace: hvězdy a planety na obloze, geocentrismus a heliocentrismus, pohyb planet, Keplerovy zákony, gravitační zákon, gravitační pole, intenzita a potenciál, energie gravitačního pole, Gaussova věta, problém dvou těles, umělé satelity, kosmické rychlosti, problém tří těles, Lagrangeovy body, slapy, příliv a odliv, Rocheova mez, Clairotův sféroid
9. Mechanické kmity: obecné kmity, vratná síla, harmonické kmity, amplituda, fáze, frekvence, rovnice kmitání, kmity na pružině, torzní kmity, matematické kyvadlo, fyzické kyvadlo, reverzní kyvadlo, tlumené kmity, nucené kmity, rezonance, parametrické oscilace, skládání harmonických kmitů, Fourierovská analýza, Lissajoussovy obrazce, sférické kyvadlo, kónické kyvadlo, Foucaultovo kyvadlo, spřažené oscilátory, lineární řada oscilátorů, přechod k vlnové rovnici
10. Mechanika pevných látek: pružnost a pevnost, mechanické napětí, tlak, napěťový diagram, Hookův zákon, pevnost tlakových nádob, pevnost a pružnost v ohybu, pevnost ve vzpěru, pružnost a pevnost ve smyku a torzi, tenzor napětí, tenzor deformace
11. Mechanika kapalin a plynů: tlak, Pascalův zákon, hydrostatický tlak, vztlaková síla, plyny, atmosférický tlak, barometrická formule, standartní atmosféra, proudění kapalin a plynů, rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, stlačitelná tekutina, adiabatické proudění, Saint-Venantova rovnice, viskózní kapaliny, laminární a turbulentní proudění, odpor a aerodynamický vztlak, Magnusův jev, Eulerova rovnice, Navier-Stokesova rovnice
12. Vlnění a akustika: postupná vlna, odraz vlny, příčné vlnění, podélné vlnění, Huygensův princip, zákon odrazu, zákon lomu, ohyb vlnění, vlnová rovnice, rovnice struny, rezonátor, skládání vlnění, harmonická vlnění, vlnová délka, vlnový vektor, stojaté vlnění, rezonátor, módy, Chladniho obrazce, rychlost zvuku v plynech, kapalinách a pružných tělesech, disperze, fázová a grupová rychlost, rozdělení zvuků, hudební zdroje zvuku, souzvuk, akustická intenzita, hladina akustické intenzity, hlasitost zvuku, fyziologie lidského ucha, Dopplerův jev, ultrazvuk
Literatura:
1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fyzika, Vutium Brno 2001
2. F. Krupka: Fyzika, SNTL Praha 1981
3. I. G. Main: Kmity a vlny ve fyzice, Academia Praha 1990
4. V. Kolesnikov: Mechanika A,B, učební text UP Olomouc 1988
5. R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands: Přednášky z fyziky 1-3, Fragment Praha 2000
6. J. Horský, J. Novotný, M. Štefáník: Mechanika ve fyzice, Academia Praha 2001
7. L. D. Landau, J. M. Lifšic: Úvod do teoretické fyziky 1-2, Alfa Bratislava 1980