Kód predmetu:
N428F2_4B
Názov predmetu:
Fyzika I
Druh, rozsah a metóda vzdelávacích činností:
prednáška – 2 hod. týždenne (prezenčná metóda)
cvičenie – 2 hod. týždenne (prezenčná metóda)
Počet kreditov:
5
Odporúčaný semester:
Biotechnológia – bakalársky (denná prezenčná), 2. semester
Chemické inžinierstvo – bakalársky (denná prezenčná), 2. semester
Chémia, medicínska chémia a chemické materiály – bakalársky (denná prezenčná), 2. semester
Potraviny, výživa, kozmetika – bakalársky (denná prezenčná), 2. semester
Automatizácia, informatizácia a manažment v chémii a potravinárstve – bakalársky (denná prezenčná), 2. semester
Stupeň štúdia:
1.
Podmieňujúce predmety:
žiadne
Podmienky na absolvovanie predmetu:
1. Účasť študentov na všetkých prednáškach a všetkých výpočtových cvičeniach je v zmysle Študijného poriadku FCHPT STU povinná. Počas vyučovania je prísny zákaz používania mobilných telefónov, počítačov a iných elektronických zariadení, pokiaľ to priamo nevyžaduje učiteľ. Porušenie tohto zákazu, rovnako neospravedlnené opustenie vyučovacej miestnosti je dôvodom na neuznanie účasti na vyučovaní. 2. Účasť študenta na všetkých prednáškach je podmienkou k účasti na skúške. Absenciu na prednáške si môže študent v danom týždni nahradiť účasťou na prednáške v inom termíne. Prihlasovanie na náhradný termín prednášky sa realizuje elektronicky cez systém Moodle. Prednášajúci môže ospravedlniť neúčasť zapríčinenú chorobou alebo iným vážnym dôvodom, a to maximálne na troch prednáškach. Formu nahradenia za absentujúcu prednášku určuje prednášajúci. Prípady neúčasti z vyššie uvedených dôvodov na viac než troch prednáškach posúdi a rozhodne garant predmetu na základe písomnej žiadosti študenta podanej na Študijnom oddelení FCHPT STU. 3. Vedúci cvičenia môže ospravedlniť neúčasť zapríčinenú chorobou alebo iným vážnym dôvodom, a to maximálne na troch výpočtových cvičeniach. Prípady neúčasti z takýchto dôvodov na viac než troch cvičeniach posúdi a rozhodne garant predmetu na základe písomnej žiadosti študenta podanej na Študijnom oddelení FCHPT STU. V prípade ospravedlnenej neúčasti na výpočtovom cvičení musí mať študent vypracované písomne a) všetky otázky a príklady, ktoré sú plánované pre daný týždeň semestra b) podľa náročnosti 2 až 4 príklady zadané vedúcim výpočtového cvičenia k precvičovanej téme daného týždňa semestra. Absenciu na výpočtovom cvičení si môže študent v danom týždni nahradiť účasťou na výpočtovom cvičení v inej študentskej skupine (krúžku), pokiaľ to kapacita seminárnej miestnosti umožňuje. Prihlasovanie na docvičovanie sa realizuje elektronicky cez systém Moodle. 4. Elektronické testy (TE) v systéme Moodle sú priebežné testy zamerané najmä na základnú terminológiu a fyzikálne vzťahy používanú v predmete Fyzika I. Sú výberom analogických otázok a praktických fyzikálnych problémov, ktorých súpis je dostupný v harmonograme výpočtových cvičení. Študent ich priebežne vypracováva samostatne na počítači ako domáce úlohy. Počet testov a povinné termíny ich vypracovania sú uvedené v e-learningových harmonogramoch systému Moodle: http://ufchchf.chtf.stuba.sk/pedagogika-a-studium/aktualne-informacie/fyzika pozri Fyzika 1: Výpočtové cvičenia a Semináre. Minimálna požadovaná úspešnosť odpovedí na otázky z každého testu na domácu úlohu je 56%. Nevypracovanie každej domácej úlohy s úspešnosťou lepšou ako 56% v stanovenom termíne sa hodnotí malusom, t.j. odčíta sa jeden bod za každú nevypracovanú domácu úlohu. Malusy získané počas semestra sa navzájom sčítavajú. Na konci semestra, prebehne písanie kontrolného semestrálneho elektronického testu TEC, ktorý je výberom otázok z domácich úloh riešených počas semestra. Študent sa môže zúčastniť tohto testovanie iba vtedy, ak nemá žiadnu neospravedlnenú neúčasť na výpočtovom cvičení a zároveň má úspešne vypracovaný ako domácu úlohu cvičný elektronický test TEC. Kontrolný test sa píše v určených miestnostiach pod dohľadom vyučujúceho, prihlasovanie sa na termín písania testu sa uskutoční prostredníctvom systému Moodle. Maximálny čas určený na napísanie kontrolného semestrálneho testu je 40 minút. Za napísanie tohto kontrolného semestrálneho testu na konci semestra môže študent získať maximálne 20 bodov, ktoré sa mu priamo pripočítavajú ku skúške. Výsledné bodové hodnotenie ku skúške (SK-body) z kontrolného testu TEC a prácu počas semestra sa vypočíta podľa vzťahu: kde CM je celkový súčet malusových bodov získaných za nevypracovanie domácich úloh a TEC je počet bodov získaných za kontrolný test ku skúške. V prípade zápornej hodnoty SK-body sa bodové hodnotenie považuje za rovné nule. Pokiaľ študent navštevoval a úspešne absolvoval predmet Seminár z fyziky alebo Proseminár z fyziky, test TEC nemusí písať. Ku skúške sa mu vtedy zarátajú body získané z elektronických kontrolných testov TE1 (maximum 10 bodov) a TE2 (maximum 10 bodov) písaných počas semestra na hodine Proseminára z fyziky, t.j. TEC = TE1+TE2. Harmonogramy pre písanie testov TE1 a TE2 sú uvedené ako súčasť harmonogramu predmetov Seminár z fyziky, resp. Proseminár z fyziky. V prípade, že študent nezískal minimálny počet z celkového testu (body TEC), má možnosť písať opravný test (trvanie 50 minút, maximum 20 bodov) na termínoch určených počas skúškového obdobia. Na termín písania testu sa študent prihlasuje elektronicky. 