1 ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΤΜΗΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ & ΥΤ. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ Οµάδα εργασίας από τους: Γιάννη Νικολέτα, ιπλωµατούχο Μηχανολόγο Μηχανικό Θανάση Σαµαρίνα, ιπλωµατούχο Μηχανολόγο Μηχανικό Στέργιο Χριστοφάνη, ιπλωµατούχο Μηχανολόγο Μηχανικό Η ΡΟΗ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΓΝΩΣΗΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΧΟΛΕΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΤΟΜΕΑ ΚΑΙ ΕΚΛΟΓΙΚΕΥΣΗ ΤΗΣ ΚΑΙ ΠΩΣ ΑΥΤΗ ΙΑΧΕΕΤΑΙ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ ΣΤΙΣ ΑΛΛΕΣ ΒΑΘΜΙ ΕΣ ΤΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΡΤΙΣΗΣ Λάρισα, Οκτώβριος 2005
2 Περιεχόµενα σελ. 1. Προοίµιο 3 1.1. Χαρακτηριστικά στοιχεία έρευνας εργασίας 3 1.2. ιπλωµατούχος Μηχανικός 4 1.3. Πτυχιούχος Τεχνολόγος των ΤΕΙ 6 2. Πρόλογος 7 2.1. Επιστήµη Μηχανολογίας 7 2.2. Μηχανολογία και Ελληνική Γλώσσα 8 2.3. Μηχανολογία και ανάπτυξη της χώρας µας 11 3. Ισχύουσες νοµικές διατάξεις για την Παιδεία και την Εκπαίδευση 15 3.1. Σύνταγµα της Ελλάδος και ΑΕΙ 16 3.2. ΤΕΙ και Β/θµια Εκπαίδευση 18 4. Προγράµµατα Σπουδών (Π.Σ.) 22 4.1. Π.Σ. Μηχανολογικού τµήµατος ΕΜΠ 23 4.2. Π.Σ. Μηχανολογικού τοµέα των ΤΕΙ 29 4.3. Π.Σ. Μηχανολογικού τοµέα της Β/θµιας Εκπ/σης 31 5. Προτάσεις αναβάθµισης της ποιότητας στην Β/θµια Εκπαίδευση 78 5.1. Εφαρµοσµένη Θερµοδυναµική 80 5.2. Εφαρµοσµένη Στατική και Αντοχή των Υλικών 131 5.3. Στοιχεία Μηχανών 165 5.4. Μηχανολογικό Σχέδιο 179 6. Στοιχεία Παιδαγωγικής και ιδακτικής 213 7. Συµπεράσµατα Προτάσεις 240 8. Βιβλιογραφία 241
3 1. Προοίµιο 1.1. Χαρακτηριστικά στοιχεία της έρευνας εργασίας Η παρούσα έρευνα-εργασία ανατέθηκε από την ιοικούσα Επιτροπή του Τµήµατος Κεντρικής και υτικής Θεσσαλίας (Πρακτικό Νο 2 / 17.1.2005) σε οµάδα εργασίας η οποία αποτελείται από τους: 1) Γιάννη Νικολέτα, ιπλωµατούχο Μηχανολόγο Μηχανικό 2) Θανάση Σαµαρίνα, ιπλωµατούχο Μηχανολόγο Μηχανικό 3) Στέργιο Χρισταφάκη, ιπλωµατούχο Μηχανολόγο Μηχανικό µε τίτλο: Η ροή της επιστηµονικής γνώσης από τις πολυτεχνικές σχολές µηχανολογικού τοµέα και εκλογίκευση της και πως αυτή διαχέεται και εφαρµόζεται στις άλλες βαθµίδες της εκπαίδευσης και κατάρτισης στόχοι της εργασίας είναι: Πρώτον, να περιγραφεί η υφιστάµενη κατάσταση στη ευτεροβάθµια Τεχνική Επαγγελµατική Εκπαίδευση, στην Τεχνολογική Εκπαίδευση (ΤΕΙ) καθώς και σε φορείς άτυπης κατάρτισης Μηχανολογικού τοµέα. εύτερον, να καθορίσει την βασική γνώση από την Επιστήµη της Μηχανολογίας στους επί µέρους κλάδους: της Θερµοδυναµικής, της Στατικής και της Αντοχής των Υλικών, των Στοιχείων Μηχανών και των Μηχανολογικών Σχεδιάσεων. Τρίτον, να διατυπωθούν προτάσεις για την αναµόρφωση των Προγραµµάτων Σπουδών στη Β/θµια Εκπ/ση.
