Φυσική Ι [open] (321-2353)
Γιώργος Κοφινάς
Μονόμετρα, διανυσματικά μεγέθη. Κινηματική. Σχετική κίνηση, περιστροφή της γης. Δυνάμεις, ροπές, κέντρο μάζας, ισορροπία στερεού σώματος. Δυναμική, τριβή σε ρευστό, σώματα μεταβαλλόμενης μάζας, στροφορμή. Έργο, ενέργεια, δυναμικό, συντηρητικές δυνάμεις, κεντρικές δυνάμεις. Δυναμική συστήματος σωματιδίων, πρόβλημα δύο σωμάτων, κρούσεις. Δυναμική στερεού σώματος, ροπή αδράνειας. Βαρύτητα, κίνηση στο πεδίο βαρύτητας. Ταλαντώσεις. Ειδική σχετικότητα.
LessΜονόμετρα, διανυσματικά μεγέθη. Κινηματική. Σχετική κίνηση, περιστροφή της γης. Δυνάμεις, ροπές, κέντρο μάζας, ισορροπία στερεού σώματος. Δυναμική, τριβή σε ρευστό, σώματα μεταβαλλόμενης μάζας, στροφορμή. Έργο, ενέργεια, δυναμικό, συντηρητικές δυνάμεις, κεντρικές δυνάμεις. Δυναμική συστήματος σωματιδίων, πρόβλημα δύο σωμάτων, κρούσεις. Δυναμική στερεού σώματος, ροπή αδράνειας. Βαρύτητα, κίνηση στο πεδίο βαρύτητας. Ταλαντώσεις. Ειδική σχετικότητα.
Μονόμετρα, διανυσματικά μεγέθη. Κινηματική. Σχετική κίνηση, περιστροφή της γης. Δυνάμεις, ροπές, κέντρο μάζας, ισορροπία στερεού σώματος. Δυναμική, τριβή σε ρευστό, σώματα μεταβαλλόμενης μάζας, στροφορμή. Έργο, ενέργεια, δυναμικό, συντηρητικές δυνάμεις, κεντρικές δυνάμεις. Δυναμική συστήματος σωματιδίων, πρόβλημα δύο σωμάτων, κρούσεις. Δυναμική στερεού σώματος, ροπή αδράνειας. Βαρύτητα, κίνηση στο πεδίο βαρύτητας. Ταλαντώσεις. Ειδική σχετικότητα.
Syllabus
Περιεχόμενο μαθήματος
Μονόμετρα, διανυσματικά μεγέθη. Κινηματική. Σχετική κίνηση, περιστροφή της γης. Δυνάμεις, ροπές, κέντρο μάζας, ισορροπία στερεού σώματος. Δυναμική, τριβή σε ρευστό, σώματα μεταβαλλόμενης μάζας, στροφορμή. Έργο, ενέργεια, δυναμικό, συντηρητικές δυνάμεις, κεντρικές δυνάμεις. Δυναμική συστήματος σωματιδίων, πρόβλημα δύο σωμάτων, κρούσεις. Δυναμική στερεού σώματος, ροπή αδράνειας. Βαρύτητα, κίνηση στο πεδίο βαρύτητας. Ταλαντώσεις. Ειδική σχετικότητα.
Μαθησιακοί στόχοι
Το μάθημα καλύπτει και επεκτείνει με εντατικό και γρήγορο τρόπο θέματα της μηχανικής που είναι γνωστά από το σχολείο, χρησιμοποιώντας όμως ανώτερα μαθηματικά. Ο διαφορικός λογισμός, στοιχεία της διανυσματικής ανάλυσης και απλές διαφορικές εξισώσεις παρουσιάζονται στην περιγραφή των βασικών νόμων της μηχανικής και χρησιμοποιούνται στην επίλυση προβλημάτων. Με χρήση ολοκληρωμάτων ο φοιτητής οφείλει να υπολογίζει τις κινηματικές ποσότητες μιας τυχούσας ευθύγραμμης ή καμπυλόγραμμης κίνησης, ή να βρίσκει την τροχιά ενός σωματιδίου από το νόμο του Newton, π.χ. εντός ενός βαρυτικού πεδίου Kepler. Δοθέντος ενός πεδίου δυνάμεων πρέπει κανείς να μπορεί να καθορίσει αν είναι συντηρητικό ή όχι και να βρίσκει τη δυναμική ενέργεια όταν υπάρχει. Ένας άλλος στόχος του μαθήματος είναι η χρήση των τεχνικών ολοκλήρωσης για τον υπολογισμό του κέντρου μάζας, των ροπών αδρανείας και του βαρυτικού πεδίου ενός εκτεταμένου σώματος. Πιο προχωρημένα θέματα, όπως η δυναμική ενός συστήματος σωματιδίων και η ειδική σχετικότητα πρέπει επίσης να κατανοηθούν.
Βιβλιογραφία
- Φυσική, Τόμος Α, Μηχανική, Κυματική, Θερμοδυναμική, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg . Ένα κλασσικό βιβλίο το οποίο δίνεται ως βασικό.
