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