ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ
ΤΜΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ
ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ
Μ.Πηλακούτα
Δρ. Φυσικός - Καθ.Εφαρμογών
2105381189
(Β260 Β219)
Υποδείξεις για τη γραπτή εργασία στo εργαστήριο Φυσικής
Πρόγραμμα
Διαλέξεων – Φυσική Ι
Η διδασκαλία βασικών αρχών και εννοιών της Φυσικής, (μηχανικής, κυματικής και θερμοδυναμικής), ώστε να αποκτηθεί μια βάση γνώσεων που είναι απαραίτητη για την παρακολούθηση Τεχνολογικών και εφαρμοσμένων μαθημάτων και γενικότερα την παρακολούθηση της εξέλιξης της σύγχρονης τεχνολογίας.
Στο
μάθημα γίνεται χρήση διαφορικού και ολοκληρωτικού λογισμού. Δίνεται δε έμφαση, στη διασαφήνιση των φυσικών νόμων,
στη σύνδεση της θεωρίας με το πείραμα και λύνονται επιλεγμένες ασκήσεις.
Η ύλη
του μαθήματος είναι κατανεμημένη σε 13 εβδομάδες. Κάθε εβδομάδα το μάθημα
περιλαμβάνει διάλεξη 3 (διδακτικών) ωρών
στις οποίες παρουσιάζεται η θεωρία και μία δίωρη συνάντηση (ασκήσεις πράξης)
στην οποία λύνονται απορίες, διευκρινίζονται θέματα που συζητήθηκαν στη θεωρία
και λύνονται αντιπροσωπευτικές ασκήσεις.
Οι εργαστηριακές ασκήσεις αποσκοπούν στο να διδαχθεί ο σπουδαστής τις μεθόδους και τις πιο βασικές τεχνικές της πειραματικής φυσικής. Να εξοικειωθεί με τις συσκευές μετρήσεων και να καταλάβει τη χρήση τους. Να μάθει να παίρνει και να επεξεργάζεται μετρήσεις ώστε να επαληθεύσει μόνος του πειραματικά ένα μέρος της ύλης που διδάχθηκε θεωρητικά και γενικά να αποκτήσει αυτοπεποίθηση σχετικά με την ικανότητα του να μετρήσει και να συσχετίσει φυσικά μεγέθη.
Παρουσίαση μίας όσο το δυνατό ενοποιημένης εικόνας της φυσικής, με ανάλυση των βασικών αρχών και των περιορισμών τους. Επειδή το μάθημα απευθύνεται σε σπουδαστές τεχνολόγους, γίνεται προσπάθεια ώστε να αναδεικνύεται η σύνδεση των φυσικών εννοιών / παραμέτρων με τα ειδικά θέματα των εξειδικευμένων μαθημάτων τους. Δίδεται έμφαση στην εφαρμογή των φυσικών αρχών και εννοιών σε ποικιλία πρακτικών προβλημάτων της επιστήμης, της σύγχρονης τεχνολογίας και της καθημερινής ζωής.
Στις διαλέξεις ανάλογα με το θέμα χρησιμοποιούνται εκτός από πίνακα, παρουσιάσεις PowerPoint καθώς και χρήση προγραμμάτων προσομοίωσης Φυσικών Συστημάτων.
Οι σπουδαστές ενθαρρύνονται για τη χρησιμοποίηση πολλαπλής
βιβλιογραφίας και του διαδικτύου.
Γενικό Περίγραμμα
Κινηματική υλικού σημείου και στερεού σώματος, Ενέργεια, Διατήρηση Ενέργειας
Βαρυτικό πεδίο, Στατική
ισορροπία και ελαστικότητα, Ταλαντώσεις, Κύματα, Θερμικές ιδιότητες της ύλης
Αναλυτικό Περίγραμμα
Εισαγωγή,
Σύστημα μονάδων, Συστήματα αναφοράς, Στοιχεία διαφορικού και ολοκληρωτικού
λογισμού, Κίνηση σε μία διάσταση, Διανύσματα, Κίνηση σε δύο διαστάσεις, Κυκλική
κίνηση, Δυναμική υλικού
σημείου, Ορμή, Στροφορμή, Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου,
Έργο, Ισχύς και Ενέργεια, Ενέργεια – Διατήρηση Ενέργειας, εφαρμογές.
