Proběhlé přednášky pro středoškoláky

Přednášky LS 2017

9. března: Základy integrálů ve fyzice

Integrál je jedním z ústředních pojmů matematické analýzy. Řešení mnohých fyzikálních problémů se dá vyjádřit právě pomocí integrálů. Na této přednášce se jej pokusíme uchopit intuitivně. Ukážeme si na četných fyzikálních a matematických příkladech, jakým způsobem si vynucují (a generují) svá řešení v integrálním tvaru. Nastíníme i některé metody jejich konkrétního výpočtu spolu s odkazem na numerické metody. Zopakujeme pojmy zobrazení, funkce (včetně zavedení základních funkcí), derivace a variace v 1D. Tyto pojmy dále vhodně rozšíříme do více dimenzí.

Dominik Beck


23. března: Integrály ve fyzice

Na této přednášce rozvineme předchozí znalosti o (především) určitém integrálu. Ukážeme si některé příklady, které vedou na jeho výpočet. Dále pojem integrálu zobecněníme do více dimenzí, kde uvedu některé základní integrální věty. Naučíme se aproximovat funkce nekonečnými řadami, pomocí nového aparátu vyřešíme jednoduché variační a optimalizační problémy a některé diferenciální a integrální rovnice, na závěr uvedu klasické řešení rovnice difuze.Přednáška "Integrály ve fyzice" navazuje na přednášku "Základy integrálů ve fyzice", volně též na přednášky "Derivace a integrály ve fyzice", "Obyčejné diferenciální rovnice", "Diferenciální operátory ve fyzice" a "Diferenciální rovnice".

Dominik Beck


6. dubna: Zpracování měření

V souladu s osnovami fyzikální olympiády si vybereme a ještě podrobněji rozebereme nejdůležitější témata týkající se zpracování dat z fyzikálních experimentů, nastíníme teorii nejistot a chyb měření a probereme i metody jejich výpočtů. Zaměříme se přitom hlavně na praktickou stránku věci a pro lepší představu na proces experimentu jako takový, spíše než na matematický formalismus. Nakonec se zmíníme i o softwaru, který je v různých experimentech užitečný. Nebude chybět ani literatura.

Daniel Slezák


20. dubna: Výpočetní neurobiologie

Na přednášce se nejprve seznámíme s tím, jak vypadá neuron a jakým způsobem mezi sebou neurony komunikují. Zkusíme neuron popsat jako elektrický obvod a podíváme se na některé modely, kterými se neurony popisují. Zjistíme, že teoretická neurobiologie je velmi matematická disciplnína. Znalost základů diferenciálního počtu není nutností, ale výhodou. Nakonec si ukážeme, jakým způsobem může mozek kódovat informaci pomocí sítí neuronů.

Tomáš Bárta


11. května: Magnetostatika

Jako doplnění k loňské přednášce z elektrostatiky probereme magnetostatiku, srovnáme ji s její elektrickou obdobou a uvedeme její místo ve fyzice. Představíme si v ní důležité veličiny a jednotky a doplníme i přehled chování magnetického pole v materiálech: vysvětlíme problematiku magnetických momentů, magnetizace a magnetické polarizace a opět ji pro přehlednost porovnáme s elektrickým případem. Ve vakuu pak spočítáme různé magnetostatické úlohy, a shrneme všechna "ta" pravidla rukou a směrů.

Daniel Slezák


Přednášky ZS 2016

13. října: Newtonovy srážky

V základním popisu klasické mechaniky hmotných bodů si ukážeme, jak efektivně popisovat srážky dvou a více částic. Ukážeme si, jak se srážkami souvisí tzv. účinný průřez a shrneme si typy úloh, v nichž se běžně používá. V přednášce se zmíníme, jak takový průřez využít např. v mnohočásticových systémech.

Náry


27. říjen: Zákony zachovaní

V této přednášce se budeme zabývat použitím různých zákonů zachování. Jak zachování hybnosti, momentu hybnosti a energie souvisí s Keplerovými zákony, dále jak souvisí zachování náboje s Kirchhoffovými zákony a jaká je souvislost s tekoucí vodou. Jak se dá poznat, zdali nějaký zákon zachování v dané situaci platí nebo neplatí. V závěru si možná ukážeme, jaké je matematické pozadí zákonů zachování.

Lukáš Ledvina


10. listopad: Mechanické oscilátory

V úvodu přednášky si vysvětlíme, jak vypadá pohyb harmonického oscilátoru a jaké rovnice tento pohyb popisují. Představíme si několik jednoduchých i složitějších oscilujícich mechanických soustav, které popíšeme pomocí sil, ale i pomocí energií. Ukážeme si tak dva různé přístupy, kterými umíme vyřešit téměř každý oscilující systém.

