Ο μαθησιακός στόχος της θεωρίας του μαθήματος είναι η εισαγωγή των φοιτητών στις βασικές έννοιες της φυσικής και η εξάσκηση τους στην αντιμετώπιση και θεμελίωση φυσικών προβλημάτων. Έχοντας αποκτήσει ως εχέγγυο τις θεμελιώδεις γνώσεις σε αρκετούς τομείς της φυσικής, καθίστανται πιο δεκτικοί στα περισσότερο εξειδικευμένα μαθήματα των ανωτέρω εξαμήνων. Επιπλέον μαθησιακός στόχος του εργαστηρίου αποτελεί η εξοικείωση με διάφορα μετρητικά όργανα και η εκπαίδευση τους σε πραγματοποίηση πειραμάτων και μετρήσεων, και την μετέπειτα στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων συνεπικουρούμενη με βασικές γνώσεις φυσικής.

Ο φοιτητής / τρια με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος θα είναι σε θέση να:

Αναγνωρίζει τις θεμελιώδεις αρχές και τους νόμους της φυσικής

Αναγνωρίζει και να κατανοεί την Φυσική που διέπει τα βασικά προβλήματα της επιστήμης του Μηχανολόγου Μηχανικού

Περιγράφει, να τοποθετεί και να επιλύει τα βασικά Φυσικά προβλήματα της επιστήμης του Μηχανολόγου Μηχανικού.

Γενικές Ικανότητες

Ικανότητα κατανόησης των βασικών φυσικών νόμων

Ικανότητα για αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών

Ικανότητα για επεξεργασία δεδομένων και κρίση στην λήψη αποφάσεων

Ικανότητα για αυτόνομη εργασία , μέσω της εκπόνησης ατομικά εκτελούμενων εργασιών και ασκήσεων

Ικανότητα για ομαδική εργασία μέσω της εκπόνησης ομαδικά εκτελούμενων εργασιών και ασκήσεων.

Ικανότητα για προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Ικανότητα χρήσης των κατάλληλων θεωρητικών εργαλείων για την επίλυση μηχανολογικών προβλημάτων.

Θεωρία

Εισαγωγή: θεμελιώδεις μονάδες, μετατροπές, τάξη μεγέθους, διαστατική ανάλυση.

Κινητική: μετατόπιση, ταχύτητα, επιτάχυνση, ευθύγραμμη/κυκλική κίνηση.

Νόμοι της κίνησης: νόμοι του Νεύτωνα και εφαρμογές στην ευθύγραμμη/κυκλική κίνηση.

Έργο και ενέργεια: έργο διατηρητικών και μη-διατηρητικών δυνάμεων, κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, θεώρημα έργου-ενέργειας, αρχή διατήρησης κινητικής ενέργειας.

Γραμμική ορμή: αρχή διατήρησης ορμής, κρούσεις (ελαστικές/ανελαστικές).

Ευθύγραμμη κίνηση στερεού σώματος: κέντρο μάζας, κίνηση σωμάτων.

Περιστροφή στερεού σώματος: γωνιακές ποσότητες (ταχύτητα, επιτάχυνση), ροπή αδράνειας, ροπή, στροφορμή, κινητική ενέργεια περιστροφής, αρχή διατήρησης στροφορμής, κύλιση, συνθήκες ισορροπίας σωμάτων

Θερμοδυναμική: θερμοκρασία, κλίμακες, 0ος θερμοδυναμικός νόμος γραμμική διαστολή, καταστατική εξίσωση ιδανικού αερίου, θερμότητα (αισθητή, λανθάνουσα), θερμοχωρητικότητα, 1ος θερμοδυναμικός νόμος, εντροπία, 2ος θερμοδυναμικός νόμος.

Διάδοση θερμότητας: αγωγή, συναγωγή, ακτινοβολία.

Ηλεκτρικό ρεύμα και κυκλώματα συνεχούς ρεύματος: αντίσταση, αγωγιμότητα, νόμος του Ohm, ειδική αντίσταση, ηλεκτρική ενέργεια και ισχύς, συνδεσμολογία κυκλωμάτων, νόμοι Kirchhoff.

Εισαγωγή στη μηχανική των ρευστών: Πυκνότητα, πίεση, δυναμική των ρευστών, εξισώσεις μάζας και ενέργειας, ιξώδες, εξίσωση ορμής.

Εισαγωγή στην οπτική-φωτομετρία: Ανάκλαση, διάθλαση, φακοί, φωτεινές πηγές, φωτομετρικές μονάδες, Βαθμός απόδοσης.

Ταλαντώσεις: απλή αρμονική κίνηση, φθίνουσα, εξαναγκασμένη, ενέργεια, ελατήριο, εκκρεμές (απλό, φυσικό, στροφικό).