4 1.2. ιπλωµατούχος Μηχανικός των Πολυτεχνικών Σχολών Για τον ρόλο και τις ευθύνες των ιπλωµατούχων Μηχανικών και των πτυχιούχων Τεχνολόγων των ΤΕΙ, σηµειώνουµε τα κατωτέρω: ιπλωµατούχος Μηχανικός Πολυτεχνείου Ο ιπλωµατούχος Μηχανικός των Πολυτεχνικών Σχολών ορίζεται ως εξής: 1. Οι σπουδές του δίνουν τη δυνατότητα να σχεδιάζει, µελετά, κατασκευάζει συντηρεί, λειτουργεί και γενικά να διαχειρίζεται έργα και συστήµατα κάθε είδους, έχοντας πλήρη ευθύνη γι αυτά. 2. Μπορεί να ηγείται οµάδων διεπιστηµονικού χαρακτήρα που µπορεί να περιλαµβάνουν επιστήµονες κάθε είδους, αλλά και Μηχανικούς τεχνολογικής κατεύθυνσης, µε σκοπό: µέσα από την οµαδική λειτουργία να συντονίζει πράξεις ή λειτουργίες, όπως αυτές περιγράφονται παραπάνω. 3. Μπορεί να παίρνει αποφάσεις και να κάνει επιλογές µεγάλης τεχνικής και τεχνοοικονοµικής σπουδαιότητας. 4. Μπορεί να διεξάγει έρευνα και να προωθεί την εισαγωγή Νέων Τεχνολογιών. Για να µπορεί να αντεπεξέλθει σ αυτά τα καθήκοντα ο Μηχανικός πρέπει να έχει µια ιδιαίτερα σοβαρή θεωρητική συγκρότηση, τόσο στους κλάδους της επιστήµης του, όσο και στις επιστήµες ιοίκησης Ανθρωπίνων Πόρων, ιαχείρισης Οικονοµικών Πόρων καθώς και ανεπτυγµένες δεξιότητες σε θέµατα ασφάλειας και υγείας του ανθρώπινου δυναµικού, όσο και οικολογίας.
5 Επιστήµη Μηχανολογίας (οικοδόµηση γνώσης και δεξιοτήτων σε σχηµατική παράσταση) Μεταπτυχιακό κτλ 0 (+) (-) Σπουδές σε Α.Ε.Ι. θεµελίωση Τ.Ε.Ι. ΙΕΚ ΚΕΚ υπόβαθρο Β/θµια Εκπαίδευση Ο µαθητής διδάσκεται και πρέπει να εµπεδώνει τις βασικές έννοιες, τους νόµους, τα αξιώµατα, κ.λ.π. από την επιστήµη της Μηχανολογίας µε πολλά παραδείγµατα και ιδίως µε εφαρµογές σε όργανα, εγκαταστάσεις και συστήµατα. Σηµείωση: Οι διάφοροι νόµοι, αξιώµατα κ.λ.π. είναι συνδυασµοί βασικών εννοιών γι αυτό ιδιαίτερη µέριµνα / προσοχή στη στρατηγική µεθοδολογία διδασκαλίας των βασικών εννοιών. Ε κ ΣΤ τάξη ηµοτικού Σχολείου Ο µαθητής διδάσκεται και πρέπει να κατανοεί, µε πολλά παραδείγµατα και εφαρµογές τα πρώτα στοιχεία από τις βασικές έννοιες της επιστήµης της Μηχανολογίας. Ιδιαίτερη προσοχή στη διατύπωση (στα σχολικά εγχειρίδια) των βασικών εννοιών και συµβολισµών. Οι βασικές έννοιες πρέπει να διατυπώνονται µε εύληπτο και εκλαϊκευµένο τρόπο, χωρίς όµως να χάνεται η επιστηµονική τους υπόσταση και υφή.
6 1.3. Πτυχιούχος Τεχνολόγος των ΤΕΙ Ο πτυχιούχος Τεχνολόγος των ΤΕΙ ορίζεται ο τεχνικός που έχει άριστη γνώση των διαδικασιών, µέσων και µεθόδων για την εφαρµογή της επιστηµονικής γνώσης του ιπλωµατούχου Μηανικού καθώς και για την παραγωγή έργων. Μπορεί υπό την καθοδήγηση ενός ιπλωµατούχου Μηχανικού να συµµετέχει σε οµάδα µελέτης, επίβλεψης ή κατασκευής έργου. Βασικό χαρακτηριστικό της εκπαίδευσης του πτυχιούχου Τεχνολόγου των ΤΕΙ είναι η άρτια γνώση της τεχνολογίας που αφορά τον τεχνικό τοµέα στον οποίο εξειδικεύεται, καθώς και η ικανότητα να συµµετέχει σε οµαδική δουλειά και να επικοινωνεί µε επαγγελµατίες τεχνικής κατεύθυνσης χαµηλότερων βαθµίδων που εµπλέκονται στην υλοποίηση των έργων. Η Παιδεία του συγκεκριµένου επαγγελµατία δεν χρειάζεται να έχει πολύ µεγάλο εύρος, δεδοµένου ότι προσφέρει τις υπηρεσίες του συνήθως σε περιορισµένο γνωστικό τοµέα, σε σχέση µε τον ιπλωµατούχο Μηχανικό των Πολυτεχνικών Σχολών.
