Jonathan Livingston Racek Jonathan Livingston Seagull

Fyzikální seminář zima 98 (Mechanika)

~ Studenti sobě ~

Kriterium zápočtu:
jedno ústní a jedno posterové vystoupení+zpracování aspoň jednoho "proceedings"
totální "deadline" pro odevzdání "proceedinds" je 10. únor 1999

Upozornění: Ani abstrakta ani proceedings neprošly recenzním řízením

Výzva:

Přednášející, kteří mají email, nechť jej oznámí na svoboda@br.fjfi.cvut.cz. Email bude zveřejněn u příspěvků pro případné poznámky a dotazy. Dále prosím kontrolujte všechny údaje a informace a upozorněte na nedostatky. Pokud je někdo např. uveden v posterové sekci I a neměl tam příspěvek, prosím o upozornění. Dále prosím o doplnění některých chybějících názvů.

Wanted - hledáme dobrovolníky k přípravě textů o konferencích (náležitosti ústních vystoupení, abstraktů, posterů, proceedings etc. ) - za zápočet.

Jak přednášet o fyzice - rady začínajícím řečníkům

Scénář: 1998

Harmonogramy ústních vystoupení

Harmonogram posterové sekce

Abstrakta příspěvků

Jak přednášet o fyzice:
Základní rady, doporučení, postupy a návody, jak přednášet (nejen) o fyzice poutavě i poučně.

Pražský metronom
Princip, funkce, technika, stavba atd. pražského metronomu.

Archimedes-největší matematik, fyzik a technik nejen své doby
Archimedes - život a co o něm vyprávějí legendy a pověsti, objevy a výpočty v matematice, Archimedův zákon, vynálezy užitkových a válečných strojů.

Konzervativní silové pole, pot. energie, zákon zach. energie. Příklad Spiegel 2.14,2.16
Mat. aparát: Karel Rektorys a spol.: Přehled užité matematiky I.
Fyz. aparát: J. Kvasnica a kol. - Mechanika, I. Štoll: Mechanika, Internet

Famulus - základy

• Seznámení se základními částmi programu Famulus
• Stavba programu
• Ukázka programování volného vrhu
• Možnosti užití programu

Demonstrace praktického využití balistického kyvadla
Balistické kyvadlo je jednoduchý mechanismus používaný pro zjištění rychlosti střely. Princip činnosti je založen na zákonu zachování hybnosti a celkové energie soustavy těles. Demonstrace kyvadla bude zahrnovat:
. vysvětlení principů funkce ideálního balistického kyvadla
. popis problémů spojených s konstrukcí skutečného kyvadla
. odhad výsledků
. střelbu na kyvadlo z plynové terčové pistole TAU-7
. porovnání vypočtených hodnot s předem zjištěnými skutečnými hodnotami rychlosti střely

Literatura:
Kvasnica a kolektiv: Mechanika, Academia, Praha,1988
Horák, Krupka, Šindelář: Technická fysika, SNTL, Praha,1961
Rehák: Teorie střelby z plynových zbraní, Střelecká revue 9/1992
Kriminalistický ústav Praha - Balistická laboratoř informuje: Měření rychlosti střel, Střelecká revue 6-9/1995
Ing. Zdeněk Faktor: Balistika, Střelecká revue 7/96-4/97
doc.Ing. Ivan Štoll Csc.: Mechanika (skripta)

Applied balistics
The poster will be focused upon the practical (applied) form of external ballistics. It will introduce ballistics in a simple comprehensible form, which is useful to every hunter and outdoor shooter. The difference between ballistics in laboratory and outdoors conditions shall be stressed. The author will point out the approximations used in order to simplify certain formulae, the degree of accuracy of these expressions and the boundaries, within which the formulae work.

Zakřivení světla v gravitačním poli
Proč se světlo v gravitačním poli nepohybuje přímočaře, efekt gravitačních čoček.

Kosmologická konstanta
Co je to kosmologická konstanta, vývoj názorů na její existenci.

Literatura:
Jiří Grygar: Vesmír, jaký je; Vesmírná zastavení
Martin Macháček: Encyklopedie fyziky
Igor Nevikov: Černé díry a Vesmír
Akademie-příloha LN z 10.4.98

Vývoj raketové techniky
Od čínských ohňostrojů po projekt Daidalos

Fyzika nevážně-Pan Tompkins v říši divů
Referát+ukázky z populárně vědecké knížky G. Gamova

Energetika a energetické zdroje Země
Využívání energetických zdrojů Země. Stručný popis jednotlivých druhů elektráren.