Εργαστήριο

Εισαγωγή: μονάδες μέτρησης, μετρήσεις, μετρητικά όργανα

Θεωρία Σφαλμάτων: τυχαία, συστηματικά, υπολογισμός σφάλματος, μετάδοση σφάλματος.

Μέση τιμή: ΜΤ και σφάλμα μέσης τιμής (τυπική απόκλιση)

Διαγράμματα: Γραμμικά/μη γραμμικά, Πειραματική ευθεία, Ευθεία ελαχίστων τετραγώνων.

Πειραματικές ασκήσεις που περιλαμβάνουν: Ελαστική Παραμόρφωση Ελατηρίου (Νόμος του Hooke – Ταλαντώσεις Ελατηρίου), Ελεύθερες Ταλαντώσεις Απλού Εκκρεμούς, Ευθύγραμμη κίνηση, Κρούσεις, Περιστροφική Κίνηση, Μελέτη περιστροφικής ενέργειας, Μέτρηση του Συντελεστή Εσωτερικής Τριβής των Υγρών, Προσδιορισμός της Ταχύτητας του Ήχου στον Αέρα, Συντελεστής Γραμμικής Διαστολής Στερεών, Μελέτη Εφελκυσμού Υλικών, Νόμος του Ohm σε Ευθύγραμμο Αγωγό – Μέτρηση της Ειδικής Αντίστασης του Αγωγού, Νόμοι του Kirchhoff, Μέτρηση εστιακής απόστασης φακού.

Λογισμικό Λογιστικών φύλλων. Λογισμικό δημιουργίας γραφικών παραστάσεων από δεδομένα.

Χρήση διαφανειών στις παραδόσεις.

Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας (θεωρίας και εργαστηρίων) μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class.

Οι διαφάνειες του Θεωρητικού μέρους του μαθήματος και οι ασκήσεις του αντίστοιχου εργαστηριακού μέρους, διατίθενται μέσω της Ηλεκτρονικής Πλατφόρμας eclass

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση θεωρίας που περιλαμβάνει:

-Επίλυση προβλημάτων

ΙΙ. Εξέταση εργαστηρίου που περιλαμβάνει:

-Διενέργεια πειραμάτων και επεξεργασία - ανάλυση αποτελεσμάτων.

-Εκπόνηση ομαδικών εργασιών με μετρήσεις που διεξάγονται στο εργαστήριο.

-Ενδιάμεση και τελική εξέταση στο εργαστήριο.

Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται με βαρύτητα 70% του βαθμού εξέτασης της θεωρίας και 30% του βαθμού εργαστηρίου με όρους και προϋποθέσεις που ανακοινώνονται της ηλεκτρονικής πλατφόρμας (eclass) του μαθήματος στην έναρξη κάθε εξαμήνου.

Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς: μηχανική, ταλαντώσεις και μηχανικά κύματα, θερμοδυναμική, σχετικότητα, Raymond A. Serway, John W. Jewett, 8η Αμερικανική/2012, Εκδόσεις: ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ

Πανεπιστημιακή φυσική με σύγχρονη φυσική, Α Τόμος, Young H., Freedman R., 2η ελληνική έκδ./2009, Εκδόσεις: ΠΑΠΑΖΗΣΗ, Διανομή: Α.ΠΑΠΑΖΗΣΗΣ Μ.Ι.Κ.Ε.

Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς, Giancoli, Τόμος Α, 4η Έκδοση/2011, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ, Διανομή: ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.

Φυσική, Halliday David, Resnick Robert, Walker Jearl, Παπανικόλας Κώστας (γενική επιμέλεια), Καραμπαρμπούνης Α., Κοέν Σ., Σπυράκης Π., Τζανετάκης Π., Στυλιάρης Ε. (επιστημονική επιμέλεια), Τζαμτζής Γ. (συντονισμός), Α Τόμος, 1η Έκδοση/2012, Εκδόσεις: Gutenberg, Διανομή: Γ. ΔΑΡΔΑΝΟΣ ΚΑΙ ΣΙΑ Ε.Ε. (109.49€)

Physics for scientists and engineers with modern physic / Raymond A. Serway Συγγραφέας: Serway, Raymond A. Εκδότης: Saunders Έκδοση: 4th ed. Δημοσίευση: Philadelphia : Saunders

University physics Συγγραφέας: Young, Hugh Εκδότης: Addison-Wesley Έκδοση: 8th ed. Δημοσίευση: Reading Massachusetts : Addison-Wesley

Fundamentals of physics : extended / David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker Συγγραφέας: Halliday, David Resnick, RobertWalker, Jearl Εκδότης: Wiley Publishing Έκδοση: 5th ed. Δημοσίευση: New York : John Wiley and sons