On 19th February 2016 exactly 100 years passed since the death of Ernst Mach, the great physicist and philosopher of the 19th and 20th centuries, a native of Brno-Chrlice. On the occasion of this anniversary, Masaryk University and other institutions organised Ernst Mach Brno-Days 2016 with the conference "Ernst Mach: Physics - Philosophy - Technics" and other events. The presented brief report informs about these events. and Jana Musilová.
Diferenciální operátory, jako gradient, divergence, rotace, Laplaceův operátor a další, jsou nejen důležitými pojmy matematické analýzy či diferenciální geometrie, ale především fyziky. Dokonce lze říci, že právě při formulaci fyzikálních teorií vznikaly. V tomto příspěvku ukazujeme, že k pochopení významu a uplatnění diferenciálních operátorů ve fyzice není nutné nejprve důkladně studovat matematickou teorii, ale že je možné použít vcelku korektního elementárního matematického výkladu. Vděčným příkladem, jehož prostřednictvím lze takový výklad provést, je mechanika kapalin, jako konkrétní ukázku použijeme úvahy o rozložení tlaku v kapalině a dva důležite zákony zachování v mechanice kapalin: rovnici kontinuity a Bernoulliovu rovnici., Differential operators such as gradient, divergence, rotation, Laplace operator etc. are important concepts not only for mathematical analysis or differential geometry, but primarily for physics. We show that for understanding of the meaning and applications of them one can use an elementary but still math ematically correct explanation. These operators can be used in mechanics of fluids to find solutions to questions such as the
distribution of pressure or two important conservation laws in fluid mechanics - continuity equation and Bernoulli equation., Jana Musilová, Pavla Musilová., and Obsahuje seznam literatury
The first author, a high-school student, together with the second author, a project supervisor, presents a simple model of the solidification of liquid wax poured into a cylindrical vessel. The results obtained with the model are tested in a series of experiments carried out inside cylindrical containers of different dimensions. There is a good agreement achieved between theory and experiment. The main goal of this project is to identify and investigate a physical phenomenon which would test and enhance students‘ creativity., Karolína Rezková, Jana Musilová., and Obsahuje seznam literatury
Při výuce klasické mechaniky se často tradují závažné omyly. Bývají doprovodným jevem snahy vysvětlit problematiku co nejpřístupněji. Odpovědi na otázku, jak konkrétní fyzikální problém vyložit, je ovšem podmínka fyzikální správnosti. Na třech souvisejích příkladech (1. střed hmotnosti, 2. skládání sil a momentů, těžiště, 3. rotace a valení) poukazuje článek na nedostatky při výkladu důležitých partií mechaniky a uvádí možnosti vhodného postupu., Serious mistakes in teaching classical mechanics occur. These mistakes are often a side effect in an effort to explain problems by the simplest way. The question how to explain a concrete problem must be, of course, answered by the requirement of physical correctness. On three connecting examples (1. center of mass, 2. adding forces and moments, 3. rotation and rolling) mistakes in teaching important themes of mechanics are shown. A correct approach is suggested., Jana Musilová., and Obsahuje seznam literatury
Příspěvek poukazuje na příčiny nepřehlédnutelného poklesu kvality českého fyzikálního vzdělávání, který se projevuje mj. i rostoucí neúspěšností v univerzitním bakalářském studiu fyziky hned v prvním semestru. Vedle právem kritizovaných Rámcových vzdělávacích programů (RVP), podstatně redukujících rozsah výuky fyziky, označuje za jednu z nich úroveň současných gymnaziálních učebnic vydávaných již čtvrt století v prakticky nezměněné - a v posledních reedicích spíše ještě ochuzené - podobě. Na podrobnějším komentáři některých fyzikálně-didaktických nedostatků [15, 16] potom konkrétně dokládá, že takové učební texty sotva mohou podporovat učitele ve výkladu preferujícím fyzikální správnost a rozvíjejícím fyzikální myšlení jejich svěřenců. Studentům pak těžko mohou být vhodnou studijní pomůckou, natož je přivést k zájmu o porozumění fyzikálním jevům a fyziku samotnou., Jana Musilová, Aleš Lacina., and Obsahuje bibliografické odkazy
Na příkladu z oblasti speciální teorie relativity ukazuje příspěvek přirozený vztah aparátu lineární algebry k fyzikálním teoriím. Předkládá elementární postup při odvození tzv. speciální Lorentzovy transformace na úrovni vstupního kursu obecné fyziky v univerzitním studiu fyzikálních, resp. technických oborů a ukazuje, že k tomu zcela stačí pochopení pojmu lineárního zobrazení a zvládnutí rutinních maticových operací. Na problémech souvisejících s pojmy současnosti a soumístnosti, tzv. kontrakce délek a dilatace času ukazuje efektivnost přímé aplikace Lorentzovy transformace oproti obvyklým, takzvaně "názorným" úvahám, které je nevyužívají., This paper shows a natural connection of linear algebra to physics theories on an example of the special theory of relativity. An elementary derivation of the special Lorentz transformation is presented, at the level of a first year university course on general physics, and it is shown that, for such a derivation, understanding of the concept of linear mapping and elementary matrix operations is fully sufficient. The paper also shows an advantage of the application of Lorentz transformation to the problems of length contraction and time dilation, compared to the more usual, supposedly "illustrative" explanations., Jana Musilová,., and Obsahuje bibliografické odkazy
Už žáci vyšších tříd základní školy vědí, co je Avogadrova knstanta. Méně se však ví, že její hodnota je v dnešní době známa s obrovskou přesností pouhých čtyř až pěti miliontin procenta [1, 2, 3]. Ještě méně je známo, že ji takto přesně lze určit fakticky přímo - z měření hustooty a rozměru základní buňky (mřížkového parametru) vhodné krystalické látky, konkrétně křemíku. Nejméně taková musí proto být přesnost měření mřížkového parametru. Pomocí současných rentgenografických metod využívajících synchrotronového záření a špičkových přístrojů jí skutečně lze nejen dosáhnout, ale ještě o dva řády překonat. Co však je zcela neuvěřitelné, je přesnost několika desetitisícin procenta, jíž se při měření mřížkových parametrů dosahovalo již v šedesátých letech minulého století, v době obyčejných rentgenek, záznamu na fotografický film a bez jakékoli výpočetní techniky včetně kalkulaček! Zásluhu na tom mají grafické a výpočetní metody, které zdánlvě jednoduchým, ale takřka geniálně promyšleným způsobem zdokonalil tehdy doktor Martin Černohorský, který v té době vedl laboratoř v Ústavu fyziky kovů Československé akademie věd. Pomocí nich dosáhl lepší přesnosti měření mřížkových parametrů krystalických látek než přední světové laboratoře. O těchto metodách stručně pojednává předkládaný příspěvek, věnovaný prof. RNDr. Martinu Černohorskému, CSc., k jeho významnému žvotnímu jubileu., Jana Musilová., and Obsahuje seznam literatury