Letouny poháněné lidskou silou
Literatura:
Reader´s Diges Výběr - Jak se to dělá
Guinessova kniha rekordů
+ další materiály

Neprustřelné vesty
Má v dnešní době ještě vůbec smysl obyčejný pěšák, aneb nové technologie a materiály pro ochranu pěchoty

Coriollisova síla
model rotující neinerciální vztažné soustavy; teoretické vypočtení C. síly a jejího působení, ověření experimentem; příklady C. síly v přírodě; co všechno dokáže C. síla.

Fyzika na internetu
www stránky se zajímavým fyzikálním obsahem (z oblasti mechaniky)

Historie popisu pohybu - zavedení derivací
Stručný pohled na Newtonovy myšlenky týkající se popisu pohybu

Perpetua Mobile 1. druhu
V podstatě se jedná o mechanické přístroje, jež jsou schopny fungovat bez přísunu energie a navíc samy energii vyrábět. problém nekonečného zdroje energie zajímal lidstvo už od úsvitu věků (zabývali se jím již staří řekové), největší rozmach však perpetua mobile zaznamenaly v době nástupu kapitalismu. Dokonce i dnes se někteří nadšenci pokoušejí takovou "samohybku" sestrojit, zatím se to však nikomu nepodařilo - všechny návrhy skončily nezdarem. Pokusme se tedy zodpovědět, proč dosud navržené přístroje neuspěly a zda je skutečně nemožné perpetum mobile 1. druhu sestrojit.

Úlohy Jana Marka Marciho-srovnání tehdejších metod řešení se současnými
Jan Marcus Marci z Kronlandu byl v 17. století významnou osobností české vědy, třebaže se o něm na veřejnosti mnoho neví. Kromě lékařství a filosofie se věnoval též fyzice a pokoušel se řešit některé problematické kinematické úlohy Galileovskými metodami i v době, kdy ještě nebyly známy Newtonovy tři zákony mechaniky. Nabízí se tu tedy srovnání mezi metodami, které pro řešení úloh používal Marci (tyto se v podstatě zakládají na Archimédově zákonu síly) a modernějšími Newtonovými metodami pro řešení stejných úloh (jež zaberou podstatně méně času).

Sluneční soustava - úvod
Literatura:
Jiří Grygar: Vesmír jaký je,
časopis Vesmír
Vanýsek: Základy astronomie a astrofyziky

Podivné chování částic
Mach-Zehnderuv interferometr, detekovani fotonu. Kvantové hlavolamy I-V (Vesmír 1998 březen-červenec)

Měření mezí pružnosti
Princip měření - základní vztahy-postup výpočtu
Literatura:
Fyzikální praktikum I, skripta Mechanika

Html - jak na to?
zdroje www.*.*,kde vzít místo, základníé nastavení vzhledu stránky, vkládání čar, odstavce, tabulky, vkládání odkazů, obrázků

Typograficky system TeX (LaTeX)
Filosofie a struktura systemu TeX, LaTeX jako nadstavba TeXu,
CsTeX, ukazka programovani v LaTeXu pod OS DOS, prip. UNIX (Linux).

Alternativni vystupni formaty TeXu, obrazky
Predstaveni PDFTexu, LaTeX2HTML, dvips, dvidot (vystup do bitmap).
Metody vcleneni grafiky do textu a prostredky, ktere k tomu implementace
TeXu na ruznych OS poskytuji (prostredi picture, vkladani postscriptovych souboru atd.).

Chaos
Chaos je světu stejně vlastní jako dokonalý řád

Sluneční hodiny
Fyzikální základ, pohyb nebesských těles, vývoj hodin, přesnost, skutečný a ??? sluneční čas.

Maxwellovo kyvadlo
Maxwellovo kyvadlo patrí medzi klasické a ukážkové príklady na demonštráciu elementárnych zákonov mechaniky. Poďme si spolu popísať pohyb tohoto telesa, teraz už aj populárnej hračky, tak ako to už dávno pred nami spravil pán Maxwell.

Čas
Čo je to čas. Čas je keď... pokračovanie tejto vety by mnohým robilo nemalé problémy, ale nemuseli by sa za to hanbiť, pretože dať uspokojivú definíciu času nie je vôbec jednoduchá úloha. Komplikácie do tohoto problému vniesla najmä fyzika, pretože podľa nej je čas relatívny, v rozličných sústavách prebieha rozličnou rýchlosťou. Záleží iba na pozorovateľovi a sústave.
Podľa toho by čas mal byť ako harmonika, ktorá sa rozťahuje raz pomaly, inokedy rýchlejšie a niekedy úplne stojí. Človek sa prirodzene pýta, ako si to má predstaviť a ako tomu rozumieť. Veď čas je synonymom kontinuálneho plynutia. Z akého dôvodu sa má zrýchliť, alebo spomaliť. Na to by som Vám tu chcel odpovedať a priniesť stručnú históriu skúmania času. Od Newtona cez Einsteina až po Plancka. A to všetko iba tu a nikde inde.

