1ο εξάμηνο


Μάθημα: Μηχανική



Κωδικός Μαθήματος: ΜΚH3
Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Γενικού Υποβάθρου
Εξάμηνο: 1
Πιστωτικές Μονάδες: 4
Εβδομαδιαίες Ώρες διδασκαλίας: 4
Erasmus: Όχι
Ιστοσελίδα: eclass.uowm.gr/courses/ECE379/
Γλώσσα διδασκαλίας:Ελληνική
Γενικές Ικανότητες:

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των
απαραίτητων τεχνολογιών
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα
• Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
• Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα
φύλου
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Περιεχόμενο:
  1. Εισαγωγή: Πρότυπα και μονάδες, σημαντικά ψηφία, διανύσματα και συστήματα συντεταγμένων
  2. Κίνηση σε μια διάσταση, ελεύθερη πτώση.
  3. Κίνηση στο επίπεδο, κίνηση βλήματος, κυκλική κίνηση, σχετική ταχύτητα. 
  4. Νόμοι κίνησης του Νεύτωνα: ισορροπία σωματιδίου και ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα, μάζα και δεύτερος νόμος, τρίτος νόμος του Νεύτωνα, δυνάμεις επαφής και τριβής, δυναμική της κυκλικής κίνησης.
  5. Έργο και κινητική ενέργεια: Διατήρηση της ενέργειας, έργο μεταβαλλόμενης δύναμης, ισχύς.
  6. Δυναμική ενέργεια: Διατηρητικές και μη διατηρητικές δυνάμεις, δύναμη και δυναμική ενέργεια, ενεργειακά διαγράμματα,  και
  7. Ορμή και ώθηση: Διατήρηση της ορμής, κρούσεις, κίνηση του κέντρου μάζας, κίνηση συστημάτων μεταβαλλόμενης μάζας (προώθηση πυραύλου). 
  8. Στερεό Σώμα: Κέντρο μάζας, ροπή αδράνειας, ροπή και δυναμική στερεών σωμάτων, έργο και ισχύς στην περιστροφική κίνηση, στροφορμή, διατήρηση της στροφορμής, γυροσκόπια.
  9. Βαρύτητα: Βαρυτικό πεδίο, κίνηση δορυφόρων, νόμοι του Kepler, σφαιρικές κατανομές μάζας.
  10. Ταλαντώσεις: ενέργεια στην απλή αρμονική ταλάντωση, φυσικό εκκρεμές, ταλαντωτής με απόσβεση, εξαναγκασμένες ταλαντώσεις, συντονισμός. Μηχανικά κύματα: Μαθηματική περιγραφή, είδη και ταχύτητα κυμάτων, ηχητικά κύματα, ενέργεια στην κυματική κίνηση.
  11. Επαλληλία και κανονικοί τρόποι ταλάντωση: Εγκάρσια στάσιμα κύματα και κανονικοί τρόποι ταλάντωσης χορδής, διαμήκη εγκάρσια κύματα και κανονικοί τρόποι ταλάντωσης στήλης αέρα, συμβολή κυμάτων, συντονισμός.
  12. Επαλληλία κυμάτων, στάσιμα κύματα και κανονικοί τρόποι
    ταλάντωσης: Εγκάρσια στάσιμα κύματα και κανονικοί τρόποι
    ταλάντωσης χορδής, διαμήκη εγκάρσια κύματα και κανονικοί

Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα:

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:

  • να μπορεί να χρησιμοποιεί τα διανύσματα για την ανάλυση προβλημάτων κίνησης,
  • να κατανοεί τα μαθηματικά της θέσης, της ταχύτητας και της επιτάχυνσης και να χρησιμοποιεί τη γραφική απεικόνιση της κίνησης,
  • να σχεδιάζει διαγράμματα ελευθέρου σώματος, να επιλύει δυναμικά προβλήματα και προβλήματα ισορροπίας και να κατανοεί τη σχέση μεταξύ δύναμης και κίνησης σε μια και δύο διαστάσεις,
  • να αναλύει προβλήματα έκρηξης και κρούσεων χρησιμοποιώντας τις έννοιες της ώθησης και της ορμής και να μπορεί να λύνει την εξίσωση κίνησης σώματος μεταβαλλόμενης μάζας,
  • να χρησιμοποιεί τις έννοιες της κινητικής και δυναμικής ενέργειας και να λύνει προβλήματα χρησιμοποιώντας το νόμο της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας,
  • να λύνει προβλήματα κεντρικής κίνησης υπό την επίδραση δυνάμεων αντιστρόφου τετραγώνου της απόστασης και να χρησιμοποιεί το νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα για τον υπολογισμό τροχιών,
  • να υπολογίζει τη ροπή δύναμης και τη ροπή αδράνειας στερεών σωμάτων σύνθετου σχήματος και να αναλύει την περιστροφή τους γύρω από άξονα,
  • να χρησιμοποιεί τη διανυσματική ανάλυση για την περιγραφή της περιστροφικής κίνησης,
  • να αναλύει την κίνηση ενός σώματος υπό την επίδραση δυνάμεων επαναφοράς και να εκτιμά τις συνθήκες συντονισμού,
  • να χειρίζεται το μαθηματικό φορμαλισμό και να κάνει υπολογισμούς σε προβλήματα μηχανικών κυμάτων,
  • να βρίσκει τους κανονικούς τρόπους ταλάντωσης στάσιμων κυμάτων και να περιγράφει μαθηματικά την κατάσταση συμβολής δύο τρεχόντων κυμάτων.
Προαπαιτούμενα:

-

Τρόπος Παράδοσης:

• Πρόσωπο με πρόσωπο,
• Δυνατότητα εξ’ αποστάσεως εκπαίδευσης

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και επικοινωνιών:

• Επιδείξεις πειραμάτων από video του You Tube,
• Χρήση προσομοιώσεων PhET του University of
Colorado, Boulder

Οργάνωση Διδασκαλίας:
Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 26
Φροντιστήριο 26
Ατομική Μελέτη 32
Προετοιμασία Εξέτασης 13
Τελική Εξέταση 3
Σύνολο 100

 

Αξιολόγηση Φοιτητών:

Η αξιολόγηση πραγματοποιείται στην Ελληνική γλώσσα και
αν παραστεί ανάγκη και στην Αγγλική με γραπτή εξέταση.
4 ερωτήσεις ανάπτυξης δοκιμίων
Ή
16 ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής
Δείγματα προηγούμενων θεμάτων εξέτασης αναρτώνται
στο eclass.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:

- Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:
1) ΦΥΣΙΚΗ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ: ΜΗΧΑΝΙΚΗ, ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ, ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ,
ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ, RAYMOND A. SERWAY, JOHN W. JEWETT
2) Πανεπιστημιακή φυσική με σύγχρονη φυσική, Young H., Freedman R.
3) ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΦΥΣΙΚΗΣ, R. SHANKAR
- Συναφή επιστημονικά περιοδικά:
1) The Physics Teacher (published by AIP on behalf of the AAPT)
2) American Journal of Physics (published by AIP on behalf of the AAPT)
3) European Journal of Physics (published by IOP on behalf of the EPS)

Διδάσκων: Φιλιππίδης Κωνσταντίνος