Klasická mechanika: Simulace pohybu částic v silových polích, trajektorií asteroidů a sond ve Sluneční soustavě, Lagrangeovy body, přechodové dráhy, gravitační manévry, třecí síly, balistické křivky. Numerické výpočty tenzoru setrvačnosti těles, simulace rotačního pohybu, aplikace rotační matice, kvaternionů, numerická řešení dynamických rovnic tuhého tělesa. Numerická řešení chování mechanických soustav s vazbami, zobecněné souřadnice, Lagrangeovy a Hamiltonovy rovnice, přibližné metody. Termika: Numerické výpočty práce a tepla vratných termodynamických procesů, přenosu tepla kondukcí. Aplikace stavových rovnic reálných látek, fázové rovnováhy, aplikace Maxwellovy konstrukce. Elektřina a magnetismus: Simulace pohybu nabitých částic v elektrickém a magnetickém poli, přibližné metody. Numerické aplikace Biotova-Savartova zákona, Kirchhoffových zákonů. Simulace jevů v obvodech s proměnným elektrickým proudem. Numerická řešení Laplaceovy rovnice. Určení silokřivek, ekvipotenciálních ploch, vizualizace elektrického a magnetického pole. Atomová, jaderná a kvantová fyzika: Simulace Rutherfordova rozptylu. Numerická řešení Schroedingerovy rovnice jednoduchých soustav, lineární a nelineární kvantový oscilátor. Numerické výpočty změn aktivity v radioaktivních vzorcích, rozpadové řady. Jednoduchý model řetězové reakce pro stanovení kritického množství/hustoty.
|
Kurz rozvíjí schopnosti studentů samostatně analyzovat problémy, navrhovat jejich řešení pomocí počítačových metod, řešení realizovat, analyzovat výsledky a vypracovávat kvalitní protokoly. Úlohy budou voleny tak, aby si studenti při jejich řešení zároveň připomínali znalosti, které nabyli v předchozích kurzech fyziky, numerické matematiky, počítačového modelování, počítačových metod a programování v navazujícím bakalářském a magisterském studiu. Každý týden budou studentům zadány úlohy s cílem připomenout znalosti z níže uvedených oblastí fyziky. Konkrétní úlohy budou průběžně aktualizovány a vždy voleny tak, aby studenti museli hledat vždy unikátní řešení.
|