Κινηματική
και Δυναμική στερεού σώματος, Ροπή αδρανείας, παραδείγματα - εφαρμογές, Στροφορμή,
Ροπή, Αντιστοιχίες φυσικών ποσοτήτων μεταξύ Μεταφορικής και Περιστροφικής
κίνησης, Κύλιση, Θεώρημα
έργου-ενέργειας για στροφική κίνηση εφαρμογές.
Πεδία
δυνάμεων - πεδίο βαρύτητας, δορυφόροι, Νόμοι Kepler.
Στατική ισορροπία και
ελαστικότητα
εφαρμογές.
Ταλαντώσεις
- διαφορικές εξισώσεις ταλαντούμενων συστημάτων, αντιστοιχίες
μεταξύ μηχανικών και ηλεκτρικών συστημάτων, Εισαγωγή Κύματα, διαφορική
εξίσωση κύματος, Μηχανικά – Ηλεκτρομαγνητικά κύματα, Επαλληλία κυμάτων,
κυματικές ιδιότητες εφαρμογές.
Θερμικές
ιδιότητες της ύλης (Θερμοκρασία - ιδανικά αέρια, Διάδοση θερμότητας) αντιστοιχίες μεταξύ μηχανικών, ηλεκτρικών, μαγνητικών
και θερμικών συστημάτων,
Θερμότητα,
1ος και 2ος νόμος της Θερμοδυναμικής
εφαρμογές.
Αντιστοιχία ύλης με κεφάλαια από τα βιβλία που προτείνονται
Bιβλίο «Φυσική Ι» Α.Ζήσος
ΚΕΦΑΛΑΙΑ 1,2,3 (εκτός 3.5,3.6), 5, 6, 7, 8, 9 (εκτός 9.5), 10,11 (εκτός 11.13-11.16), 13, 14, 16 (εκτός 16.5-16.10)
Βιβλίο «Φυσική» Τόμος Α H.Young
KΕΦΑΛΑΙΑ 1-13, 15-17 (Προαιρετικά όσα είναι με αστερίσκο, εκτός 11.6-11.8)
Κατανομή Ύλης – (Κεφάλαια από
το βιβλίο «Φυσική Ι» Α.Ζήσος)
(με
μικρές διαφοροποιήσεις)
1.
Θεωρία: Εισαγωγή, Σύστημα μονάδων, Συστήματα αναφοράς, Κίνηση σε
μία διάσταση (Κεφ. 1, Κεφ. 2 )
2.
Θεωρία: Διανύσματα, Κίνηση σε δύο διαστάσεις, Κυκλική κίνηση,
εφαρμογές (Κεφ. 1, Κεφ. 2 )
3.
Θεωρία: Δυναμική
υλικού σημείου, Ορμή, Στροφορμή. (Κεφ. 3)
4.
Θεωρία: Μετασχηματισμοί
Γαλιλαίου. (Κεφ. 4),
Έργο, Ισχύς και Ενέργεια. (Κεφ. 5)
5.
Θεωρία: Ενέργεια – Διατήρηση Ενέργειας, εφαρμογές (Κεφ. 5)
6.
Θεωρία: Κινηματική
και Δυναμική στερεού σώματος, Ροπή αδρανείας, παραδείγματα - εφαρμογές (Κεφ. 6, Κεφ. 9)
7.
Θεωρία: Στροφορμή, Ροπή, Κύλιση, Θεώρημα έργου-ενέργειας για στροφική
κίνηση. (Κεφ. 6). Συστήματα σωμάτων (Κεφ. 7)
8.
Θεωρία: Πεδία
δυνάμεων - πεδίο βαρύτητας, δορυφόροι, Νόμοι Kepler.
(Κεφ.8)
9.
Θεωρία: Ταλαντώσεις- εφαρμογές (Κεφ. 10)
10.
Θεωρία: Ταλαντώσεις- εφαρμογές (Κεφ. 10), Εισαγωγή Κύματα (Κεφ.
11)
11.
Θεωρία: Επαλληλία κυμάτων, κυματικές ιδιότητες (Κεφ. 11)
12.