7 2. Πρόλογος 2.1. Επιστήµη Μηχανολογίας Κάθε Επιστήµη, όπως και η Επιστήµη της Μηχανολογίας που ανήκει ως γνωστόν στις Φυσικές Επιστήµες, για να την κατακτήσει / κατανοήσει κάποιος θα πρέπει: 1 ο στάδιο Τα πρώτα στοιχεία των βασικών εννοιών (από την Επιστήµη της Μηχανολογίας) να διδαχθούν συστηµατικά και εύληπτα και να αφοµοιωθούν από τους µαθητές στις δύο τελευταίες τάξεις του ηµοτικού Σχολείου. Πάντοτε, βέβαια, µε εξειδικευµένη στρατηγική µεθοδολογία διδασκαλίας και µε πολλά παραδείγµατα και εφαρµογές από την καθηµερινότητα των µαθητών. Συνεπώς, το υπόβαθρο γνώσης και δεξιοτήτων µε τα πρώτα στοιχεία από τις βασικές έννοιες της Επιστήµης της Μηχανολογίας δηµιουργούνται και εµπεδώνονται, (από τους µαθητές) στις δύο τελευταίες τάξεις του ηµοτικού Σχολείου. 2 ο στάδιο Ο µαθητής στη Β/θµια Εκπαίδευση δηµιουργεί τη θεµελίωση (από την Επιστήµη της Μηχανολογίας) µε τις βασικές έννοιες, νόµους (είναι συνδυασµός βασικών εννοιών), αξιώµατα, θεωρίες κ.λ.π. µε παραδείγµατα και εφαρµογές σε συστήµατα Μηχανολογικών εγκαταστάσεων, συσκευών, οργάνων και άλλων µηχανισµών και συγκροτηµάτων. Προφανώς, το όλο οικοδόµηµα από την Επιστήµη της Μηχανολογίας είναι θεµελιωµένο στις βασικές έννοιες και δεξιότητες που απέκτησε / κατανόησε ο µαθητής σε επίπεδο Β/θµιας Εκπ/σης.
8 2.2. Μηχανολογία και Ελληνική Γλώσσα Επισηµαίνουµε ότι, για να κατακτήσει κάποιος την Επιστήµη της Μηχανολογίας (προφανώς και κάθε Επιστήµη) θα πρέπει πρωτίστως να κατέχει το βασικό όργανο επικοινωνίας του ανθρώπου µε τον συνάνθρωπό του. Και το βασικό όργανο επικοινωνίας για τους Έλληνες είναι η Ελληνική γλώσσα. Σήµερα, δυστυχώς, ένα σεβαστό ποσοστό του µαθητικού δυναµικού της χώρας µας, ενώ έχουν ποιοτικές νοητικές λειτουργίες, δυστυχώς, δυσκολεύονται να εκφράσουν τα νοήµατά τους, διότι δεν κατανοούν τους βασικούς κανόνες της Ελληνικής γλώσσας. Με άλλα λόγια, ενώ η Ελληνική γλώσσα είναι θεµελιωµένη σε κανόνες, δυστυχώς, αυτοί οι κανόνες (µέχρι σήµερα) δεν διδάσκονται κατά τρόπο ουσιαστικό, αυτοτελή και µε παραδείγµατα και εφαρµογές από την καθηµερινότητα των νέων. Συνεπώς, ο νέος για να κατακτήσει την Επιστήµη της Μηχανολογίας πρέπει να κάνει σωστή / ορθή χρήση της Ελληνικής γλώσσας (και όχι µόνον) τόσο σε επίπεδο γραπτού λόγου όσο και σε επίπεδο προφορικού λόγου. Η Ελληνική γλώσσα, γραφούµενη και οµιλούµενη (σε σχηµατική παράσταση) θεµελιώνεται στους παρακάτω βασικούς κανόνες: Ελληνική γλώσσα (βασικοί κανόνες) Ορθογραφίας Γραµµατικής Συντακτικού Λεξιλογίου, Φωνολογίας
9 οµή Ελληνικής Γλώσσας (βασικά στοιχεία) Επικοινωνία ανθρώπου µε τον συνάνθρωπό του Λόγος ανατροφοδότηση Φράσεις Λέξεις Φθόγγοι
10 ιδασκαλία Ελληνικής γλώσσας σωστή χρήση της Ελληνικής Γλώσσας Μ α θ η τ ή ς εφαρµογή γλωσσικών κανόνων κατανόηση γλωσσικών κανόνων ανατροφοδότηση Εκπαιδευτικός διδασκαλία γλωσσικών κανόνων
