Prednášky - materiály - fricova
doc. RNDr. Oľga Fričová, PhD.
Hlavná ponuka:
Prednášky - materiály
Materiály pozostávajú z častí:
- Doštudovať a doplniť do poznámok: v tejto časti budú uvedené zdroje, z ktorých si treba doplniť poznámky do prednášok
- Pre zaujímavosť doplňujúce zdroje: v tejto časti budú uvedené zdroje, ktoré slúžia ako doplnok k prednáškam. Netreba si ich doplňovať do prednášok. Slúžia ako zaujímavosť pre tých, ktorých fyzika viac zaujíma.
- Materiály z prednášky: obsahuje niektoré materiály z prednášok (aplety, video).
- Čo sme sa naučili: obsah pojmov na skúšku
- Úlohy na precvičenie
Ku každej kapitole je na Moodli uverejnený dodatkový učebný text obsahujúci aj riešené príklady.
1. prednáška: Operácie s vektormi - opakovnie, Fyzikálne polia, Gravitačné pole
Materiály z prednášky: Teória k vektorom v učebnici Olčák, Gibová: Mechanický pohyb častice a telesa
Čo sme sa naučili: skalárne násobenie dvoch vektorov (vyjadriť skalárny súčin pomocou uhla a pomocou súradníc, vedieť vyjadriť uhol dvoch vektorov zo skalárneho súčinu),
vektorové násobenie dvoch vektorov (učiť súradnice, smer, veľlkosť)
Charakterizovať fyzikálne pole, štyri základné druhy interakcií.
Charakterizovať gravitačné pole, formulovať Newtonov gravitačný zákon, definovať gravitačnú silu, intenzitu a potenciál GP pre pole tvorené 1 HB, viacerými HB, telesom, charakterizovať siločiary a ekvipotenciálne hladiny, znázorniť ich pre homogénne a radiálne GP, vysvetliť súvis medzi intenzitou gravitačného poľa a gravitačným zrýchlením.
2. prednáška: Gravitačné pole, Elektrostatické pole
Doštudovať a doplniť do poznámok: dokončiť príklad
Pre zaujímavosť doplňujúce zdroje: video Cesta na Mars
Čo sme sa naučili: Charakterizovať gravitačné pole Zeme, odvodiť vzťah pre rýchlosť obiehania družíc okolo Zeme, 1. a 2. kozmickú rýchlosť.
Charakterizovať elektrostatické pole, vlastnosti elektrického náboja a zákony, ktoré preň platia, charakterizovať elektrostatickú interakciu, definovať elektrickú silu v skalárnom aj vektorovom tvare (Coulombov zákon), definovať objemovú, plošnú a dĺžkovú hustotu elektrického náboja, intenzitu EP pre pole tvorené 1 bodovým nábojom (BN), viacerými BN, telesom.
Úlohy na precvičenie: 1. - 3, 8, 9, 11, 12 z kapitoly Elektrostatické pole v Gravitačné a elektrostatické pole,
3. prednáška: Elektrostatické pole
Čo sme sa naučili: Definovať potenciál EP pre pole tvorené 1 BN, viacerými BN, nabitým telesom, odvodiť vzťah medzi napätím a prácou elektrických síl, charakterizovať siločiary a ekvipotenciálne hladiny, znázorniť ich pre rôzne prípady EP, uviesť súvis medzi intenzitou a potenciálom EP, popísať pohyb nabitej častice v priečnom homogénnom EP a odvodiť vzťahy pre jej rýchlosť a dráhu.
Úlohy na precvičenie: 22 - 25, 28, 29 z kapitoly Elektrostatické pole v Gravitačné a elektrostatické pole,
4. prednáška: Elektrostatické pole
Čo sme sa naučili: Definovať tok vektora intenzity EP, slovne aj matematicky formulovať Gaussov zákon elektrostatiky, pomocou neho charakterizovať EP vo vnútri a v blízkosti nabitého vodiča, v dutine nabitého vodiča, v okolí nabitej nevodivej roviny, medzi dvoma nabitými vodivými rovinami, v okolí nabitej gule. Definovať kapacitu vodiča, kapacitu kondenzátora, charakterizovať kondenzátor, odvodiť vzťah pre kapacitu doskového kondenzátora; uviesť výslednú kapacitu kondenzátorov, ktoré sú zapojené sériovo, paralelne do obvodu (nakresliť obrázok zapojenia, vedieť popísať vzťah medzi napätím a nábojom na zdroji a jednotlivými kondenzátormi).
5. prednáška: Elektrostatické pole, Elektrický prúd
Čo sme sa naučili: Vysvetliť pojem dielektrikum a ako vplýva na kapacitu kondenzátora a intenzitu EP. Uviesť vzťah pre energiu EP sústavy nábojov, EP vodiča a kondenzátora, uviesť vzťahy pre energiu EP v priestore určitého objemu, pre hustotu energie EP a pre hmotnosť EP.
Definovať elektrický prúd vo vodičoch ako tok častíc, definovať slovne a matematicky stredný a okamžitý prúd, definovať hustotu prúdu a pomocou nej vyjadriť prúd v prípade, že sa prúd mení s časom, resp. je konštantný.