Fyzika nevážně
Richard Feynman - Snad ti nedělají starosti cizí názory

Magnetická levitace aneb pohyb bez tření
Literatura:
- Pokroky matematiky, fyziky a astronomie (1996/4): Sekiguchi t: - 11. International Conference of Magnet Technology MT-11

Platnost Archimédova zákona ve stavu beztíže
Literatura:
- Horák, Krupka: Fyzika - příručka pro vysoké školy technického zaměření
- Kessner, Tůma: Zajímavé otázky z fyziky

Pohyb tělesa s proměnnou hmotností a jeho využití v kosmonautice
Uvedení vzorců pro výpočet pohybu tělesa s proměnnou hmotností. Praktické využití změny hmotnosti při konstrukci raket. Možnosti pohonu raket v budoucnosti.

Několik zajímavých otázek z fyziky, perpetum mobile
Několik mylných vynálezů, perpetum mobile, další zajímavé otázky či fyzikální paradoxy

Mechanika dopravní nehody
Ukázání silových účinků při různých dopravních situacích s důrazem na bezpečnost.

Gravitační působení částic
Počítačová simulace snažící se o zobrazení pohybu částic (částice v gravitačním poli tvořeném soustavou částic), popř. s globálním zrychlením (simulace grav. pole Země). Možná i simulace vrhů těles ve vakuu.

Nanotechnologie
Náčrt možného budoucího využití molekulového inženýrství v nanostrukturách v technice, medicíně aj. Prozatimní výsledky.

Hvezdy a Cerne diry
zivot a druhy hvezd, druhy cernych der podle vzniku, cerne diry v znamem vesmiru
literatura:

• Igor Novikov - Cerne diry a vesmir
• Stephen Hawking - Hledani nekonecna
• Carl Sagan - Kosmos
• Krisciunas Kevin & Yenne Bill - Atlas vesmiru
• Internet - www.nasa.gov/->*

Chvění basebollové pálky při nárazu o míček
Naše přednáška spojená s názornou demonstrací se bude týkat vzniku a přenosu kmitání v dřevěné baseballové pálce při nárazu na míček.Budeme se snažit odpovědět na takové otázky jako :
- Jaké druhy kmitů vznikají při výše uvedené situaci?
- Záleží vlastnosti vzniklého kmitání na místě dopadu míčku?
- Jak kmity mění své vlastnosti se vzdáleností od místa dopadu míčku?

Galileo Galilei
Literatura
- Martin Macháček: Život, odsouzení a rehabilitace Galilea Galileiho, Čs čas. pro fyziku 43 (1993)
- Gino Loria: Galileo Galilei, Orbis Praha (1943)

Měření gravitační konstanty
Potřebovali jste někdy zjistit tíhové zrychlení ? Určitě ano !!
Asi jste už však nevěděli, jak to provést, pominu-li fakt, že jste ani potřebné načiní neměli k dispozici.
Jedno takové měření bych tedy tady předvedl. Použiji k tomu rerverzní kyvadlo, a porovnal bych zde rovněž i středoškolský a vysokoškolský přístup k problému. Zajíma -li vás tedy jak by se dalo takové poměrně přesné měření tíhového zrychleni provést, pak tedy přijdte.

Velké detekční systémy ve světě fyziky
Víte, co je to mezon, bozon, kvark, kaon, či pion, nebo vám tyto pojmy nic neříkají? Orientujete se ve světe moderní fyziky částic ? Zajímají vás nejnovejši výzkumy a poznatky? Pokud jste odpověděli alespoň jednou ano, tak právě pro vás je určen můj poster. Rozeberu v ní minulost, současnost a rovněž i budoucnost fyziky částic. Popíšu taky, jak vypadá takový urychlovač částic ( tedy reaktor). Zmíním se rovněž o největším projektu současnosti, který se buduje v evropském středisku pro fyziku částic v Cernu --- o gigantickém urychlovači LHC.