11 2.3. Μηχανολογία και ανάπτυξη της Χώρας µας Ευθύς εξ αρχής τονίζουµε και υπογραµµίζουµε ότι η επένδυση στο Ανθρώπινο υναµικό αποτελεί τον βασικό παράγοντα για την ανάπτυξη της χώρας µας. Το τρίγωνο έρευνα καινοτοµία Εκπαίδευση δίνει την συνισταµένη κινητήρια δύναµη για πρόοδο, ευηµερία και κοινωνική δικαιοσύνη. Αιχµή της εφαρµοσµένης έρευνας πρέπει να είναι οι καινοτόµες τεχνολογικές εφαρµογές όπως, άλλωστε, φαίνεται και στην παρακάτω σχηµατική παράσταση. Καινοτόµες τεχνολογικές εφαρµογές Συνεργασία επιχειρήσεων και Εκπαιδευτικών Ιδρυµάτων έρευνα παραγωγή γνώσης και επιχειρηµατικότητα Παροχή τεχνογνωσίας (ειδική τεχνική γνώση) σε νέες επιχειρήσεις για την παραγωγή καινοτόµων προϊόντων/υπηρεσιών ΝΑΙ Ενίσχυση ανταγωνιστικότητας και απασχολισιµότητας και κατ επέκταση οικονοµική µεγέθυνση (θέσεις εργασίας/καταπολέµηση ανεργίας)
12 όµηση ενός νέου σχεδίου ανάπτυξης της Ελλάδος Για τη δόµηση ενός νέου τεχνο-οικονοµικού και κοινωνικού τεχνολογικού σχεδίου ανάπτυξης, η Ελλάδα πρέπει να είναι προνοµιακά στραµµένη στη γνώση και στην πληροφορία. Αυτό προϋποθέτει επένδυση στο Ανθρώπινο υναµικό και ουσιαστική µεταρρύθµιση στην Παιδεία. Ζούµε σε µια νέα εποχή, ενός νέου διαχωρισµού σε προνοµιούχους και µη, ήτοι: - σε αυτούς που έχουν πρόσβαση και γνώση και στη πληροφορία καθώς και στη δυνατότητα χρήσης των καινοτόµων τεχνολογικών εφαρµογών, - και σε αυτούς που στερούνται τα παραπάνω. Όλα αυτά δίνουν το νέο στοιχείο ανισότητας και κοινωνικού αποκλεισµού (φαίνεται παρακάτω επιγραµµατικά) στη νέα κοινωνικο-οικονοµική διαστρωµάτωση. Προνοµιούχοι Μη προνοµιούχοι Πρόσβαση στη γνώση και στην πληροφορία Χρήση καινοτόµων τεχνολογικών εφαρµογών ανισότητες e αναλφάβητοι (νέο στοιχείο ανισότητας και κοινωνικού αποκλεισµού)
13 Νέο σχέδιο ανάπτυξης της Ελλάδας Επένδυση στο ανθρώπινο δυναµικό Επένδυση στη γνώση Ουσιαστική µεταρρύθµιση στην Παιδεία > 40% του ΚΠΣ στην Παιδεία Ίσοι όροι πρόσβασης όλων στη γνώση και στην πληροφορία Χρήση καινοτόµων τεχνολογικών εφαρµογών αποτελεσµατικότερη λειτουργία του Κράτους Νέο τεχνο-οικονοµικό και κοινωνικό τεχνολογικό σχέδιο ανάπτυξης της χώρας µας Πρόοδος, ευηµερία, παραγωγή πλούτου
14 Συµπερασµατικά Η Έρευνα η παραγωγή νέας γνώσης η εφαρµογή σε εγκαταστάσεις/συγκροτήµατα η οικονοµική µεγέθυνση από απόψεως Επιστήµης της Μηχανολογίας (όπως και για κάθε Επιστήµη) στηρίζονται / θεµελιώνονται στη βασική γνώση και δεξιότητες που αφοµοιώνει, κάνει δικό του κτήµα, ο νέος, σε επίπεδο Β/θµιας Εκπαίδευσης. Εξυπακούεται ότι και µε την παρούσα έρευνα εργασία ευελπιστούµε να θέσουµε / διατυπώσουµε σε επίπεδο Β/θµιας Εκπ/σης, σαφείς, ευκρινείς και εύληπτους στόχους για κάθε διδακτική ενότητα (για συγκεκριµένους κλάδους) από την Επιστήµη της Μηχανολογίας. Οι βαθµίδες µάθησης και κατανόησης, αλλά και εφαρµογή της γνώσης από την Επιστήµη της Μηχανολογίας έχουν ως εξής (σε σχηµατική παράσταση): έρευνα, πειράµατα, νόµοι εφαρµογές σε συστήµατα, δίκτυα εγκαταστάσεις κτλ εφαρµογές σε δραστηριότητες της καθηµερινής ζωής δηµιουργικές εργασίες, διασύνδεση εννοιών, νόµων, αξιωµάτων µάθηση θεωριών, νόµων, αξιωµάτων µάθηση βασικών εννοιών