5. Skúška je písomná. Na napísanie teoretických otázok je určený maximálny čas 75 minút a maximálny čas 50 minút pre napísanie príkladovej časti skúšky. Podmienkou pre vykonanie skúšky je dosiahnutie predpísanej povinnej účasti na vzdelávacích činnostiach, t.j. prednáškach a výpočtových cvičeniach a súčasne musí študent získať minimálne 10 TEC bodov. Počas semestra môže študent získať ku skúške z elektronických testov celkovo 20 bodov (SK-body). Na písomnej časti skúšky v skúšobnom období môže študent získať celkovo 80 bodov. Skúšobný protokol na písomnej časti skúšky pozostáva z troch častí: - zo základných teoretických otázok (ZO) za 25 bodov; - zo širších teoretických otázok (ŠO) za 25 bodov; - z príkladov (PR) za 30 bodov. Požadované minimum z týchto častí skúšky je 25 bodov zo ZO+ŠO a 16 bodov z PR. 6. Základné a širšie teoretické otázky sú výberom a prípadne kombináciou otázok zverejnených v zoznamoch Základné teoretické otázky a Širšie teoretické otázky. 7. Príklady sú výberom čiastočne upravených príkladov z Harmonogramu odporúčaných úloh a príkladov pre výpočtové cvičenie z Fyziky II. Príklady možno na určených termínoch počas skúškového obdobia písať formou elektronického testu, ktorý trvá 50 minút. Na daný termín sa musí študent prihlásiť elektronicky. Nenapísaním testu študent nestráca termín skúšky. Napísaním príkladov s úspešnosťou lepšou ako 16 bodov sa toto hodnotenie ponecháva na celé obdobie príslušného akademického roka, t.j. študent už nemusí písať príkladovú časť skúšky a v rámci skúšky píše iba test s teoretickými otázkami. V prípade, že študent podvádza na skúške, stráca body za príkladovú časť skúšky a postupuje sa v zmysle platných predpisov na FCHPT STU. Body z príkladov napísaných iba elektronicky sú platné na všetky termíny v skúškovom období, pokiaľ sa študent rozhodne písať iba teoretickú časť skúšky. Vybraných termínov skúšky, kde sa budú písať iba teoretické otázky, sa nemôžu zúčastniť študenti, ktorí úspešne nenapísali elektronický test z príkladov. 8. Skúšobný protokol vyhodnocuje spravidla prednášajúci, u ktorého je študent registrovaný v rozvrhovom module AIS. Študent má právo oboznámiť sa s hodnotením jednotlivých úloh, ako aj so správnym riešením. Študent musí vedieť vysvetliť pojmy a postupy použité pri odpovedi na otázky a pri riešení príkladov. V opačnom prípade sa body za daný príklad alebo otázku nezapočítajú. Výsledné bodové hodnotenie je určené súčtom bodov a malusov, t.j. SK-body + PR + PR + ZO + ŠO, pričom musí byť splnená podmienka dosiahnutia minimálneho počtu bodov z každej kategórie otázok a príkladov. 9. Hodnotenie skúšky je podľa celkového získaného počtu percent alebo zo 100 bodov nasledovné: Počet percent / bodov Hodnotenie 92,0 - 100,0 A 83,0 - 91,0 B 74,0 - 82,0 C 65,0 - 73,0 D 56,0 - 64,0 E 0,00 - 55,0 FX Ak študent dosiahol na skúške percentuálnu hodnotu 50 až 55% z celkového počtu bodov, skúšajúci môže po zvážení vypracovania jednotlivých častí skúšky a s prihliadnutím na úspešnosť testov v systéme Moodle počas semestra, preveriť u študenta znalosť problematiky pre získanie výsledného hodnotenia E. 9. Študent sa musí na skúšku vopred prihlásiť (a prípadne sa z nej včas odhlásiť) pomocou Akademického informačného systému STU. Študentovi, ktorý sa bez odhlásenia a ospravedlnenia nezúčastní na skúške, na ktorú je prihlásený, termín skúšky prepadne – zapíše sa mu známka FN. O organizačnom priebehu skúšky môže byť študent informovaný aj prostredníctvom e-mailu v AIS. 10. Informácie a študijné materiály pre študentov (sylaby prednášok, harmonogramy výpočtových cvičení, zoznamy teoretických otázok na skúšku, elektronické verzie skrípt a pod.) sú čiastočne rozposielané (aktuálne informácie) prostredníctvom e-mailu v AIS alebo dostupné kompletne na www stránke FCHPT STU / Ústav fyzikálnej chémie a chemickej fyziky / Informačná stránka ústavu / PEDAGOGIKA A ŠTÚDIUM / Aktuálne informácie http://ufchchf.chtf.stuba.sk/pedagogika-a-studium/aktualne-informacie/fyzika
Výsledky vzdelávania:
Študent získa základné poznatky z mechaniky hmotného bodu, mechaniky sústavy hmotných bodov, mechaniky tuhého telesa, mechaniky kontinua a kmitov. Vie aplikovať fyzikálne zákony na riešenie fyzikálnych úloh.
Stručná osnova predmetu:
1. Kinematika hmotného bodu. (dotácia 2/2)
 
