Fyzika: Mechanika a Termodynamika

Soubor flashcards pokrývající základní pojmy z kinematiky, dynamiky, mechaniky tuhého tělesa, kmitání, vlnění, mechaniky tekutin a termodynamiky podle přednáškových poznámek.

Skaláry

Fyzikální veličiny, které jsou plně určeny pouze svou velikostí a fyzikální jednotkou a není u nich potřeba znát směr.

Vektory

Veličiny, které mají určenou velikost, směr, orientaci a jednotku; graficky se znázorňují jako orientovaná úsečka (šipka).

Jednotkový vektor

Vektor, který má stejný směr jako původní vektor, ale jeho velikost je rovna $1$.

Základní jednotky SI

Soustava obsahuje 7 základních jednotek: metr (m), kilogram (kg), sekunda (s), ampér (A), kelvin (K), mol (mol) a kandela (cd).

Kinematika

Část fyziky studující zákonitosti mechanického pohybu bez zkoumání jeho příčin.

Hmotný bod

Fyzikální model tělesa, jehož rozměry a tvar lze zanedbat a do kterého se soustředí veškerá hmotnost tělesa.

Trajektorie

Množina bodů, kterými hmotný bod při pohybu prochází; dělí se na přímočarou a křivočarou.

Tečné zrychlení

Složka zrychlení, která má směr tečny k trajektorii a vyjadřuje změnu velikosti rychlosti.

Normálové zrychlení

Složka zrychlení, která má směr normály a vyjadřuje změnu směru rychlosti.

Rovnoměrný přímočarý pohyb

Pohyb, při kterém je velikost i směr rychlosti konstantní, trajektorií je přímka a zrychlení je nulové.

Perioda ($T$)

Doba, za kterou proběhne jedno oběhnutí kružnice nebo jeden kmit.

Frekvence

Veličina vyjadřující počet otáček nebo kmitů za $1\,s$.

Úhlová rychlost

Veličina vyjadřující časovou změnu úhlové dráhy s jednotkou $rad \cdot s^{-1}$.

Svislý vrh vzhůru

Pohyb pod úhlem $90^{\circ}$, který se skládá z rovnoměrného přímočarého pohybu vzhůru a volného pádu; doba stoupání se rovná době klesání.

Hybnost ($\vec{p}$)

Vektorová veličina definující pohybový stav tělesa, určená jako součin hmotnosti a okamžité rychlosti ($m \times \vec{v}$).

1. Newtonův zákon (Zákon setrvačnosti)

Hmotný bod zůstává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud není nucen vnější silou tento stav změnit.

2. Newtonův zákon (Zákon síly)

Časová změna vektoru hybnosti je rovna výslednici působících sil.

3. Newtonův zákon (Zákon akce a reakce)

Síly, kterými na sebe vzájemně působí dva hmotné body, jsou stejně velké, ale opačně orientované; vznikají a zanikají současně.

Kinetická energie

Pohybová energie, kterou mají tělesa pohybující se vzhledem k dané vztažné soustavě; závisí na hmotnosti a rychlosti.

Potenciální energie

Polohová energie těles v silových polích nebo pružně deformovaných těles; rovná se práci vykonané při přemístění tělesa.

Tuhé těleso

Soubor částic vázaných vnitřními silami tak, že zachovávají stálé prostorové vzdálenosti a neměnný tvar.

Hmotný střed

Bod, do kterého lze soustředit celou hmotnost soustavy a popsat její pohyb jako posuvný pohyb tohoto bodu.

Moment síly ($\vec{M}$)

Veličina charakterizující míru otáčivého účinku síly na těleso kolem osy; jednotkou je $Nm$.

Steinerova věta

Moment setrvačnosti $J$ k libovolné ose je roven momentu setrvačnosti těžiště k téže ose zvětšenému o moment setrvačnosti $J_0$ k rovnoběžné ose jdoucí těžištěm.

Netlumený harmonický oscilátor

Ideální model kmitání bez odporu prostředí, kde systém kmitá se stále stejnou amplitudou po nekonečně dlouhou dobu.

Asymptotické plazení

Pohyb při nadkritickém tlumení, kdy je odpor prostředí extrémně velký a těleso se vrací do rovnovážné polohy velmi pomalu.

Příčné vlnění

Vlnění, při kterém body kmitají kolmo ke směru šíření; vzniká pouze v pevném skupenství.

Podélné vlnění

Vlnění, při kterém body kmitají ve směru šíření; může vznikat ve všech skupenstvích.

Huygensův-Fresnelův princip

Každý bod, do kterého vlnění dojde, se stává zdrojem elementárního vlnění; jejich obalová plocha tvoří vlnoplochu.

Pascalův zákon

Tlak vyvolaný vnější silou na kapalinu v uzavřené nádobě je ve všech místech stejný.

Hydrostatický paradox

Jev, kdy tlaková síla na dno nádoby závisí na hustotě, hloubce a obsahu dna, nikoliv na tvaru nádoby nebo celkové tíze kapaliny.

Bernoulliho rovnice

Vztah vyjadřující zákon zachování mechanické energie (kinetické, tlakové potenciální a tíhové potenciální) pro jednotkový objem proudící ideální kapaliny.

Laminární proudění

Proudění reálné tekutiny při malé rychlosti, kdy jsou proudnice rovnoběžné a netvoří se víry.

Teplotní roztažnost

Jev, při kterém tělesa mění své rozměry v důsledku změny teploty a zvýšeného kmitání částic.

Brownův pohyb

Nepřetržitý a chaotický pohyb drobných částic v tekutinách způsobený tepelným pohybem mikročástic.

Difúze

Samovolné pronikání částic z míst s vyšší koncentrací do míst s nižší koncentrací za účelem vyrovnání koncentrací.

1. Termodynamický zákon

Zákon o zachování energie: Teplo dodané soustavě se spotřebuje na zvýšení vnitřní energie a na vykonání práce.

2. Termodynamický zákon

Zákon určující směr samovolných dějů; teplo přechází z teplejšího na studenější a nelze sestrojit perpetuum mobile druhého druhu.

3. Termodynamický zákon

Zákon uvádějící, že při absolutní nule ($0\,K$) je entropie čisté krystalické látky rovna $0$ a této teploty nelze dosáhnout konečným počtem kroků.

Izochorický děj

Termodynamický děj probíhající při konstantním objemu, kde je tlak přímo úměrný termodynamické teplotě.

Izobarický děj

Termodynamický děj probíhající při konstantním tlaku, kde je objem přímo úměrný termodynamické teplotě.

Izotermický děj

Termodynamický děj probíhající při konstantní teplotě, kde je tlak nepřímo úměrný objemu.

Adiabatický děj

Děj probíhající bez tepelné výměny s okolím; plyn koná práci na úkor své vnitřní energie a platí pro něj Poissonův zákon ($p \cdot V^{\kappa} = \text{konst.}$).