Radek Bulín, Jan Rendl, Štěpán Dyk

Studenti se seznámí se třením jakožto důležitým jevem, který má v závislosti na dané aplikaci pozitivní, či negativní účinky. Budou ukázány různé způsoby popisu tření a vysvětlena třecí charakteristika. Na jednoduché experimentální úloze si studenti vyzkouší způsob určení součinitele tření mezi různými materiály (polypropylen, ocel, hliník, mosaz aj.).

Požadovaný čas: 45 min
Pomůcky: projektor, demonstrátor tření (nakloněná rovina)

Stanislav Plánička

Žáci si vytvoří v prostředí MS Excel jednoduchý algoritmus pro počítačové řešení pohybu tělesa s využitím metody počátečního zrychlení. V úvodu si zopakujeme druhý Newtonův zákon pro stanovení zrychlení tělesa a dále výchozí kinematické závislosti mezi polohou, rychlostí a zrychlením. Dále budou studenti seznámeni s principem metody počátečního zrychlení a její algoritmizací. Ve druhé části semináře si studenti sestaví vlastní iterační řešič umožňující modelovat kinematiku tělesa, jehož zrychlení se v čase mění. Jako výchozí bude řešena úloha tlumeného kmitání hmotného bodu zatěžovaného časově proměnnou silou. Pokud zbyde čas, vyzkoušeli by si studenti i aplikaci na další úlohu. Zcela na konec budou prezentovány výsledky uvedené metody aplikované při modelování pohybu kulisového mechanismu, či pohybu vesmírných těles a bude ukázáno porovnání dosažených výsledků s numerickou metodou vyššího řádu přesnosti.

Požadovaný čas: 45 + 45 min
Pomůcky: projektor a plátno, počítače pro žáky (max. po dvojicích u jednoho počítače)
Předpoklady: Fyzika pro první ročník gymnázií (vztah poloha - rychlost - zrychlení, rovnoměrný pohyb, rovnoměrně zrychlený pohyb), základní znalost Excelu (či nějakého ekvivalentu)

Stanislav Plánička

Při proudění tekutiny potrubím s rozšířením (či zúžením) dojde k poklesu (či nárůstu) rychlosti proudění. Se studenty si zopakujeme základní rovnice mechaniky tekutin a výchozí pojmy jako ideální tekutina nebo stavová rovnice ideálního plynu. Dále se připomeneme řešení proudění ideální kapaliny rozšiřujícím se potrubím. Poté přistoupíme k řešení obdobné situace, avšak s ideálním plynem. Sestavíme nelineární soustavu rovnic popisující zmiňovaný děj a studentům bude ukázán jednoduchý iterační algoritmus pro nalezení jejího řešení.

Požadovaný čas: 45 min
Pomůcky: projektor a plátno
Předpoklady: Fyzika pro první a druhý ročník gymnázií (rovnice kontinuity, Bernoulliho rovnice, fyzika ideálního plynu)

Stanislav Plánička

Po více než půl století nezájmu se zdá, že bychom se mohli dočkat návratu lidí na Měsíc a dokonce i cesty na Mars. V úvodu semináře stručně zmíníme některé historické milníky kosmických letů. Dále si připomeneme Keplerovy zákony a Newtonův gravitační zákon. Pro idealizované kruhové trajektorie Země a Marsu následně odvodíme parametry eliptické přeletové trajektorie sondy v heliocentrické soustavě. Sestavíme matematicko-fyzikální model pro let sondy a ukážeme výsledky jeho řešení pomocí jednoduché numerické metody.

Požadovaný čas: 45 + 45 min
Pomůcky: projektor a plátno
Předpoklady: Fyzika pro první ročník gymnázií (kinematické závislosti, Newtonovy zákony, Keplerovy zákony a gravitační zákon), Analytická geometrie – kuželosečky, elipsa (výhodou, nikoliv podmínkou)

Přednáška si klade za cíl rozšířit znalosti studentů SŠ v oblasti dynamiky. S využitím jednoduchých praktických ukázek bude představen základní popis a vlastnosti kmitajících soustav (matematické kyvadlo a využití jeho principu v seismických tlumičích výškových budov, torzní kyvadlo a torzní kmitání pohonů rotačních strojů). Dále bude ukázán princip stabilizačních účinků gyroskopu a jeho využití v praxi. Závěr bude věnován vybraným reálným problémům z oblasti dynamiky včetně ukázek jejich řešení.

Délka přednášky: 45 min

prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D.

Přednáška si klade za cíl rozšířit znalosti studentů SŠ v mechanice tekutin a počítačových simulacích proudění tekutin pomocí profesionálního výpočtového systému ANSYS Fluent. V první části přednášky budou na zajímavých praktických příkladech ukázány základní principy a zákony mechaniky tekutin, jako např. Archimédův zákon nebo použití Bernoulliovy rovnice v dynamice kapalin a plynů. Ve druhé části přednášky budou s využitím výpočtového systému ANSYS Fluent prezentovány jak reálné simulace proudění stlačitelných tekutin s aplikacemi ve vnitřní aerodynamice, tak i simulace proudění nestlačitelných kapalin s aplikacemi v biomechanice, konkrétně budou ukázány reálné simulace proudění krve v cévách pro diagnostiku kardiovaskulárních problémů.

Délka přednášky: 45 - 90 min (dle požadavku SŠ)

Nabízíme vám i řadu dalších zajímavých přednášek...