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος Ι, Μηχανική και Θερμοδυναμική, Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα. Πολύ καλό, κλασσικό βιβλίο με μερικά θέματα πιο προχωρημένα, προτείνεται σαν δεύτερο βιβλίο.
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος I, Μηχανική, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη. Απλό βιβλίο, για όσους συναντούν δυσκολία με τα προηγούμενα βιβλία.
Μέθοδοι διδασκαλίας
Δια ζώσης διδασκαλία.
Μέθοδοι αξιολόγησης
Τελική γραπτή εξέταση.
Προαπαιτούμενα
Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα.
Διδάσκοντες
Γεώργιος Κοφινάς
Σύντομο Βιογραφικό στον σύνδεσμο:
http://www.icsd.aegean.gr/icsd/prosopiko/members.php?category=dep&member=1148
Ομάδα στόχος
Οι φοιτητές του Τμήματος Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων.
Προτεινόμενα συγγράμματα
- Φυσική, Τόμος Α, Μηχανική, Κυματική, Θερμοδυναμική, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος Ι, Μηχανική και Θερμοδυναμική, Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος I, Μηχανική, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη
Μονόμετρα, διανυσματικά μεγέθη. Κινηματική. Σχετική κίνηση, περιστροφή της γης. Δυνάμεις, ροπές, κέντρο μάζας, ισορροπία στερεού σώματος. Δυναμική, τριβή σε ρευστό, σώματα μεταβαλλόμενης μάζας, στροφορμή. Έργο, ενέργεια, δυναμικό, συντηρητικές δυνάμεις, κεντρικές δυνάμεις. Δυναμική συστήματος σωματιδίων, πρόβλημα δύο σωμάτων, κρούσεις. Δυναμική στερεού σώματος, ροπή αδράνειας. Βαρύτητα, κίνηση στο πεδίο βαρύτητας. Ταλαντώσεις. Ειδική σχετικότητα.
Το μάθημα καλύπτει και επεκτείνει με εντατικό και γρήγορο τρόπο θέματα της μηχανικής που είναι γνωστά από το σχολείο, χρησιμοποιώντας όμως ανώτερα μαθηματικά. Ο διαφορικός λογισμός, στοιχεία της διανυσματικής ανάλυσης και απλές διαφορικές εξισώσεις παρουσιάζονται στην περιγραφή των βασικών νόμων της μηχανικής και χρησιμοποιούνται στην επίλυση προβλημάτων. Με χρήση ολοκληρωμάτων ο φοιτητής οφείλει να υπολογίζει τις κινηματικές ποσότητες μιας τυχούσας ευθύγραμμης ή καμπυλόγραμμης κίνησης, ή να βρίσκει την τροχιά ενός σωματιδίου από το νόμο του Newton, π.χ. εντός ενός βαρυτικού πεδίου Kepler. Δοθέντος ενός πεδίου δυνάμεων πρέπει κανείς να μπορεί να καθορίσει αν είναι συντηρητικό ή όχι και να βρίσκει τη δυναμική ενέργεια όταν υπάρχει. Ένας άλλος στόχος του μαθήματος είναι η χρήση των τεχνικών ολοκλήρωσης για τον υπολογισμό του κέντρου μάζας, των ροπών αδρανείας και του βαρυτικού πεδίου ενός εκτεταμένου σώματος. Πιο προχωρημένα θέματα, όπως η δυναμική ενός συστήματος σωματιδίων και η ειδική σχετικότητα πρέπει επίσης να κατανοηθούν.
- Φυσική, Τόμος Α, Μηχανική, Κυματική, Θερμοδυναμική, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg . Ένα κλασσικό βιβλίο το οποίο δίνεται ως βασικό.
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος Ι, Μηχανική και Θερμοδυναμική, Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα. Πολύ καλό, κλασσικό βιβλίο με μερικά θέματα πιο προχωρημένα, προτείνεται σαν δεύτερο βιβλίο.
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος I, Μηχανική, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη. Απλό βιβλίο, για όσους συναντούν δυσκολία με τα προηγούμενα βιβλία.
Δια ζώσης διδασκαλία.
Τελική γραπτή εξέταση.
Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα.
Γεώργιος Κοφινάς
Σύντομο Βιογραφικό στον σύνδεσμο:
http://www.icsd.aegean.gr/icsd/prosopiko/members.php?category=dep&member=1148
Οι φοιτητές του Τμήματος Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων.
- Φυσική, Τόμος Α, Μηχανική, Κυματική, Θερμοδυναμική, Halliday, Rensick, Walker, Εκδόσεις Gutenberg
- Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική, Τόμος Ι, Μηχανική και Θερμοδυναμική, Alonso, Finn, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη και T. Φίλιππα
- Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς,Τόμος I, Μηχανική, R. Serway, μετάφραση Λ. Ρεσβάνη
Μονόμετρα, διανυσματικά μεγέθη. Άθροισμα-διαφορά διανυσμάτων, προσδιορισμός μέτρου, γωνίας. Συνιστώσες διανύσματος. Παραδείγματα. Εσωτερικό γινόμενο, εξωτερικό γινόμενο, τύπος υπολογισμού με ορίζουσα.