15 3. Ισχύουσες Νοµικές ιατάξεις Αποστολή, σκοποί και στόχοι της παρεχόµενης Παιδείας (για κάθε βαθµίδα εκπαίδευσης) στο πλαίσιο των νοµικών διατάξεων που ισχύουν
16 3.1. Σύνταγµα της Ελλάδας και ΑΕΙ Να δούµε, πρώτα, τι ορίζει ο Καταστατικός Χάρτης της Χώρας µας (το Σύνταγµα) καθώς και τι ορίζουν οι επιµέρους ισχύουσες νοµικές διατάξεις για το Εκπαιδευτικό µας σύστηµα και για την Παιδεία γενικότερα. Σύνταγµα της Ελλάδας (1975 /1986/ 2001) Άρθρο 16 παρ. 2 η Παιδεία αποτελεί βασική αποστολή του Κράτους και έχει σκοπό την ηθική, πνευµατική, επαγγελµατική και φυσική αγωγή των Ελλήνων την ανάπτυξη της εθνικής και θρησκευτικής συνείδησης και τη διάπλαση τους σε ελεύθερους και υπεύθυνους πολίτες Ν.1268/82 άρθρο 1 για τα Ανώτατα Εκπαιδευτικά Ιδρύµατα. Αποστολή των ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυµάτων 1. To Kράτος έχει την υποχρέωση να παρέχει την ανωτάτη εκπαίδευση σε κάθε έλληνα πολίτη που το επιθυµεί, µέσα από τις διαδικασίες που ορίζονται κάθε φορά από το νόµο. 2. Η ανώτατη εκπαίδευση παρέχεται στα Ανώτατα Εκπαιδευτικά Ιδρύµατα (A.E.Ι.) που έχουν ως αποστολή: Α. να παράγουν και να µεταδίδουν τη γνώση µε την διδασκαλία και να καλλιεργούν τις τέχνες. Β. Να συντείνουν στην διαµόρφωση υπευθύνων ανθρώπων µε επιστηµονική, κοινωνική, πολιτιστική και πολιτική συνείδηση και να παρέχουν τα απαραίτητα εφόδια που θα εξασφαλίζουν την άρτια κατάρτιση τους για επιστηµονική και επαγγελµατική σταδιοδροµία.
17 Γ. Να συµβάλλουν στην αντιµετώπιση των κοινωνικών πολιτιστικών και αναπτυξιακών αναγκών του τόπου. 3. Στα πλαίσια της αποστολής τους τα A.E.I. οφείλουν να συµβάλλουν στην αντιµετώπιση της ανάγκης για συνεχιζόµενη εκπαίδευση και διαρκή επιµόρφωση του λαού.
18 3.2. ΤΕΙ και ευτεροβάθµια Εκπαίδευση Αποστολή των τεχνολογικών εκπαιδευτικών ιδρυµάτων Τα Τεχνολογικά εκπαιδευτικά ιδρύµατα έχουν ως αποστολή : α) Να παρέχουν θεωρητική και πρακτική εκπαίδευση επαρκή για την εφαρµογή επιστηµονικών, καλλιτεχνικών ή άλλων γνώσεων και δεξιοτήτων στο επάγγελµα. β) Να συµβάλλουν στη δηµιουργία υπεύθυνων πολιτών ικανών να συνεισφέρουν ως στελέχη εφαρµογής στα πλαίσια του δηµοκρατικού προγραµµατισµού, στην οικονοµική, κοινωνική και πολιτιστική ανάπτυξη της χώρας. γ) Να υλοποιήσουν το δικαίωµα δωρεάν παιδείας κάθε Έλληνα πολίτη, ανάλογα µε τις κλίσεις του και µε όσα προβλέπουν οι σχετικοί νόµοι. 3) Στα πλαίσια της αποστολής τους τα Τ.Ε.Ι. : α) Συµβάλλουν στον επαγγελµατικό προσανατολισµό, τόσο των σπουδαστών τους, όσο και των νέων γενικότερα. β) ιατηρούν αµφίδροµη σχέση µε τις αντίστοιχες παραγωγικές µονάδες και τους οργανωµένους κλάδους της οικονοµίας της περιφέρειας τους. γ) Συνεργάζονται µεταξύ τους ή µε άλλα εκπαιδευτικά ή τεχνολογικά ιδρύµατα ή φορείς ή υπηρεσίες του εσωτερικού ή του εξωτερικού, για την επίτευξη της αποστολής τους. δ) Υπηρετούν την ανάγκη για συνεχιζόµενη εκπαίδευση των αποφοίτων τους και για διαρκή επιµόρφωση του ελληνικού λαού.
