Zkušební otázky BB01 - Fyzika, Doc. Schauer |
- Úvod
- Definujte a) fyzikální veličinu a b) fyzikální jednotku.
- a) Jaký rozdíl je mezi základní a odvozenou fyzikální veličinou,
b) co je to dimenze (rozměr) fyzikální veličiny?
- Jsou zadány dva vektory A= (Ax , Ay
, Az ) , B= (Bx , By
, Bz ) . Obecně určete souřadnice a) vektorového součtu,
b) vektorového součinu a c) hodnotu skalárního součinu.
- Kinematika hmotného bodu
- Vysvětlete pojmy, případně definujte veličiny: a) souřadná soustava,
b) polohový vektor, c) rychlost, d) zrychlení (včetně jednotek).
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Definujte veličiny: a) polohový vektor, b) rychlost, c) zrychlení
(vektorově). Uveďte jednotky všech definovaných veličin. Vysvětlete význam všech
veličin, které vystupují v rovnicích.
- Uveďte rovnice pro výpočet časové závislosti polohy x a rychlosti
v při přímočarém pohybu, a) pro pohyb rovnoměrný a b) pro
pohyb rovnoměrně zrychlený. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují
v rovnicích.
- Uveďte základní vektorové rovnice pro výpočet časové závislosti polohového
vektoru a rychlosti při rovnoměrně zrychleném obecném (křivočarém) pohybu, t.j.
pohybu v prostoru. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Napište parametrické rovnice pro výpočet souřadnic
polohy x a y kruhového pohybu s využitím a) úhlové dráhy při obecném kruhovém
pohybu, b) úhlové
rychlosti a času při rovnoměrném kruhovém pohybu. Vysvětlete význam všech
veličin, které vystupují v rovnicích.
- Napište rovnice pro výpočet časové závislosti souřadnic polohy x a y kruhového
pohybu s využitím úhlové rychlosti a úhlového zrychlení při rovnoměrně zrychleném
kruhovém pohybu. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Napište skalární rovnice vyjadřující souvislost a) obvodové a úhlové
rychlosti, b) obvodového a úhlového zrychlení kruhového pohybu hmotného
bodu.
- Jakými rovnicemi určíte a) tečné a b) odstředivé zrychlení
kruhového pohybu? Vysvětlete význam všech veliči n, které vystupují v rovnicích.
- Dynamika hmotného bodu
- Definujte základní veličiny dynamiky včetně jejich jednotek.
- Pomocí vektorových rovnic napište 2. a 3. Newtonův zákon. K popisu 2.
Newtonova zákona využijte hybnost! Vysvětlete význam
všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Vysvětlete co je to a) setrvačná síla v neinerciální vztažné soustavě
(posouvající se soustava) a b) napište rovnici pro výpočet této síly.
- a) Alespoň vyjmenujte zdánlivé síly v neinerciální vztažné soustavě, která rotuje vzhledem k inerciální soustavě. b) Napište vektorovou rovnici, kterou určíte odstředivou sílu v rotující neinerciální vztažné soustavě. Vysvětlete význam
všech veličin, které vystupují v rovnici.
- Definujte a) mechanickou práci (integrální definice-vektorově) a
b) mechanický výkon. Výkon vyjádřete i pomocí rychlosti, opět věktorově.
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Definujte potenciální energii (integrálně pro obecné fyzikální pole)
a uveďte její jednotku. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnici.
- Uveďte vektorovou definiční rovnici pro a) impuls síly a uveďte
jeho jednotku. b) Napište
vektorovou větu o hybnosti. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují
v rovnicích.
- Definujte a) moment síly (vektorově) a b) moment hybnosti
(vektorově). c) Rovnicí uveďte jejich souvislost.
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Soustava hmotných bodů
- Vysvětlete následující pojmy sloužící k popisu soustavy hmotných bodů:
a) stupeň volnosti, b) vnitřní síly. c) Jaký vliv
mají vnitřní
síly a momenty vnitřních sil soustavy hmotných bodů na pohybovou změnu soustavy?
- a) Definujte slovy a b) stanovte obecný výpočet polohy těžiště
soustavy hmotných bodů. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují
v rovnicích.
- Odvoďte nebo alespoň formulujte I. a II. impulsovou větu pro soustavu
hmotných bodů. Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Tuhé těleso
- Co je to tuhé těleso? a) Kolik má nejvíce stupňů volnosti? b) Jaký
je obecný výpočet jeho těžiště?
- Určete vektorové podmínky rovnováhy tuhého tělesa. Vysvětlete význam
všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- Jak vzniká a) posuvný, b) otáčivý pohyb tuhého tělesa?
- Vysvětlete základní vlastnosti a) posuvného a b) otáčivého
pohybu tuhého tělesa.
- Vyjmenujte veličiny, které mají stejnou hodnotu pro libovolný
bod tuhého tělesa a) při
pohybu posuvném, b) při pohybu rotačním?
- a) Jak je integrálně definován moment setrvačnosti tuhého tělesa a jaká
je jeho jednotka? b) Uveďte Steinerovu větu! Vysvětlete význam všech veličin,
které vystupují v rovnicích.
- S použitím Steinerovy věty odvoďte moment setrvačnosti a) koule rotující
kolem osy dotýkající se povrchu koule, b) válce rotujícího kolem osy,
která celá leží v plášti válce.
- Jak určíte kinetickou energii tuhého tělesa a) pro translační pohyb
a jak b) pro rotační pohyb. c) Jaká je kinetická energie při
pohybu tuhého tělesa rotujícího kolem osy, která se translačně posouvá.