Θεωρία: Θερμικές ιδιότητες της ύλης (Θερμοκρασία - ιδανικά αέρια Διάδοση θερμότητας) (Κεφ. 13, Κεφ. 14)
13.
Θεωρία: Θερμότητα 1ος νόμος
της Θερμοδυναμική Εντροπία 2ος νόμος
της Θερμοδυναμικής (Κεφ. 16)
Στο μάθημα της Δευτέρας 5-7 μμ, συζητούνται απορίες,
διευκρινίζονται θέματα που συζητήθηκαν στη θεωρία και λύνονται
αντιπροσωπευτικές ασκήσεις. Επίσης μοιράζονται ασκήσεις για να λυθούν και να
παραδοθούν για αξιολόγηση σε μία εβδομάδα (Περισσότερα….Ασκήσεις
Πράξης)
Προτείνονται ενδεικτικά οι πιο κάτω ασκήσεις (που λύνονται μαζί με άλλες στο μάθημα)
ΚΕΦ.1 4, 5, 6, 7,13, 16, 17, 20
ΚΕΦ.2 17, 19, 20, 21, 33, 34, 35, 43, 44, 45
ΚΕΦ.3 2, 4, 6, 7, 14, 15, 16,18,19,21
ΚΕΦ.5 5, 10, 11, 15, 22, 23, 27, 28, 29, 31, 33
ΚΕΦ.6 1, 2, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 13
ΚΕΦ.7 3, 4, 5, 8, 9
ΚΕΦ.8 2, 3, 4, 5, 6,7, 8, 10
ΚΕΦ.10 2, 5, 7, 9
ΚΕΦ.11 όλες
ΚΕΦ.13 1, 5
Εργαστηριακές Ασκήσεις Αυτοματιστών
2009
Κανονισμός
Εργαστηρίου Φυσικής
(Η παρουσία στο εργαστήριο είναι υποχρεωτική)
Τμήματα: Δευτέρα 3-5μμ,7-9μμ (Β112, Β227)
Σε παρένθεση ο αριθμός άσκησης με βάση το εργαστηριακό βιβλίο
Εργαστηριακές
Ασκήσεις |
Βοηθητικό εκπαιδευτικό υλικό |
||
Παρουσίαση PowerPoint |
Ερωτηματολόγια Πολλαπλής Επιλογής |
Προσομοιώσεις / Διάφορα |
|
(1) Σφάλματα Μετρήσεων |
(p-p) Σφάλματα
Μετρήσεων |
(K.Γιασεμίδης) |
|
(2) Γραφικές
παραστάσεις |
|
|
|
(3) Μικρόμετρο –
Απορίες για τα δύο πρώτα εργαστήρια |
|
|
|
(4) Αεροτροχιά - Θεώρημα Μεταβολής της κινητικής Ενέργειας |
|
Προσομοίωση |
|
(5) Μέτρηση της
επιτάχυνσης της βαρύτητας με το απλό εκκρεμές |
|
Προσομοίωση |
|
(6) Υπολογισμός
της σταθεράς ελατηρίου. |
|
|
|
(7) Υπολογισμός
μέτρου ελαστικότητας (Β227) |
|
Προσομοίωση |
|
(8) Μέτρηση
πυκνότητας (Β112) |
|
|
|
(9) Υπολογισμός του συντελεστή εσωτερικής τριβής
υγρών (με τη μέθοδο
της πτώσης μικρών σφαιρών.) |
|
|
|
(10) Μέτρηση της
εστιακής απόστασης φακού. |
|
Φακός |
|
(12) Μέτρηση της
ταχύτητας του ήχου στον αέρα με τη μέθοδο Quincke |
|
Προσομοίωση |
|
(13) Μέτρηση της
ειδικής θερμότητας υγρού. |
|
|
|
(17)
Φασματοσκόπιο |
|
|
Αξιολόγηση για το εργαστήριο: (*Γραπτή εξέταση στα δύο
πρώτα εργαστήρια, προφορική εξέταση κατά τη διάρκεια του εργαστηρίου, Τετράδιο)
Πίνακες Ασκήσεων
(μπορείτε
να τυπώσετε τους πίνακες για να τους έχετε στο εργαστήριο)
Αξιολόγηση Θεωρητικού Μαθήματος
Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου.