19 ευτεροβάθµια εκπαίδευση (Ν. 1566/85 ΦΕΚ 167Α/1985) Ο γενικός σκοπός είναι : «να συµβάλλει στην ολόπλευρη, αρµονική και ισόρροπη ανάπτυξη των διανοητικών και ψυχοσωµατικών δυνάµεων των µαθητών, ώστε, ανεξάρτητα από φύλο και καταγωγή, να έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν σε ολοκληρωµένες προσωπικότητες και να ζήσουν δηµιουργικά». Ειδικότερα υποβοηθεί τους µαθητές: α) Nα γίνονται ελεύθεροι, υπεύθυνοι, δηµοκρατικοί πολίτες, να υπερασπίζονται την εθνική ανεξαρτησία, την εδαφική ακεραιότητα της χώρας και τη δηµοκρατία, να εµπνέονται από αγάπη προς τον άνθρωπο, τη ζωή και τη φύση και να διακατέχονται από πίστη προς την πατρίδα και τα γνήσια στοιχεία της ορθόδοξης χριστιανικής παράδοσης. Η ελευθερία της θρησκευτικής τους συνείδησης είναι απαραβίαστη. β) Να καλλιεργούν και να αναπτύσσουν αρµονικά το πνεύµα και το σώµα τους, τις κλίσεις, τα ενδιαφέροντα και τις δεξιότητες τους. Να αποκτούν µέσα από τη σχολική τους αγωγή, κοινωνική ταυτότητα και συνείδηση, να αντιλαµβάνονται και να συνειδητοποιούν την κοινωνική αξία και ισοτιµία της πνευµατικής και της χειρωνακτικής εργασίας. Να ενηµερώνονται και να ασκούνται πάνω στη σωστή και ωφέλιµη για το ανθρώπινο γένος χρήση και αξιοποίηση των αγαθών του σύγχρονου πολιτισµού, καθώς και των αξιών της παράδοσης. γ) Να αναπτύσσουν δηµιουργική και κριτική σκέψη και αντίληψη συλλογικής προσπάθειας και συνεργασίας, ώστε να αναλαµβάνουν πρωτοβουλίες και µε την υπεύθυνη συµµετοχή τους να συντελούν αποφασιστικά στην πρόοδο του κοινωνικού συνόλου και στην ανάπτυξη της πατρίδας µας. δ) Να κατανοούν τη σηµασία της τέχνης, της επιστήµης και της τεχνολογίας, να σέβονται τις ανθρώπινες αξίες και να διαφυλάσσουν και προάγουν τον πολιτισµό.
20 ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ (Ν. 2525/97 -ΦΕΚ 188Α) α) η παροχή γενικής παιδείας υψηλού επίπεδου. β) η ανάπτυξη των ικανοτήτων, της πρωτοβουλίας, της δηµιουργικότητας και της κριτικής σκέψης των µαθητών. γ) η προσφορά στους µαθητές των απαραίτητων γνώσεων και εφοδίων για τη συνέχιση των σπουδών τους στην επόµενη Εκπαιδευτική βαθµίδα. δ) η καλλιέργεια στους µαθητές δεξιοτήτων που θα τους διευκολύνουν την πρόσβαση στην αγορά εργασίας, ύστερα από περαιτέρω εξειδίκευση ή κατάρτιση. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ- ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗΣ : Ν. 2640/98 - ΦΕΚ 286Α 29.12.2000) Σκοπός : Η δευτεροβάθµια τεχνικοεπαγγελµατική εκπαίδευση έχει τους γενικούς σκοπούς της πρωτοβάθµιας και δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης και τους εξής ειδικότερους σκοπούς. α) Την παροχή τεχνικοεπαγγελµατικής εκπαίδευσης, η οποία αναπτύσσει παράλληλα τη γνώση, την κριτική ικανότητα, τις δεξιότητες και τις καλλιτεχνικές τάσεις. Η εκπαίδευση αυτή συνδυάζει την προετοιµασία του αυριανού πολίτη µε την πλατιά και σε βάθος ειδική γνώση και επαγγελµατική ειδίκευση σε ευρύτερο φάσµα επαγγελµατικών δραστηριοτήτων ώστε να διασφαλίζεται η αυτοτελής επαγγελµατική ένταξη, σε συνθήκες ευελιξίας και εργασιακής εξασφάλισης. β) Τη σύνδεση µε την αγορά εργασίας, τις ανάγκες της παραγωγής και τις πολιτικές απασχόλησης. γ) Την απόκτηση από τους µαθητές επαγγελµατικών γνώσεων, δεξιοτήτωνκλειδιών, µε σκοπό την ενίσχυση της επαγγελµατικής κινητικότητας και την