a. Predmet fyziky, jej úloha v štúdiu na FCHPT, vzťah k iným predmetom. Fyzikálne veličiny, rozmery a jednotky. Medzinárodná sústava jednotiek SI. Skalárne a vektorové veličiny.
b. Kinematika hmotného bodu skalárne.
c. Klasifikácia pohybov podľa trajektórie. Priamočiary pohyb: poloha, rýchlosť a zrýchlenie. Klasifikácia priamočiarych pohybov podľa zrýchlenia.

2. kinematika hmotného bodu (pokračovanie) (dotácia 2/2)
 
a. Časová závislosť rýchlosti a polohy pri jednotlivých typoch priamočiarych pohybov, počiatočné podmienky.
b. Kinematika hmotného bodu vektorovo. Vektorová funkcia skalárnej premennej. Derivácia vektorovej funkcie. Popis polohy všeobecne, polohový vektor. Vektorovo stredná a okamžitá rýchlosť, stredné a okamžité zrýchlenie. Krivočiary pohyb, rozklad zrýchlenia na tangenciálne a normálové. Kruhový pohyb.
c. Skalárny a vektorový popis kruhového pohybu, vyjadrenie zrýchlení pri kruhovom pohybe.

3. Dynamika hmotného bodu. (dotácia 2/2)
 
a. Newtonove pohybové zákony, impulz sily.
b. Pohybová rovnica, postup pri jej riešení. Príklady - horiznotálny a šikmý vrh.

4. Dynamika hmotného bodu (pokračovanie). (dotácia 2/2)
 
a. Hranice platnosti Newtonových zákonov.
b. Zotrvačné sily v neinerciálnych vzťažných sústavách (sústava v priamočiarom pohybe, rotujúca sústava, zotrvačná odstredivá sila, Coriolisova sila).

5. Dynamika hmotného bodu (pokračovanie). (dotácia 2/2)
 
a. Práca, výkon, účinnosť. Konzervatívne a nekonzervatívne sily.
b. Kinetická a potenciálna energia a ich súvis s prácou. Potenciálna energia pre tiažovú a deformačnú silu.
c. Zákon zachovania mechanickej energie pri pohybe hmotného bodu v konzervatívnom silovom poli.

6. Dynamika sústavy hmotných bodov. (dotácia 2/2)
 
a. Stupne voľnosti, hmotný stred.
b. 1. impulzová veta, veta o pohybe hmotného stredu. Zákony zachovania hybnosti.
c. Moment hybnosti. 2. impulzová veta. Zákon zachovania momentu hybnosti.
d. Zákon zachovania mechanickej energie v sústave hmotných bodov.

7. Dynamika sústavy hmotných bodov (pokračovanie). (dotácia 2/2)
 
a. Prvá veta termodynamická.
b. Pružné a nepružné zrážky telies.