Η βαθμολογία από τις Ασκήσεις
Πράξης* θα συνυπολογιστεί μαζί με την γραπτή εξέταση με συντελεστή 40% .
(*Μόνο για τους σπουδαστές που θα συμμετέχουν με επιτυχία σε αυτές)
Βιβλιογραφία
Προτείνονται επιπλέον τα βιβλία Φυσικής των 1) Haliday-Resnick 2) Young 3) Serway (Ελληνικές μεταφράσεις, υπάρχουν στη βιβλιοθήκη.)
http://ikaros.teipir.gr/phyche/Labs.html
Ø ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΣΧΕΔΟΝ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ
ΑΡΚΕΤΑ ΑΠΟ ΑΥΤΑ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ
ΚΑΙ ΜΕ ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΟΥ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
Ø Προσομοιώσεις Πειραμάτων Φυσικής
http://www.geo.auth.gr:80/102/htm/lessons_fast.htm
(ΠΑΡΟΥΣΙAΣΕΙΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΠΟ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ Young )
Δικτυακοί τόποι
γενικότερου ενδιαφέροντος
http://www.walter-fendt.de/ph14e
http://zebu.uoregon.edu/nsf/demo.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu./hbase/hframe.html
http://physics.uwstout.edu/physapplets/
http://phet.colorado.edu/simulations/index.php?cat=Featured_Sims
Μέρες και ώρες επικοινωνίας εντός ΤΕΙ
Θεωρια Φυσική: Πέμπτη 8-10 πμ ΖΑ006
Θεωρια-Ασκηση Πράξης: Δευτέρα 12-14 ΖΑ115-116
Εργαστήριο Φυσικής Ι: Δευτέρα 10-12 και 14-16, Τετάρτη 12-16 Β217
Εργαστήριο Φυσικής ΙΙ Β219 (Πέμπτη 12-4 μμ).
Ωρες στο γραφείο Β260 Πέμπτη 10-12 πμ.
Επικοινωνία mpilak@teipir.gr ή αφήστε σημείωμα στο γραφείο Β260
Πραγματοποιούνται
Δευτέρα 12-2 μμ ΖΑ115-116
συζητούνται απορίες, διευκρινίζονται θέματα που συζητήθηκαν
στη θεωρία και λύνονται αντιπροσωπευτικές ασκήσεις. Επίσης μοιράζονται ασκήσεις
για να λυθούν και να παραδοθούν για αξιολόγηση σε μία εβδομάδα . Για τους σπουδαστές που θα συμμετέχουν με
επιτυχία στις Ασκήσεις Πράξης η βαθμολογία τους θα συνυπολογιστεί μαζί με την
γραπτή εξέταση με συντελεστή 40% .
Η κάθε ομάδα ασκήσεων που θα μοιράζεται καλύπτει ένα ή δύο κεφάλαια από
το βιβλίο που διανέμεται.
Οι ασκήσεις έχουν χαρακτηρισμό Α και Β. Η ομάδα Σπουδαστών Α λύνει
τις ασκήσεις με χαρακτηρισμό Α ή το ρώτημα Α αν η άσκηση έχει κοινή εκφώνηση.
Αντίστοιχα η ομάδα Σπουδαστών Β λύνει τις ασκήσεις με χαρακτηρισμό Β ή το
ρώτημα Β αν η άσκηση έχει κοινή εκφώνηση.
Οι ασκήσεις παραδίδονται από τον κάθε σπουδαστή προσωπικά
σε φύλλα αναφοράς Α4, συρραμμένες σε μία εβδομάδα από την ημέρα που μοιράστηκαν
και στην αρχή της ώρας κάθε τμήματος.
Εκπρόθεσμες και κακογραμμένες ασκήσεις δεν γίνονται
δεκτές.
(Στο
πάνω μέρος της πρώτης σελίδας γράφετε :Ονοματεπώνυμο, ημερομηνία, Ομάδα
Ασκήσεων 1+2, Ομάδα Σπουδαστών Α ή Β )
Ομάδα ασκήσεων |
Σημειώσεις |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|