ΕΤΥ-203
Εργαστήριο Φυσικής Ι: Μηχανική—Θερμότητα

Πληροφορίες μαθήματος

Τύπος μαθήματος

Υποχρεωτικό

Εξάμηνο σπουδών

3^ο

Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας

3

Πιστωτικές μονάδες

8

Προαπαιτούμενα μαθήματα

-

Οργάνωση διδασκαλίας

Φόρτος εργασίας εξαμήνου σε ώρες:

• Διαλέξεις: 6
• Εργαστήριο: 24
• Συγγραφή αναφορών: 40
• Σύνολο:70

Διδάσκoντες

Κώστας Παπαδόπουλος

email

costis.papa@materials.uoc.gr

τηλέφωνο

2810394292

γραφείο

Ε-116 Κτήριο Μαθηματικών

ώρες γραφείου

Τρίτη - Τετάρτη: 11-1μμ.

Δημήτρης Στεφανάκης

email

dimstef@materials.uoc.gr

τηλέφωνο

2810394009

γραφείο

Ε-108 Κτήριο Μαθηματικών

ώρες γραφείου

Τετάρτη 11-1μμ.

Δημήτρης Θεοδωρίδης

email

dimtheo@materials.uoc.gr

τηλέφωνο

2810394285

γραφείο

Ε-106 Κτήριο Μαθηματικών

ώρες γραφείου

Τετάρτη 9-11πμ.

Διεξαγωγή μαθήματος

Ώρες Εργαστηρίου

Δευτέρα 09:00-12:00 (α΄ τμήμα), Πέμπτη 09:00-12:00 (β' τμήμα), στο Εργαστήριο Μηχανικής του κτηρίου Φυσικού.

Ανακοινώσεις

21/09/2022

Το εισαγωγικό μάθημα του Εργαστηρίου Φυσικής Ι θα πραγματοποιηθεί τη Δευτέρα 26/9 ώρα 11:00-14:00 στην αίθουσα Α2 του κτηρίου των Υπολογιστών. Η παρακολούθηση είναι υποχρεωτική. Θα ακολουθήσει ανακοίνωση για τις εγγραφές.

Εργαστηριακές Ομάδες - Εβδομαδιαίο Πρόγραμμα Ασκήσεων

• Τμήμα Δευτέρας 09:00-12:00
• Τμήμα Πέμπτης 09:00-12:00

Διδασκόμενη ύλη

Εκπαιδευτικά πειράματα πάνω σε απλά φαινόμενα της φυσικής και επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων. Περιλαμβάνονται:

• Ευθύγραμμη και στροφική κίνηση,
• γραμμική ταλάντωση,
• κυκλική κίνηση,
• απλό και φυσικό εκκρεμές,
• θέρμανση και αλλαγή φάσης.

Μέσω μετρήσεων γίνεται εφαρμογή- επιβεβαίωση βασικών νόμων της φυσικής:

• Νόμοι Newton για ευθύγραμμη και στροφική κίνηση,
• Νόμος Hook για την ελαστικότητα,
• βασικοί νόμοι της θερμιδομετρίας.

Χρησιμοποιούνται βασικά και περισσότερο εξειδικευμένα όργανα και τεχνικές για τη μέτρηση φυσικών μεγεθών: θερμόμετρο, χρονόμετρο, παχύμετρο, laser, φωτοπύλη, μετρήσεις με τη χρήση υπολογιστή και κατάλληλου hardware και software.

Τις μετρήσεις κάθε άσκησης ακολουθεί βασική επεξεργασία των πειραματικών μετρήσεων: εξαγωγή μέσου όρου- τυπική απόκλιση- γραμμική συσχέτιση με τη μέθοδο ελαχίστων τετραγώνων- υπολογισμός σφαλμάτων σε μεγέθη που μετριούνται- υπολογισμός μεταδιδόμενου σφάλματος σε μεγέθη που υπολογίζονται έμμεσα από τις μετρήσεις.

Τέλος η διαδικασία, τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα από κάθε πειραματική άσκηση καταγράφονται σε μια αναφορά ανά ομάδα (τριάδα συνήθως) φοιτητών.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές έχουν αποκτήσει

• Βαθύτερη κατανόηση θεμελιωδών νόμων της φυσικής, μέσω της εμπειρικής πειραματικής διαδικασίας.
• Ικανότητα να χρησιμοποιούν σε βασικό επίπεδο εξειδικευμένα εποπτικά μέσα όπως το laser και τις φωτοπύλες.
• Ικανότητα ξεκινώντας από πειραματικά δεδομένα να συγγράψουν μια επιστημονική αναφορά που να τα παρουσιάζει και να τα αναλύει.
• Κριτήρια να διακρίνουν την ποιότητα και την αξιοπιστία πειραματικών δεδομένων (ικανότητα).