Perspektivy pilotovaných letů do hlubokého vesmíru
Přestože je problematika meziplanetárního cestování neobyčejně složitá a její pochopení v celé šíři vyžaduje obsáhlé znalosti z mnoha oborů, pokouším se v této práci shrnout základní problémy a nastínit způsoby jejich řešení.
Zpracovány jsou tyto náměty:
- Pohyb umělých těles po Sluneční soustavě
- Raketové motory
- Vliv dynamiky letu na člověka
- Konstrukce planetoletů
- Posádka
- A co dál

Kinematika a dynamika tuhého tělesa - pól pohybu
Shrnutí kinematiky a dynamiky tuhého tělesa, objasnění pojmu pól pohybu, aplikace pólu rovinného pohybu při řešení úloh z mechaniky tuhého tělesa např. pohyb těles po naklněné rovině.
Literatura: knihovnička FO č. 31, Dr. V. Trkal: Mechanika hmotných bodů a tuhého tělesa

Temelín
- Rozhodnutí vybudovat Temelín jako důsledek vývoje energetiky ve světě i u nás
- Volba lokality pro stavbu elektrárny
- Projekt a technické parametry JET
- Technologie výroby energie v jaderné elektrárně - obecně
- Bezpečnost a ekologické aspekty
- Polemika s odpůrci dostavby Temelína

Pathfinder na Marsu
Výprava na Mars byla jednou z nejzajímavějších vesmírných událostí tohoto desetiletí. Od počátku poutala pozornost svou rychlostí a nízkými náklady. Cílem bylo nalezení odpovědí na důležité otázky, mimo jiné i na tu, zda je, nebo byl na Marsu život.Viz také: http://mpfwww.jpl.nasa.gov/default.html

Vzduchová dráha
Vzduchová dráha umožňuje zkoumání pohybů za téměř nulového tření. Naším záměrem je pokusit se vyvrátit Newtonovy pohybové zákony pomocí pokusů provedených na právě takové dráze.

Náměty témat
. Demonstrace, na které není ve standardní přednášce již časový prostor
. Experimentální ověření některých teoretických předpovědí (z přednášky, cvičení ...)
. Advanced příklady za hranicemi přednášky a cvičení
. Pohled na probíranou látku z učebnic jiných škol a univerzit i zahraničních
. Současná fyzika - referáty k posledním fyzikálním objevům a trendům, čerpané z časopisů (Vesmír, Science, Nature, Physics Today, Pokroky matematiky a fyziky..) vč. seznámení s danným zdrojem (časopisem)
. Historie fyziky - pohled na genezi některých vědeckých poznatků + zajímavosti.
. Modelování probíraných jevů na počítači v systémech Famulus, Mathematica, Maple, Reduce
. Internet & Fyzika - prohledávání světových serverů hesly "fyzika", "physics"
. Numerické simulace - presentace již hotových počítačových fyzikálních modelů k probírané látce
. Aplikace probírané látky na různých vědeckých pracovištích.
. Fyzika nevážně
. Anglická presentace jednoduchých příkladů
. Jak a v čem se píší vědecké publikace (proč a kdy "Tex", "Word", etc.)
. Je možné pokusit se na Fyzikálním semináři o zapsání do Guinessovy knihy rekordů? Jaké jsou vůbec zápisy v této knize ohledně fyziky?
. Seznámení s knihovnami - Univerzitní, Technická, Akademie věd, Technického muzea etc.

Konkrétní nabídka k jednotlivým tématům

Předpokládá se, že si student k vybraným tématům najde literaturu a informace samostatně např. v knihovně FJFI, Národní či Státní technické knihovně. Dále má k dispozici literaturu (+ xerox, tiskárnu ) k presenčnímu studiu v Břehové ul. místnost č. 121. Samozřejmě je možné inspirovat se zdroji na internetu, např.

Demonstrace, na které není ve standardní přednášce již časový prostor
u demonstrací je prostor pro skupinu až 6-7 studentů:
- historické souvislosti experimentu (1)
- krátce připomenutí teorie (1)
- počítačový model nějakého sledovaného jevu experimentu (1)
- teoretický výpočet předpokládaných výsledků na základě konkrétních vstupů (1)
- provedení experimentu (2)
- srovnání počítačového modelu, teoretických předpovědí a samotného experimentu (1)

• Vzduchová dráha - pro pokročilé
• Nucené harmonické kmity + srovnání s elektrickými
• Fyzické kyvadlo - měření gravitační konstanty
• Neinerciální soustava - stříkající pramen vody v rotující soustavě
• Rotační dynamika, měření momentů setrvačnosti
• Foucaltovo kyvadlo
• ............. libovolně další

Experimentální ověření některých teoretických předpovědí (z přednášky, cvičení ...)