Patrik Švančara


24. listopad: Obyčejné diferenciální rovnice

Na přednášce se podíváme na některé jednoduché jevy popsané diferenciálními rovnicemi (např. kmity lineárního harmonického oscilátoru, pokles hustoty a tlaku atmosféry se vzrůstající nadmořskou výškou...) - ukážeme si, jak diferenciální rovnice sestavit a základní metody jejich řešení. Nakonec si ukážeme, co dělat, když jsme schopni rovnici sestavit, ale nedokážeme ji vyřešit - tedy numerické řešení. Názorně si ukážeme, jak můžeme rovnice vyřešit třeba v Excelu, nebo nějakém programovacím jazyku.

Tomáš Bárta


8. prosince: Nebeská mechanika

Nebeská mechanika je jednou z nejstarších oblastí fyziky. Zabývá se pohybem vesmírných těles. Na přednášce se seznámíme s Newtonovým zákonem gravitace a Keplerovými zákony. Představíme si problém dvou těles a pokusíme se vyřešit Keplerovu úlohu bez použití vysokoškolské fyziky. Nakonec pomocí tohoto řešení dokážeme Keplerovy zákony.

Viktor


Přednášky LS 2016

3. března: Teorie relativity

Přednáška nás provede jednou z nejslavnějších teorií Alberta Einsteina, speciální a obecnou teorií relativity. Začneme s invariancí Newtonových a Maxwellových rovnic, přejdeme přes základní důsledky Lorentzovy transformace až k významu souřadnic ve speciální a obecné relativitě. Pokud zbude dostatek času, povíme si, co jsou to Einsteinovy rovnice a jejich nejintuitivnější řešení - černé díry.

Jimmmy


17. března: Vrhy v gravitačním poli

V úvodní části budou odvozeny všechny důležité vztahy potřebné pro počítání vrhů v gravitačním poli. Bude použita klasická fyzika, v krátkosti však vzpomenu i návaznost na relativistickou a kvantovou fyziku (např. do jaké míry a zda vůbec můžeme na základě odvozených vztahů předpovídat budoucnost). Postačí nám tři Newtonovy pohybové zákony a úplné základy derivování a integrování nejzákladnějších funkcí. Ve druhé části bude teorie aplikována v příkladech z praxe. Zkusíme předpovídat pohyb těles na Zemi i mimo Zemi.

Peter


31. března: Jaderné reaktory

Populární přednášeka, která má seznámit posluchače se základními typy jaderných reaktorů, které se aktuálně používají ve světě. Hlavně se zaměříme na reaktory ČR v Řeži a v jaderných elektrárnách Temelín a Dukovany. Bude rozebrána jejich konstrukce a fufnkce. Budou popsané jaderné reakce v reaktoru, tj. štěpení uranu a následná výroba elektřiny. Popíšeme si složení paliva používaného v našich elektrárnách a jeho výroba. Zmíníme se i o největších jaderných katastrofách v Černobylu a Fukušimě.

Niki


14. dubna: Setrvačníky

Přednáška bude volným pokračováním již proběhlé přednášky o rotaci tuhého tělesa. Nyní podrobněji prozkoumáme Eulerovy dynamické pohybové rovnice a některá jejich jednoduchá řešení. Ukážeme si typické případy setrvačníků, jako volný nebo těžký setrvačník. Dále budeme diskutovat kinematické vlastnosti dynamických řešení, na vlastní oči spatříme jak se z našich řešení vyloupnou typické druhy pohybů rotujícího tělesa, jako vlastní rotace, nutace a precese. Na závěr (pokud zbyde čas) zkusíme z obecnějšího hlediska porovnat vlastnosti pohybových rovnic v inerciální a neinerciální soustavě nebo také interpretovat běžné zákony zachování při přechodu do neinerciální soustavy.

Náry


28. dubna: Hydrodynamika

Předneseme si základy hydrodynamiky, tedy laminárního proudění ideální kapaliny. Porovnáme ho s turbulentním prouděním. Předmětem přednášky budou zejména rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice. Vysvětlíme si pojmy jako proudnice a stlačitelnost. V případě zájmu si odvodíme rovnici kontinuity v diferenciální podobě.

Ivo Vinklárek


Přednášky ZS 2015

15. října: Radioaktivita

Radioaktivita, její vznik a účinky Na přednášce si nejprve charakterizujeme různé typy ionizujícího záření a jejich vliv na lidský organismus. Ve druhé části se podíváme na samotný původ tohoto záření

Lukáš


29. října: Harmonický pohyb

Tématem přednášky bude kmitavý pohyb těles okolo nás. Proč většina věcí okolo nás vykazuje harmonický pohyb tlumený? Projdeme si fyzikální popis matematického a fyzického kyvadla. Dále se budeme věnovat aperiodickému pohybu.