αξιοποίηση της συνεχιζόµενης κατάρτισης και προσόντων. 21
22 4. Προγράµµατα Σπουδών Υπάρχουσα κατάσταση
23 4.1. Προγράµµατα Σπουδών Του Μηχανολογικού τµήµατος του Ε.Μ.Π. (για επί µέρους επιστηµονικούς κλάδους)
24 Πρόγραµµα Σπουδών του Μηχανολογικού Τµήµατος του ΕΜΠ Μηχανική Ι [1ο (Y)] Βασικές έννοιες και ορισµοί. Αρχές Μηχανικής. Ισοδυναµία και αναγωγή συστηµάτων δυνάµεων, Ισορροπία µηχανικού συστήµατος. Εδράσεις. Σύνδεσµοι. Κέντρα βάρους. Φορείς. Μόρφωση φορέων. Φορείς, ιαγράµµατα M-Q-N. ικτυώµατα. Ανασκόπηση της κινηµατικής του υλικού σηµείου. Μεταφορά, περιστροφή και γενική κίνηση του στερεού στον χώρο. Σχετικές κινήσεις. Μηχανισµοί. Μηχανική ΙΙ [2ο (Υ)] Εξισώσεις της υναµικής για το στερεό στο επίπεδο και στον χώρο. Έργο και ενέργεια. Ορµή, στροφορµή και τα θεωρήµατα διατήρησής-τους. Κρούση. Εξισώσεις Lagrange. Αρχή των δυνατών έργων. Στοιχεία ταλαντώσεων. Εισαγωγικές έννοιες και ανάλυση του παραµορφωσίµου στερεού. Εφελκυσµόςθλίψη, κάµψη, στρέψη. Γραµµικοί φορείς. ιαφορικές εξισώσεις γραµµικών φορέων. Μετατοπίσεις, τάσεις, παραµορφώσεις. Σύνθετη καταπόνηση. Μηχανική ΙΙΙ [3ο (Υ)] Ορθές τάσεις σε ασύµµετρη κάµψη (λοξή κάµψη ή/και έκκεντρη αξονική φόρτιση). Κάµψη συνθέτων διατοµών. ιατµητικές τάσεις στην κάµψη κανονικών και λεπτότοιχων διατοµών, κέντρο διάτµησης. Μετατοπίσεις στην κάµψη µε ολοκλήρωση, προσδιορισµός ελαστικής γραµµµής. Προσδιορισµός µετατοπίσεων µε ενεργειακές µεθόδους. Ελαστική ευστάθεια, λυγισµός. Πειραµατική Αντοχή Υλικών. Μέθοδοι ελέγχου των υλικών και κανονισµοί εκτελέσεως των δοκιµών. Συµπεριφορά των υλικών σε στατικές καταπονήσεις στην ελαστική και πλαστική περιοχή. Σχέσεις τάσεων - παραµορφώσεων στην πλαστική περιοχή. Κριτήρια
25 αστοχίας. Μη καταστροφικές µέθοδοι ελέγχου των υλικών. Πειραµατικές µέθοδοι προσδιορισµού των εντατικών και παραµορφωσιακών πεδίων. Θερµοδυναµική Ι [4ο (Υ)] Βασικές έννοιες και ορισµοί. Πρώτο θερµοδυναµικό Αξίωµα, Τέλειο αέριο, Κυκλικές µεταβολές, Κύκλος Carnot τελείου αερίου, Αναστρέψιµα και µη φαινόµενα, εύτερο Θερµοδυναµικό Αξίωµα, Κύκλος Carnot οποιουδήποτε εργαζόµενου µέσου. Θερµοδυναµική κλίµακα θερµοκρασιών, Εντροπία, ιαγράµµατα T-S και H-S (Μollier), Θερµοδυναµική Πιθανότης, Θεωρητική εντροπία αναµίξεως. Εντροπία µη αναστρεψίµων µεταβολών, Σχέσεις Maxwell και Tds, Θερµοδυναµική δύο φάσεων, Ατµοποίηση, ιαγράµµατα, Πίνακες ατµών, Πραγµατικά αέρια, Θερµοδυναµική παράσταση αναστρεψίµων διεργασιών, Στραγγαλισµός Joule-Thomson, Καταστατικές εξισώσεις (Εξίσωση VDW), Θερµοχωρητικότητες πραγµατικών αερίων, Θερµοδυναµικοί κύκλοι, Μονοδιάστατη ροή. Ακροφύσια. ιδάσκων: Ε. Ρογδάκης Θερµοδυναµική ΙΙ [7ο ΕΜΜ (Υ)] Ιδανικά και µη µίγµατα. Μερικές γραµµοµοριακές ιδιότητες. Θερµοδυναµική ταξινόµηση µιγµάτων. Αραιά διαλύµατα. Ενεργότητα. Συντελεστής ενεργότητας. Μέθοδοι προσδιορισµού συντελεστών ενεργότητας αραιών διαλυµάτων. Εξισώσεις υπέρβασης ελεύθερης ενθαλπίας. Ανάµιξη δύο µιγµάτων. Θερµότητα ατµοποιήσεως µίγµατος. Ισενθαλπικός στραγγαλισµός µίγµατος. Καταστατική εξίσωση αµοιβαίων δράσεων αερίων µιγµάτων. Αζεοτροπικά µίγµατα. Κανονικά διαλύµατα. Απορρόφηση αερίων. Πύργοι απορροφήσεως. Μέθοδοι διαχωρισµού διµερών µιγµάτων. Μονάδες ενισχύσεως - εξαντλήσεως. Μέθοδοι McCabe-Thiele και Ponchon. Στήλες διακοπτόµενης λειτουργίας. Πλήρως και µερικώς αναµίξιµα υγρά µίγµατα. Ισορροπία υγρής/στερεής φάσεως διµερούς µίγµατος. Στοιχεία στατικής