• Jojo

"Advanced" příklady za hranicemi přednášky a cvičení

Nabídka

• Spiegel 1.39: Křivkové integrály a nezávislost na cestě
• Spiegel 2.10: Práce vykonananá silovým polem při pohybu částice
• Spiegel 2.14 +2.16: Konzervativní silová pole, potenciální energie, zákon zachování energie.
• Spiegel 2.27: Stabilita rovnováhy
• Štoll skripta Mechanika: detailnější rozbor 2.12
• Spiegel 3.10: Parašutista
• Spiegel 3.21: Vrh na nakloněnou rovinu
• ............. libovolně další

Náměty ze sbírky Jex & Štoll

Literatura:

• Spiegel: Theoretical Mechanics
• Strelkov et all: Sbírka příkladů z fyziky
• I. Jex, I. Štoll: příklady pro pokročilé
• ............. libovolně další

Pohled na probíranou látku Mechaniky z učebnic jiných škol a univerzit i zahraničních

Nabídka

• Mechanics, Berkeley physics course
• Tipler: Physics, vol.1
• Feynmanove prednášky z fyziky
• Roller/Blum: Physics, vol.1. mechanics, waves and thermodynamics
• Spiegel: Theoretical mechanics
• ............. libovolně další
  

Historie fyziky - pohled na genezi některých vědeckých poznatků + zajímavosti.

Nabídka

• František Běhounek: Vzpomínky a archívní dokumenty ke 100 výročí narození
• Twentieth century physics - 3 svazky
• ............. libovolně další

Aplikace probírané látky na různých vědeckých pracovištích.

• nabídka katedry materiálů: "Nucene kmitani, rezonance a jejich vyuziti pri destruktivnich
  zkouskach materialu" Student, ktery si toto tema vybere se muze seznamit s nekterymi unavovymi experimentalnimi aparaturami, ktere jsou na katedre k dispozici (pulzator a SF-Test). Dozvi se tak neco o konkretni aplikaci, ktera je velmi zjednodusene probirana v ramci zakladniho kursu a muze do dane problematiky dle sve chuti proniknout. Zadani ukolu je mozno samozrejme formalizovat a upresnit dle potreby

Numerické simulace - presentace již hotových počítačových fyzikálních modelů k probírané látce

Nabídka hotových modelů v systémech:

• Pearls
• Famulus - kinematika, vrhy, oběhy, kmity ....
• ............. libovolně další

Modelování probíraných jevů na počítači v systémech Famulus, Mathematica, Maple, Reduce
Zde je úkolem předvést na nějakých jednoduchých fyzikálních modelech práci v těchto pomocných prostředcích matematiků a fyziků.

Náměty

• základní seznámení s Mathematicou, Famulem a Maple.
• základy numerického řešení diferenciálních rovnic na Famulovi - velmi preferováno
• jednoduché řešení diferenciálních pohybových rovnic neinerciální soustavy
• ............. libovolně další

Fyzika nevážně

Literatura

• Physics with smile
• Richard Feynman: "Snad ti nedělají starosti cizí názory"
• hledají se citáty točící se kolem fyziky
• ............. libovolně další

~ Studenti sobě ~
Fyzikální seminář Zima 98

Přihláška do semináře

Jméno ...............................................................

Název příspěvku (vystoupení)........................................................................
........................................................................................................................
Název příspěvku (poster)........................................................................
........................................................................................................................

Abstrakta a Literatura: (na druhou stranu)
V abstraktu MUSÍ být minimálně uveden zdroj informací! - bez zdroje nebude příspěvek zařazen.

Požadované technické prostředky (pro případ vystoupení)
 PC  Zpětný projektor  Video  Další

Odevzdat do 12.10, místnost 120, (emailem Svoboda@br.fjfi.cvut.cz)

Důležité upozornění:
Všechny příspěvky je potřeba předem konzultovat s vedoucím semináře Vojtěchem Svobodou nejméně jeden den před uvedením (lépe však dříve). V případě uvádění příspěvků z oblasti současné fyziky je nutné dodat kopii článku, ze kterého bylo čerpáno.

Podpora:
veškerá výše uvedenená literatura je dostupná k presenčnímu studiu v místnosti Břehová 121, dále je k dispozici kopírka, blány na zpětný projektor, tiskárna. V posluchárně je počítač, po předchozí dohodě je možné zajistit kvalitní velkoplošnou projekci počítaového obrazu. Dále je k dispozici zpětný projektor ve 103.

Archív Fyzikálního semináře:

Připomínky a náměty k fyzikálnímu semináři: Vojta Svoboda, Břehová 7, Pha1,tel. 24810817 l.296, mail: svoboda@br.fjfi.cvut.cz, poslední aktualizace: 30. listopadu 98.