Γενικές ικανότητες

• Συλλογή, ανάλυση, σύνθεση και αξιολόγηση δεδομένων και πληροφοριών με τη χρήση των απαραίτητων τεχνολογιών (εποπτικά μέσα- επεξεργασία με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή).
• Αυτόνομη και ομαδική εργασία.
• Συγγραφή αναφορών για παρουσίαση πειραματικών αποτελεσμάτων.

Κανονισμός Εργαστηρίου

• Το πρακτικό μέρος του Εργαστηρίου Φυσικής I περιλαμβάνει οκτώ (8) ασκήσεις. Οι φοιτητές ασκούνται ανά ομάδες στο ίδιο πείραμα και υποχρεούνται να παραδίδουν αναφορά για κάθε άσκηση την οποία ολοκληρώνουν. Οι αναφορές θα πρέπει να περιλαμβάνουν τις πρωτότυπες μετρήσεις υπογεγραμμένες από τον υπεύθυνο διδάσκοντα.
• Η αναφορά γράφεται από κοινού μεταξύ των μελών της ομάδας και παραδίδεται ένα γραπτό. Ο βαθμός του γραπτού αποδίδεται σε όλα τα μέλη της ομάδας. Παρόλα αυτά επιτρέπεται μέλος ομάδας να γράφει δική του αναφορά ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα μέλη. Στην πρώτη άσκηση παραδίδεται υποχρεωτικά ατομική αναφορά.
• Κάθε φοιτητής θα πρέπει να έχει προετοιμαστεί για την εκτέλεση της άσκησης πριν προσέλθει στο εργαστήριο. Για το σκοπό αυτό θα γίνεται από τους διδάσκοντες ολιγόλεπτη προφορική εξέταση σε κάθε φοιτητή η οποία θα βαθμολογείται (Βαθμός προφορικής εξέτασης: ΒΠΕ), κατά τη διάρκεια του πειράματος. Σε περίπτωση που διαπιστωθεί ανεπαρκής προετοιμασία, ο φοιτητής θα μηδενίζεται στη συγκεκριμένη άσκηση, χωρίς καταχώρηση απουσίας.
• Η προθεσμία παράδοσης της αναφοράς είναι επτά (7) ημερολογιακές ημέρες από την ολοκλήρωση της άσκησης. Σε περίπτωση που κάποια αναφορά παραδίδεται εκπρόθεσμα μέχρι και επτά (7) ακόμη ημερολογιακές ημέρες, βαθμολογείται με άριστα το οκτώ (8). Η προθεσμία αναφέρεται σε παραδόση αποκλειστικά έντυπης (χειρόγραφης ή δακτυλογραφημένης) αναφοράς. Σε κάθε άλλη περίπτωση (αποκλειστικά ηλεκτρονική υποβολή ή παράδοση εντύπου μετά τις 14 ημέρες) η αναφορά δε θα γίνεται δεκτή και η άσκηση μηδενίζεται.
• Εφόσον η αναφορά είναι δακτυλογραφημένη σε Η/Υ θα πρέπει να αποστέλλεται στον αντίστοιχο διδάσκοντα και σε ηλεκτρονική μορφή για διευκόλυνση του ελέγχου της αντιγραφής.
• ΑΝΤΙΓΡΑΦΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΑΝΑΦΟΡΩΝ ΑΠΑΓΟΡΕΥΟΝΤΑΙ. Σε περίπτωση αντιγραφής μέρους ή ολόκληρης της αναφοράς μεταξύ ομάδων, θα αφαιρούνται βαθμοί μέχρι και τον μηδενισμό της αναφοράς ανάλογα με την έκταση της αντιγραφής. Η αφαίρεση (ή μηδενισμός) θα πραγματοποιείται στα μέλη και των δύο ομάδων που συμμετείχαν στην συγγραφή των αντίστοιχων αναφορών.
• Η συμμετοχή σε κάθε εργαστήριο είναι υποχρεωτική και κάθε φοιτητής έχει το δικαίωμα να κάνει μια μόνο απουσία. Αν κάποιος φοιτητής απουσιάσει από κάποιο πείραμα τότε βαθμολογείται με μηδέν στη συγκεκριμένη άσκηση χωρίς δικαίωμα παράδοσης αναφοράς. Κατ’ εξαίρεση, υπάρχει η δυνατότητα αναπλήρωσης ασκήσεων σε συνεννόηση με το διδάσκοντα μόνο για λόγο υγείας ο οποίος θα αποδεικνύεται με βεβαίωση ιατρού.
• Η παρακολούθηση του εργαστηρίου θεωρείται επιτυχής μόνο όταν ο τελικός βαθμός του μαθήματος (ΤΒΜ) είναι ≥ 5 (με άριστα το 10) και ο βαθμός της γραπτής τελικής εξέτασης (ΒΤΕ) είναι ≥ 4 (με άριστα το 10). Ο τελικός βαθμός του μαθήματος (ΤΒΜ) θα προκύψει με βάση τον παρακάτω τύπο:

  ΤΒΜ = 0.1*ΒΠΕ + 0.5*ΤΒΑ + 0.4*ΒΤΕ

  όπου ΤΒΑ ο τελικός βαθμός αναφορών που ισούται με τον Μ.Ο. των αναφορών των 8 εργαστηριακών ασκήσεων (προσμετρούνται οι μηδενισμοί λόγω απουσιών ή αντιγραφών). Αν ο ΒΤΕ είναι μικρότερος του 4 τότε η παρακολούθηση θεωρείται ανεπιτυχής και ως ΤΒΜ μπαίνει τυπικά ο ΒΤΕ.
• Σε περίπτωση αποτυχίας, το δικαίωμα συμμετοχής επαναληπτικές τελικές εξετάσεις διατηρείται σύμφωνα με τα παραπάνω. Ο φοιτητής μπορεί να συμμετέχει σε αυτές, όποτε γίνονται, με ύλη αυτήν της τελευταίας περιόδου που διδάχτηκε το μάθημα χωρίς την εκ νέου παρακολούθηση του εργαστηρίου.

Διδακτικό υλικό

Διδακτικό υλικό του μαθήματος υπάρχει στην αντίστοιχη σελίδα του eclass.

Αξιολόγηση φοιτητών

Η αξιολόγηση γίνεται σε τρία βήματα με 4 διαφορετικές διαδικασίες.

Βήμα 1

Σύντομη προφορική ή εναλλακτικά γραπτή εξέταση πάνω στην πειραματική διαδικασία που θα ακολουθήσει. Κριτήρια: Περιγραφή του φαινομένου, Γνώση βασικών νόμων που το διέπουν, βασική κατανόηση της πειραματικής διάταξης (τι μετράμε και με ποιο τρόπο)

Βήμα 2

Βαθμολόγηση της αναφοράς πάνω στην πειραματική διαδικασία που θα παραδοθεί. Ο βαθμός είναι ένας για τους φοιτητές κάθε ομάδας. Κριτήρια: Επεξεργασία μετρήσεων, Κατασκευή Γραφημάτων, Παρουσίαση αποτελεσμάτων, έλεγχος ορθότητας αποτελεσμάτων.

Βήμα 3

Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου, όπου οι φοιτητές καλούνται να επεξεργαστούν έτοιμα πειραματικά δεδομένα. Κριτήρια: Ικανότητα εφαρμογής των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια των εργαστηρίων, ορθή γραφική απεικόνιση αποτελεσμάτων και υπολογισμός μεγεθών.

Βιβλιογραφία

• Ανδρέας Ζέζας, Σημειώσεις Εργαστηρίων Φυσικής Ι: Μηχανική και Θερμοδυναμική, Τμήμα Φυσικής Πανεπιστήμιο Κρήτης, 2013.
• Xρ. Xαλδούπης, Eργαστηριακές Aσκήσεις Φυσικής: Mηχανική - Θερμότητα, Πανεπιστήμιο Kρήτης, Hράκλειο (1996).
• R.A. Serway, Physics for Scientists and Engineers, Tόμος I: Mηχανική, Aθήνα (1991).
• D. Halliday and R. Resnick, Φυσική, Mέρος A, 3η έκδοση, Eκδόσεις Πνευματικού, Aθήνα (1986).
• F.W. Sears, M.W. Zemasky and H.D Young, University Physics, Addison Wesley (1981).