Κινηματική. Ορισμός μέσης, στιγμιαίας ταχύτητας και επιτάχυνσης. Ανάλυση επιτάχυνσης σε επιτρόχια και κεντρομόλο, παραδείγματα. Κατεσιανό σύστημα συντεταγμένων, έκφραση ταχύτητας και επιτάχυνσης. Σφαιρικές συντεταγμένες, έκφραση ταχύτητας. Πολικές συντεταγμένες, έκφραση ταχύτητας και επιτάχυνσης.
Σχετική κίνηση. Ορισμός σχετικής ταχύτητας, επιτάχυνσης. Μετασχηματισμός Γαλιλαίου. Στροφή διανύσματος. Γενική έκφραση ταχύτητας και επιτάχυνσης μεταξύ περιστρεφόμενων συστημάτων. Κίνηση ως προς την περιστρεφόμενη γη, εκκρεμές Foucault
Δυνάμεις. Αξίωμα μεταφοράς, ισοδύναμες δυνάμεις, ροπή δύναμης. Συντρέχουσες δυνάμεις, ζεύγος δυνάμεων, ροπή ζεύγους, σύστημα δυνάμεων. Συνεπίπεδες δυνάμεις, παράλληλες δυνάμεις, παραδείγματα.
Κέντρο μάζας. Ορισμός κέντρου μάζας στο χώρο, για επιφάνεια και για γραμμική κατανομή. Παραδείγματα. Κέντρο βάρους. Ισορροπία στερεού σώματος.
Δυναμική. Νόμοι Newton, κίνηση σε ρευστό με τριβή ανάλογη της ταχύτητας και ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας. Κίνηση σώματος με μεταβαλλόμενη μάζα, κίνηση πυραύλου. Εξίσωση κίνησης ως προς μη-αδρανειακό παρατηρητή. Θεώρημα ώθησης-ορμής, στροφορμή, θεώρημα διατήρησης στροφορμής.
Έργο-ενέργεια. Ορισμός έργου, θεώρημα έργου-κινητικής ενέργειας. Στοιχειώδη ανάλυση λογισμού πολλών μεταβλητών (μερική παράγωγος, κλίση, απόκλιση, στροβιλισμός, θεώρημα Stoles, Gauss). Συντηρητική δύναμη, δυναμική ενέργεια, ισοδύναμες διατυπώσεις συντηρητικής δύναμης, παραδείγματα. Θεώρημα διατήρησης μηχανικής ενέργειας, θεώρημα έργου-ενέργειας. Μονοδιάστατη κίνηση, κεντρικές δυνάμεις, εξισώσεις κίνησης.
Δυναμική συστήματος σωμάτων. Ολική ορμή συστήματος, εξισώσεις κέντρου μάζας, διατήρηση ορμής απομονωμένου συστήματος. Ολική στροφορμή συστήματος, εξίσωση στροφορμής, διατήρηση στροφορμής. Σχέση στροφορμών, κινητικών ενεργειών μεταξύ δύο παρατηρητών. Εσωτερικές δυνάμεις συστήματος, εσωτερική δυναμική ενέργεια, εσωτερική ενέργεια συστήματος. Πρόβλημα δύο σωμάτων, κρούσεις, θεώρημα διατήρησης ορμής κατά την κρούση, πλαστική κρούση, ελαστική μετωπική και πλάγια κρούση, μη-ελαστική μετωπική και πλάγια κρούση.
Βαρύτητα, κίνηση με βαρύτητα. Νόμος παγκόσμιας έλξης, δυναμικό ομογενούς κεντρικού κελύφους στο εσωτερικό και εξωτερικό. Δυναμικό συμπαγούς σφαίρας με σφαιρική κατανομή πυκνότητας στο εσωτερικό και εξωτερικό. Δυναμικό κοντά στην επιφάνεια της γης. Κωνικές τομές. Κίνηση στο πεδίο βαρύτητας. Σκέδαση σε απωστικό δυναμικό, σκέδαση Rutherford.
Ταλαντώσεις. Απλή αρμονική κίνηση, περίοδος, συχνότητα, απλό εκκρεμές, φυσικό εκκρεμές, στροφικό εκκρεμές. Συμβολή αρμονικών ταλαντώσεων ίδιας διεύθυνσης και ίδιων ή διαφορετικών συχνοτήτων. Υπέρθεση αρμονικών κινήσεων με κάθετες διευθύνσεις της ίδιας ή διαφορετικών συχνοτήτων. Αναρμονικός ταλαντωτής, ταλαντώσεις με απόσβεση, εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Περιοδική κίνηση, ανάλυση Fourier.
Ειδική Σχετικότητα. Πείραμα Michelson-Morley, αξιώματα ειδικής σχετικότητας, διαστολή χρόνου, συστολή μήκους. Μετασχηματισμός Lorentz, μετασχηματισμός ταχυτήτων, επιταχύνσεων. Σχετικιστική ορμή, σχετικιστική δύναμη, έργο-ενέργεια. Μετασχηματισμός δυνάμεων και ορμών. Κρούσεις.
Open Academic Course
Num. of Visits : 4022
Num. of Hits : 22067
