Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

Το μάθημα αποτελεί βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες της Φυσικής και ειδικότερα της Μηχανικής. Στα πλαίσια του μαθήματος επιδιώκεται η κάλυψη βασικών εννοιών και αρχών της φυσικής συνδυάζοντας παραδείγματα από την πραγματική ζωή και το φυσικό κόσμο. Αναλύονται βασικές αρχές από τη μηχανική οι οποίες είναι χρήσιμες για το φοιτητή στην εξήγηση και αφομοίωση άλλων εννοιών που θα συναντήσει στη διάρκεια των σπουδών του. Η συνύπαρξη των παραπάνω γνώσεων μαζί με πλήθος παραδειγμάτων και ασκήσεων αποσκοπεί στο να αποκτήσει ο ενδιαφερόμενος γρήγορη εξοικείωση με τις βασικές αρχές της μηχανικής.

Περιεχόμενο μαθήματος

Οι θεματικές ενότητες που εξετάζονται στα πλαίσια του θεωρητικού μαθήματος και αναπτύσσονται σε δεκατρείς εβδομάδες  έχουν ως παρακάτω:

1η Ενότητα: Αρχές και μέθοδοι φυσικής, συστήματα μονάδων, διαστάσεις, μεγέθη στη φυσική.

2η Ενότητα: Κινηματική υλικού σημείου: περιγραφή κινήσεως, ταχύτητα, επιτάχυνση, είδη κινήσεων.

3η Ενότητα: Αρχές δυναμικής: δυνάμεις και αξιώματα του Νεύτωνα, θεμελιώδης νόμος της μηχανικής, κεντρομόλος δύναμη, νόμος του Νεύτωνα και παγκόσμια έλξη, βάρος σωμάτων, τριβή, δυνάμεις αντίστασης στην κίνηση των σωμάτων, δύναμη ελατηρίου.

4η Ενότητα: Έργο, ενέργεια, ισχύς: έργο που παράγεται από σταθερές και μεταβλητές δυνάμεις, κινητική ενέργεια σώματος που εκτελεί μεταφορική κίνηση, θεώρημα διατήρησης της ενέργειας, δυναμική ενέργεια, θεώρημα έργου ενέργειας, υπολογισμός δυνάμεων σε συντηρητικά πεδία.

5η Ενότητα: Ορμή, ώθηση δύναμης, πυρηνικές, ηλεκτρομαγνητικές και μοριακές δυνάμεις.

6η Ενότητα: Κινηματική και δυναμική στερεού σώματος: είδη κινήσεων στερεού σώματος, κινητική ενέργεια σώματος που εκτελεί μεταφορική κίνηση, στροφική κίνηση, ροπή αδράνειας, κινητική ενέργεια σώματος που εκτελεί σύνθετη κίνηση, θεμελιώδης νόμος της στροφικής κινήσεως, στροφορμή, διατήρηση στροφορμής.

7η Ενότητα: Συστήματα σωμάτων: εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις, κέντρο μάζας συστήματος σωμάτων.

8η Ενότητα: Πεδία δυνάμεων: πεδίο βαρύτητας, ηλεκτροστατικό και μαγνητικό πεδίο.

9η Ενότητα: Ταλαντώσεις: απλή αρμονική κίνηση, συνθήκη παραγωγής ελεύθερης αρμονικής ταλάντωσης, ενέργεια στην απλή αρμονική ταλάντωση, σύνθεση ταλαντώσεων, αποσβενόμενες ταλαντώσεις.

10η Ενότητα: Εισαγωγή στην κυματική φυσική, βασικά φυσικά μεγέθη κυμάτων και τα βασικά είδη των κυματικών διαταραχών. Παρουσιάζονται οι έννοιες της κυματικής συνάρτησης και της γενικής εξίσωσης μονοδιάστατων κυμάτων για μονοδιάστατα κύματα, της ταχύτητας, ενέργειας και ισχύος αυτών. Επίσης εισάγονται οι έννοιες των κανονικών τρόπων ταλάντωσης και των χαρακτηριστικών συχνοτήτων (ιδιοσυχνότητες). Ακολουθεί η ανάλυση βασικών κυματικών φαινομένων που αφορούν την επαλληλία και συμβολή κυμάτων, στην ανάλυση κυμάτων κατά Fourier, στην δημιουργία στάσιμων κυμάτων και στον συντονισμό, στη μελέτη κυμάτων χορδής σε συνοριακή επιφάνεια και στο φαινόμενο Doppler.