- Jakou vykoná těleso práci, pokud se pootočí o úhel j
při působení momentu síly M (v integrálním tvaru, vektorově)?
Jaký má při tom výkon (vektorově)? Vysvětlete význam všech veličin, které
vystupují v rovnicích.
- Gravitační pole
- Otázka k procvičení (nebude u písemek):
a) Co je to gravitační pole? b) Napiště vektorovou rovnici
pro Newtonovu gravitační sílu, dokumentujte obrázkem! Vysvětlete význam všech
veličin, které vystupují v rovnici. c) Je gravitační pole konzervativní?
- Uveďte obecný výpočet gravitační potenciální energie: a) tělesa v
gravitačním poli planety obecně s nulovou potenciální energií v nekonečnu,
b) tělesa na Zemi s nulovou potenciální energií na povrchu Země)
- Nakreslete do grafu závislost gravitační potenciální energie tělesa na
vzdálenosti od středu planety a) pro pole s nulovou potenciální energií
v nekonečnu b) pro těleso v okolí Země s nulovou potenciální energií
na povrchu Země.
- Hydrostatika
- a) Definujte rovnicí povrchové napětí a vysvětlete význam veličin,
které v rovnici vystupují. b) Uveďte jeho fyzikální podstatu a jednotku!
c) Uveďte důkazy jeho existence!
- a) Které dva druhy tlaku jsou v kapalině? b) Napište (obecně
vektorově) Eulerovu rovnici pro hydrostatický tlak a potom ji specifikujte pro
gravitační pole! Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnici.
- Napište obecnou integrální rovnici pro tlakovou sílu působící na obecnou
plochu S, je-li znám tlak v závislosti na poloze p(x,y,z).
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnici.
- Napište rovnici pro vztlakovou sílu působící na těleso ponořené do kapaliny
(Archimedův zákon). Objem tělesa je V a jeho ponořená část je V0.
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnici.
- Napište rovnici závislosti atmosférického tlaku na výšce h nad Zemí a
tuto závislost zakreslete i graficky!
- Hydrodynamika
- Definujte a) objemový průtok, b) hmotnostní průtok kapaliny!
Uveďte rovnici kontinuity pro stlačitelnou kapalinu! Vysvětlete význam všech
veličin, které vystupují v rovnicích.
- Odvoďte nebo alespoň napište tři typy objemových hustot energie proudící
kapaliny (člen kinetický, tlakový, výškový). Vysvětlete význam všech veličin,
které vystupují v rovnicích.
- a) Napište Bernoulliovu rovnici a vysvětlete význam všech veličin,
které v ní vystupují. b) Vyjmenujte názvy členů Bernoulliovy rovnice!
- a) Vektorovou rovnicí vyjádřete sílu, která působí na kapalinu v
zakřiveném potrubí? Určete sílu, kterou působí vytékající kapalina kolmo na b) pevnou,
c) pohyblivou rovinnou stěnu. Vysvětlete význam všech veličin, které
vystupují v rovnicích
- Mechanické kmity
- Vysvětlete následující pojmy mechanického kmitání: a) amplituda,
b) fáze, c) frekvence. d) Jak nazvete kmity, působí-li
na oscilátor pouze direktivní síla?
- Napište rovnici časové závislosti a) výchylky, b) rychlosti,
c) zrychlení vlastních kmitů. d) Od všech těchto veličin určete jejich
efektivní hodnoty.
- a) Definujte tuhost harmonického oscilátoru. Vysvětlete význam všech
veličin, které vystupují v rovnici. b) Jaká je výchylka oscilátoru,
působí-li na něj maximální síla? c) Při jakém stavu oscilátoru na
něj nepůsobí žádná síla (tedy ani direktivní)?
- a) Co je to direktivní síla, jak souvisí s výchylkou kmitů? b) Napište
diferenciální pohybovou rovnici vlastních (volných) kmitů a vysvětlete význam
všech veličin, které v rovnici vystupují!
- Určete a) kinetickou, b) potenciální a c) celkovou
energii oscilátoru. d) Všechny formy energie zakreslete do společného
grafu v závislosti na výchylce.
- a) Napište rovnici tlumící síly harmonického oscilátoru a b) z
ní odvoďte (nebo alespoň napište) diferenciální pohybovou rovnici tlumených
kmitů. Vysvětlete význam všech veličin, které v rovnicích vystupují!
- Napište rovnici pro a) výchylku a b) energii podkriticky tlumeného
harmonického oscilátoru.
- Napište podmínku pro vznik a) kriticky, b) podkriticky a c) nadkriticky
tlumeného kmitavého harmonického pohybu. d) Který z nich je periodický?
- a) Jak určíte frekvenci tlumených kmitů? b) Definujte útlum.
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- a) Definujte logaritmický dekrement útlumu! b) Jak se tento
parametr tlumení určí pomocí součinitele tlumení a periody tlumených kmitů?
Vysvětlete význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
- a) Napište rovnici, kterou určíte budící sílu nucených kmitů oscilátoru.
b) Sestavte diferenciální pohybovou rovnici nucených kmitů. Vysvětlete
význam všech veličin, které v obou rovnicích vystupují!
- a) Napište rovnici pro výchylku nucených kmitů s "ustálenou" amplitudou.
b) S jakou frekvencí bude buzený oscilátor kmitat? c) Kdy dochází
k resonanci buzeného oscilátoru (napište resonanční podmínku)? Vysvětlete
význam všech veličin, které vystupují v rovnicích.
|