Úlohy na precvičenie: 22 - 29, 34 z kapitoly Elektrostatické pole v Gravitačné a elektrostatické pole, 4 a 5 v Elektrický prúd
6. prednáška: Elektrický prúd
Čo sme sa naučili: Vysvetliť pojmy driftová rýchlosť a objemová hustota náboja, vyjadriť hustotu prúdu pomocou objemovej hustoty náboja, vysvetliť a slovne formulovať Ohmov zákon v diferenciálnom tvare, odvodiť a slovne formulovať Ohmov zákon v integrálnom tvare, vysvetliť rozdiel medzi konduktivitou a konduktanciou, medzi rezistivitou a rezistanciou, uviesť vzťah pre závislosť rezistancie od rozmerov vodiča, uviesť vzťah pre závislosť rezistivity a rezistancie od teploty a vysvetliť príčiny tejto závislosti. Odvodiť a slovne formulovať Joulov zákon v integrálnom tvare, uviesť vzťahy pre výkon el. prúdu v objemovej jednotke vodiča a v objeme vodiča, uviesť vzťah pre Joulovo teplo.
7. prednáška: Elektrický prúd, Stacionárne magnetické pole
Materiály z prednášky: video1, video2, aplet, Zobrazenie magnetického poľa (2D), Zobrazenie magnetického poľa (3D), Neoddeliteľnosť pólov magnetu
Čo sme sa naučili: Charakterizovať zdroj elektromotorického napätia, ideálny a reálny zdroj elektromotorického napätia, vysvetliť pojmy elektromotorické napätie a cudzie sily, uviesť ich vzájomný súvis, sformulovať Kirchhoffove zákony, určiť výsledný odpor rezistorov zapojených paralelne a sériovo.
Charakterizovať zdroje magnetického poľa, magnetické indukčné čiary, magnetickú indukciu, charakterizovať magnetické pole Zeme, napísať vzťah pre magnetickú (Lorentzovu) silu, charakterizovať účinky jej pôsobenia na pohybujúcu sa nabitú časticu.
8. prednáška: Stacionárne magnetické pole
Materiály z prednášky: Silové pôsobenie magnetického poľa na vodič s prúdom, Magnetické pole v okolí vodiča s prúdom, Princíp činnosti elektromotora
Čo sme sa naučili: Popísať pohyb nabitej častice v homogénnom MP v rovine kolmej na smer vektora indukcie MP – odvodiť polomer kružnice, periódu, smer pohybu, popísať pohyb nabitej častice v homogénnom magnetickom poli po skrutkovici – odvodiť polomer skrutkovice, výšku závitu, periódu, smer pohybu, popísať pohyb nabitej častice v nehomogénnom magnetickom poli. Odvodiť a sformulovať slovne aj matematicky Ampérov zákon sily, ktorou MP pôsobí na vodič s prúdom, charakterizovať silové pôsobenie MP na prúdovú slučku, odvodiť vzťah pre moment dvojice síl pôsobiacich na prúdovú slučku v MP, uviesť využitie v praxi. Sformulovať slovne aj matematicky Biotov – Savartov – Laplaceov (BSL) zákon, pomocou neho odvodiť indukciu MP v strede krivosti kruhového závitu s prúdom.
Úlohy na precvičenie: z učebného textu na Moodli: riešený príklad 9.5, úlohy 9.3, 4, 7-9, 12, 13, 19.
9. prednáška: Stacionárne magnetické pole
Čo sme sa naučili: aplikovať Ampérov zákon sily a Biotov – Savartov – Laplaceov (BSL) na určenie vzájomného silového pôsobenia vodičov s prúdom, sformulovať slovne aj matematicky zákon celkového prúdu, aplikovať ho na určenie indukcie MP vnútri aj zvonku veľmi dlhého vodiča s prúdom, vnútri solenoidu a toroidu, napísať vzťahy pre spinový a orbitálny magnetický moment elektrónov, vysvetliť ich súvis s magnetickými vlastnosťami látky, napísať vzťahy pre veličiny intenzita MP, magnetická polarizácia, magnetizácia, magnetická susceptibilita, vysvetliť ich vzájomný súvis a ich súvis s magnetickými vlastnosťami látok
10. prednáška: Časovo premenné magnetické pole
Čo sme sa naučili: na základe pokusov ukázať, že premenné MP vyvolá vznik EP, vysvetliť pojmy indukované napätie, indukovaný prúd, elektromagnetická indukcia, uviesť tri zdroje elektromagnetického poľa a definovať ho, definovať (slovne a matematicky) magnetický indukčný tok, poznať jeho jednotku a vedieť určiť smer vektora elementárnej plochy, uviesť vzťah pre magnetický indukčný tok pre cievku, vysvetliť rozdiel medzi magnetickými indukčnými čiarami a elektrickými siločiarami a ich tokmi cez uzavretú plochu v prípade MP a EP, definovať (slovne a matematicky) Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie vo všeobecnosti, pre cievku a pre pohybujúci sa vodič v homogénnom MP, uviesť a vysvetliť Lenzov zákon, odvodiť vzťah pre indukované elektromotorické napätie pre pohybujúci sa vodič v homogénnom MP.
úlohy 15 a 17 z časti Stacionárne magnetické pole
11. prednáška: Časovo premenné magnetické pole
Čo sme sa naučili: odvodiť vzťah pre indukované elektromotorické napätie pre pohybujúci sa vodič v homogénnom MP, vysvetliť jav vlastnej indukčnosti, definovať (slovne a matematicky) vlastný magnetický indukčný tok, uviesť vzťah pre samoindukčné elektromotorické napätie, odvodiť vzťah pre vlastnú indukčnosť solenoidu a poznať jej jednotku, definovať (slovne a matematicky) vzájomný magnetický indukčný tok a celkový magnetický indukčný tok, napísať vzťah pre energiu magnetického poľa cievky (obrázok, slovné znenie, matematický zápis), napísať vzťah pre energiu magnetického poľa v objeme V.
Úlohy na precvičenie: úlohy z prednášok