Detail předmětu

Fyzika pro audio inženýrství

IFAI FEKT VUT BPC-FY1B Ak. rok 2019/2020 zimní semestr 6 kreditů

Předmět Fyzika 1 tvoří první část dvousemestrového základního kurzu fyziky se zaměřením na oblasti využitelné ve zvukové technice. Vzhledem k jeho umístění v 1. semestru bakalářského studia nejsou probírány partie využívající ve větší míře vyšší matematiku, především pak diferenciální a integrální počet. Těmto partiím se studenti následně věnují v předmětu Fyzika 2 ve 2. semestru studia, kdy již mají absolvovaný kurz Matematika 1. První část předmětu Fyzika 1 je věnována základům mechaniky částic, síle a pohybu. Následují harmonické, tlumené a vynucené kmity, dále pak postupné a stojaté vlnění, superpozice a interference vln. Další probíranou oblastí jsou elektrické a magnetické pole, kde se budou studenti věnovat jejich vzniku, vlastnostem a základním zákonům.

Garant předmětu

Jazyk výuky

český

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

26 hod. přednášky, 26 hod. laboratoře, 12 hod. pc laboratoře

Bodové hodnocení

60 zkouška, 12 půlsemestrální test, 10 cvičení, 18 laboratoře

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Bogatyreva Nadezda, Mgr., Ph.D. (FEKT VUT)
Gajdoš Adam, Ing. (FEKT VUT)
Škvarenina Ľubomír, Ing. (FEKT VUT)
Trčka Tomáš, Ing., Ph.D. (FEKT VUT)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
  • Sestavit pohybovou rovnici a využít ji při řešení pohybu hmotného bodu a tuhého tělesa a jejich soustav,
  • aplikovat zákony zachování energie a hybnosti při popisu fyzikálních dějů,
  • sestavit pohybovou rovnici kmitavého pohybu,
  • popsat harmonické, tlumené a vynucené kmity,
  • vysvětlit vznik postupného a stojatého vlnění,
  • popsat jevy superpozice a interference vlnění,
  • popsat vznik elektrických a magnetických polí, vysvětlit souvislosti mezi jednotlivými veličinami.

Cíle předmětu

Cílem předmětu je poskytnout studentům jasný a logický výklad základních fyzikálních pojmů a zákonů se zaměřením na oblasti využitelné ve zvukové technice. Jedná se především o mechaniku částic, kmity, vlny, elektrické a magnetické pole. Porozumění těmto pojmům a zákonům bude posíleno pomocí širokého spektra zajímavých aplikací. Praktické ověření získaných poznatků proběhne v laboratorním cvičení.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen používat kartézský systém souřadnic a měl by ovládat grafické znázornění funkčních průběhů. Měl by umět pracovat s fyzikálními veličinami, jednotkami a rovnicemi. Měl by ovládat matematický aparát na úrovni základní práce s vektory, lineárními rovnicemi, goniometrickými, exponenciálními a mocninnými funkcemi. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací pracovníka poučeného" dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Literatura referenční

  • HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fyzika. Vysoké učení technické v Brně, Vutium, Prometheus Praha, 2000, 2003, 2006.
  • FYZIKA. Studijní materiály k přednáškám, cvičením a laboratornímu cvičení. Stránka předmětu na eLearningu VUT.
  • HOLZNER, Steve. Physics For Dummies. John Willey & Sons, Inc., 2005. (EN)
  • KOKTAVÝ, B. Úvod do studia fyziky. VUTIUM, Brno, 1998.
  • KOKTAVÝ, B.: Mechanika hmotného bodu, VUTIUM Brno, 1998.

Osnova přednášek

  1. Úvod do studia fyziky. Fyzikální veličiny a jednotky, vektory ve fyzice, goniometrické funkce, souřadné systémy.
  2. Kinematika hmotného bodu. Druhy pohybů, pohyb rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený, princip superpozice, složený pohyb, pohyby v zemském tíhovém poli, pohyb po kružnici.
  3. Dynamika hmotného bodu. Základní veličiny dynamiky, Newtonovy pohybové zákony, druhy sil, sestavení pohybové rovnice.
  4. Dráhový a časový účinek síly. Práce, energie, výkon, hybnost, zákony zachování, ráz těles.
  5. Kmity. Kmitavý pohyb, oscilátor, harmonické kmity, vlastní a tlumené kmity, rychlost a zrychlení, energie kmitavého pohybu.
  6. Skládání a rozklad kmitů, rázy, Lissajousovy obrazce, nucené kmity, rezonance.
  7. Mechanické vlnění. Postupná vlna, podélná a příčná vlna, fázová rychlost, polarizace, Huygensův princip, difrakce, odraz a lom.
  8. Superpozice a interference vln, stojaté vlny, vlastní kmity, vlastní kmity na struně.
  9. Elektrické pole. Elektrický náboj, síla, intenzita, práce, potenciál, napětí.
  10. Vodič v elektrostatickém poli, kapacita, kondenzátor, elektrický dipól, dielektrikum v elektrostatickém poli, polarizace dielektrika, aplikace v elektroakustických měničích.
  11. Elektrický proud. Elektrický proud v látkách, Ohmův zákon, elektrický odpor, rezistor, závislost odporu na teplotě, práce a výkon elektrického proudu, elektrický zdroj, Kirchhoffovy zákony.
  12. Magnetické pole. Magnetické indukční čáry, magnetická indukce, magnetické silové působení, aplikace v elektroakustických měničích.
  13. Hallův jev, magnetické pole cívky, magnetické vlastnosti látek.

Kontrolovaná výuka

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratorní cvičení. Předmět využívá e-learning (Moodle).
Laboratorní výuka a počítačová cvičení jsou povinné, řádně omluvené zmeškané laboratorní nebo počítačové cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Podmínky zápočtu

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Celkové maximální hodnocení předmětu je 100 bodů.
Student získá až:
  • 30 bodů za laboratorní cvičení (6 protokolů a 1 test),
  • 10 bodů za počítačové cvičení,
  • 60 bodů za zkoušku (písemná část 40 bodů a ústní část 20 bodů).
Pro postup do ústní části je nutné získat v písemné části alespoň 15 bodů.
Pro úspěšné složení zkoušky je nutné získat z ústní části alespoň 5 bodů.
Podmínkou úspěšného ukončení předmětu je získání zápočtu a vykonání závěrečné zkoušky. Celkový dosažený počet bodů pro absolvování předmětu musí být minimálně 50.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoPSKSkupInfo
Polaboratořvýuky T8/317 13:0014:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Gajdoš, Škvarenina, Trčka
Polaboratořvýuky T8/317 15:0016:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Gajdoš, Škvarenina, Trčka
Popoč. labsudý T8/527 15:0016:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Bogatyreva
Popoč. lablichý T8/527 15:0016:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Bogatyreva
Polaboratořvýuky T8/317 17:0018:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Gajdoš, Škvarenina, Trčka
Popoč. labsudý T8/527 17:0018:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Bogatyreva
Popoč. lablichý T8/527 17:0018:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Bogatyreva
Stpřednáškavýuky T8/020 09:0010:50 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT xx Koktavý

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT, 1. ročník, volitelný
  • Program IT-BC-3, obor BIT, 1. ročník, volitelný
Nahoru