8. Dynamika dokonale tuhého telesa. (dotácia 2/2)
 
a. Druhy pohybov tuhého telesa.
b. Kinetická energia pri rotačnom a zloženom pohybe tuhého telesa.
c. Moment zotrvačnosti telesa vzhľadom na rotačnú os, Steinerova veta.

9. Dynamika dokonale tuhého telesa (pokračovanie). (dotácia 2/2)
 
a. Práca a výkon pri rotácii tuhého telesa. Súvis momentu hybnosti s uhlovou rýchlosťou.
b. Pohybová rovnica otáčania telesa okolo pevnej osi (rovinná rotácia), ako príklad pohybová rovnica fyzikálneho kyvadla.

10. Kmitanie. (dotácia 2/2)
 
a. Harmonické kmitanie, mechanický lineárny harmonický oscilátor, energia mechanického lineárneho harmonického oscilátora.
b. Riešenie pohybovej rovnice pre fyzikálne a matematické kyvadlo.
c. Kmitanie dvojatómovej molekuly, redukovaná hmotnosť.

11. Kmitanie (pokračovanie). (dotácia 2/2)
 
a. Tlmený harmonický pohyb. Vynútené kmitanie, rezonancia, rezonančná frekvencia a amplitúda.
b. Skladanie rovnobežných kmitov s rovnakou a rôznou frekvenciou.
c. Skladanie kolmých kmitov.

12. Mechanika tekutín. (dotácia 2/2)
 
a. Ideálna kvapalina.
b. Hydrodynamika. Popis prúdenia tekutiny. Definícia prúdnice, elementárny objemový a hmotnostný tok. Rovnica kontinuity. Plošné a objemové sily. Mechanická energia prúdiacej kvapaliny a práca tlakových síl - Bernoulliho rovnica. Príklady použitia Bernoulliho rovnice - Torricelliho vzťah, meranie prietoku.
c. Reálne kvapaliny, definícia viskozity. Laminárne a turbulentné prúdenie.

13. Mechanika tekutín (pokračovanie). (dotácia 2/2)
 
a. Hydrostatika.
b. Základná rovnica hydrostatiky v tiažovom poli.
c. Hydrostatický tlak, Pascalov zákon a Archimedov zákon.

Odporúčaná literatúra:
Základná:
  • LAURINC, V. Fyzika I. Bratislava : Alfa, 1983. 185 s.
  • LAURINC, V. Fyzika I: Zbierka príkladov a úloh. Bratislava : STU v Bratislave, 2000. 156 s. ISBN 80-227-1376-7.
  • LAURINC, V. Fyzika I. Zbierka príkladov a úloh. Bratislava: STU, 2000. 156 s. ISBN 80-227-1376-7.
  • LAURINC, V. – BUŠOVSKÝ, L. – FEDORKO, P. – HOLÁ, O. – LUKÁČ, P. Fyzika I: Zbierka príkladov a úloh. Bratislava: STU, 2000. 156 s. ISBN 80-227-1376-7.
  • LAURINC, V. – VALACH, F. Fyzika I. Bratislava: STU, 1995. 195 s. ISBN 80-227-0734-1..
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. CD - Physics. Version 2.0. Fundamentals od Physics. (neuvedené) : John Wiley & Sons, 1997. ISBN 0-471-164563-.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fyzika. Brno: VUTIUM, 2000.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fyzika. Část 1. Mechanika: Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno : VUTIUM, 2000. 328 s. ISBN 80-214-1868-0.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fyzika: Část 2: Mechanika - Termodynamika: Vysokoškolská učebnice obecné fyziky. Brno : VUTIUM, 2000. 246 s. ISBN 80-214-1868-0.
  • LUKEŠ, V. – KLEIN, E. Fyzika I – Úlohy a testy. Bratislava: Nakladateľstvo STU , 2010. 167 s. ISBN 978-80-227-3255-0.
  • LUKEŠ, V. – ANNUS, J. – FEDORKO, P. – HOLÁ, O. – ILČIN, M. – KLEIN, E. Fyzika (Praktikum). Nakladateľstvo STU, 2011. 263 s. ISBN 978-80-227-3570-4.
  • HALLIDAY, D. – RESNICK, R. – WALKER, J. Fundamentals of physics. New York : John Wiley & Sons, 2005. 1247 s. ISBN 0-471-23231-9.
Jazyk, ktorého znalosť je potrebná na absolvovanie predmetu:
slovenský jazyk, anglický jazyk
Celkový počet hodnotených študentov:
1434

A 4 %

B 6.8 %

C 13.5 %

D 18.5 %

E 45.4 %

FX 11.8 %

Garant predmetu:
prof. Ing. Vladimír Lukeš, DrSc.
Dátum poslednej zmeny:
19. 9. 2019

Zabezpečuje:
Oddelenie chemickej fyziky

AIS: 2019/2020   2018/2019   2017/2018  

Facebook / Youtube

Facebook / Youtube

RSS