Ivo


12. listopadu: Elektromagnetické vlnění a světlo

Na přednášce se společně seznámíme s pojmem postupně šířící se vlny a ukážeme si, že taková vlna je řešením vlnové rovnice (a ukážeme si, co to vůbec ta slavná vlnová rovnice je). Povíme si základy o tom, co je to světlo a jak se na něj mnozí v historii dívali, finálně odvodíme Snellův zákon lomu za pomoci tzv. Fermatova principu. Věnujeme několik minut využití Snellovy zákona a hledání tzv. kritického úhlu dopadu. Finálně si povíme něco o fotonech, jak souvisí s fotoelektrickým jevem a v čem nás tato myšlenka posunula dál k současné vědě

Jimmmy


26. listopadu: Struktura a symetrie krystalů

Čo to je symetria? S akou symetriou sa v bežnom živote stretávame? Akú symetriu majú kryštály? Symetria kryštálov a usporiadanie atómov v nich sa premieta aj do ich vlastností. Ukážeme si, prečo v kryštáloch nie sú povolené všetky typy symetrie a popíšeme kryštály pomocou Bravaisovych mriežok. Povieme si niečo o štruktúre bežných látok, štruktúre kovov a o kvazikryštáloch. Nakoniec vypočítame hustotu soli a železa a veľkosť dutín v najtesnejšom usporiadaní atómov v kovoch.

Dorotka


10. prosince: Coulombův zákon a elektrostatika

Na přednášce se seznámíme se základními veličinami a zákony elektrostatiky. Povíme si o tom, co je to elektrický náboj, intenzita elektrického pole a potenciál. Pomocí získaných poznatků si spočítáme několik jednoduchých vysokoškolských příkladů z elektrostatiky. V druhé části přednášky formulujeme Gaussův zákon a naučíme se jej používat. Pokud zbude čas, řekneme si o elektrickém dipólu.

Viktor


Letní semestr 2015

26. února: Derivace a integrály ve fyzice

Na přednášce si ukážeme, co je to zobrazení a limita. Na těchto matematických pojmech, které zavedeme pouze intuitivně si ukážeme, kde se v mechanice hmotného bodu vezme derivace, co je to primitivní funkce a proč je určitý integrál interpretovaný jako obsah plochy pod křivkou. Pojmy poté zavedeme matematicky korektně, abychom měli nejen fyzikální představu o tom, co tyto pojmy znamenají, a abychom je mohli využívat i v jiných odvětvích fyziky.

Jimmy


5. března: Diferenciální operátory ve fyzice

Od základních derivací a integrálů přejdeme k nabla operátoru a k definici potenciálu. Na gravitačním a elektrostatickém poli si ukážeme význam potenciálových funkcí a poté si ukážeme jak dojít k jedné z Maxwellových rovnic. Vysvětlíme si pojem divergence a rotace a začneme zapisovat diferenciální rovnice, které se prozatím nebudeme učit řešit. Ukážeme si, co je to vlnová rovnice a zobecníme středoškolskou představu o tom, co to vlna ve skutečnosti je. Na této přednášce si i velice intuitivně řekneme, co je to metrický tenzor.

Jimmy


19. března: Diferenciální rovnice

Na přednášce se podíváme na některé jednoduché jevy popsané diferenciálními rovnicemi (např. kmity lineárního harmonického oscilátoru, pokles hustoty a tlaku atmosféry se vzrůstající nadmořskou výškou...) - ukážeme si, jak diferenciální rovnice sestavit a základní metody jejich řešení. Nakonec si ukážeme, co dělat, když jsme schopni rovnici sestavit, ale nedokážeme ji vyřešit - tedy numerické řešení. Názorně si ukážeme, jak můžeme rovnice vyřešit třeba v Excelu, nebo nějakém programovacím jazyku.

Tomáš


2. dubna: Rotace tuhého tělesa

Nedílnou součástí uceleného přehledu mechaniky ve fyzice tvoří kapitola o rotaci tuhého tělesa. Na přednášce se seznámíme s jejímy základními pojmy a principy. Úvod bude patřit nezbytnému matematickému podkladu tohoto tématu, dozvíme se v něm o počítání s vektory a maticemi. Následně uvedeme na scénu definici rotujícího tuhého tělesa a s ní spojené kinematické a dynamické veličiny, tedy úhlovou rychlost, moment setrvačnosti, kinetickou energii rotace a další. Při studiu těchto pojmů budeme vycházet jen ze znalostí středoškolské mechaniky a ze znalosti výpočtu elementárních derivací a tabulkových integrálů. Teoretická část bude završena představením Eulerových úhlů a Eulerových dynamických rovnic, které hrají ve fyzice rotujících tuhých těles podobně důležitou roli, jako Newtonův zákon síly v dynamice hmotného bodu. Nakonec si vyzkoušíme pomocí Eulerových rovnic vyřešit pohyby některých jednoduchých setrvačníků. Přednáška bude obsahově pokrývat některé důležité pasáže ve studijním textu "Kinematika a dynamika tuhého tělesa" k FO, v několika ohledech však půjde nad jeho obsahový i obtížnostní rámec.

Náry


Zimní semestr 2014

Nothing.
Tato stránka využívá cookies pro analýzu provozu. Používáním stránky souhlasíte s ukládáním těchto cookies na vašem počítači.Více informací

Partneři

Pořadatel

Mediální partner


Created with <love/> by ©FYKOS – webmaster@fykos.cz