26 Θερµοδυναµικής. Κατανοµές Maxwell-Boltzman, Fermi-Dirac, Bose-Firstein. Εντροπία και θερµοκρασία. Εφαρµογές της Στατικής Θερµοδυναµικής. Μηχανολογικό Σχέδιο Ι [1o (Υ)] και ΙΙ [2o (Υ)] Εισαγωγή στο µηχανολογικό σχέδιο και στη συµβολή του στις επιστηµονικές και επαγγελµατικές δραστηριότητες του ιπλωµατιούχου Μηχανολόγου Μηχανικού. Κατηγορίες µηχανολογικού σχεδίου. Σκαριφήµατα. ιεθνείς κανονισµοί για το µηχανολογικό σχέδιο. Συµβατική και µε ηλεκτρονικά µέσα σχεδίαση. Μεγέθη χάρτου. Κλίµακες σχεδίασης. Είδη και χρήση γραµµών σχεδίασης. Προβολικά επίπεδα. Όψεις και διάταξη όψεων. Βοηθητικές Όψεις, Τοµές. Είδη Τοµών. Η διαστασιολόγηση στα µηχανολογικά σχέδια. Ανοχές διαστάσεων. Συναρµογές άξονα - τρύµατος. Τραχύτητα επιφανείας - Σπειρώµατα. Κοχλίες και συναφή µέσα λυόµενης σύνδεσης. Σχεδίαση στοιχείων µηχανών. Σχεδίαση συναρµολογηµένων µηχανολογικών συνόλων. Σχεδίαση συγκολλητών κατασκευών. Εισαγωγή στη σχεδίαση -2D/3D- µε τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή (CAD). Το µάθηµα υποστηρίζεται µε θέµατα και εργαστηριακές ασκήσεις σχεδίασης σκαριφηµάτων, συµβατικής σχεδίασης, σχεδίασης στοιχείων µηχανών εκ του φυσικού, σχεδίασης CAD. Θέµατα Εργασίας: 5(Ι)&3 (ΙΙ). Εργαστηριακές Ασκήσεις: 3(Ι) & 4 (ΙΙ). Στοιχεία Μηχανών Ι [3o (Υ)] Εισαγωγή. Φορτία, επικίνδυνη διατοµή, είδη φορτίσεων. Αντοχή των στοιχείων µηχανών, στατική, δυναµική, προσδιορισµός διαρκούς αντοχής, καταπόνηση απλή και σύνθεση. Αξονες και άτρακτοι. Συγκολλήσεις και υπολογισµοί της αντοχής τους. Κοχλίες, κοχλίες κίνησης, σύσφιξης, πρότασης. Ελατήρια, σύνθεση ελατηρίων. Σύνδεση για µεταφορά στρεπτικής ροπής από ή στην άτρακτο. Πείροι, Ιµάντες.
27 Στοιχεία Μηχανών ΙΙ [4o (Υ)] Οδοντωτοί τροχοί και µειωτήρες στροφών. Μετάδοση κίνησης και µεταφορά ισχύος µε οδοντωτούς τροχούς. Μετωπικοί τροχοί µε ευθεία και ελικοειδή οδόντωση. Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί. Ελικοειδείς τροχοί ασυµβάτων αξόνων. Σύστηµα ατέρµονα κοχλία - κορώνας. Επικυκλικοί µηχανισµοί και πλανητικά συστήµατα. Ικανότης τροχών για µεταφορά ισχύος και έλεγχος αντοχής των οδόντων. Ενδοτικότητα οδόντων, µετατροπές των κατανοµών, βέλτιστες οδοντώσεις, κατανοµή µεταφεροµένου φορτίου και βλάβες οδοντωτών τροχών. Μετρήσεις σφαλµάτων των οδοντώσεων. Λίπανση, συντήρηση και χαρακτηριστικά των µειωτήρων στροφών. Εδρανα κυλίσεως και ολισθήσεως. Συµπλέκτες τριβής. Εφαρµογές µετάδοσης κίνησης και µεταφοράς ισχύος δια περιστροφής. Εργαστηριακή εξάσκηση και εκπόνηση θεµάτων: Μηχανή φωτοελαστικότητας (τάσεις σε τροχό υπό φορτίο). Μέτρηση σφαλµάτων οδοντωτών τροχών. Φθορά, λίπανση, συντήρηση και βιοµηχανικό λογισµικό σε εξαρτήµατα και µηχανισµούς µετάδοσης κίνησης µε οδοντωτούς τροχούς. Εισαγωγή στη Μηχανολογία [1ο (Υ)] Εκπαιδευτική υποδοµή και δεξιότητες Μηχανικού - Μέθοδοι Μάθησης - Γνωριµία µε το πρόγραµµα σπουδών και τα εργαστήρια της Σχολής. Τυπικά παραδείγµατα από τη δραστηριότητα των εργαστηρίων της Σχολής. Βασικές Μηχανολογικές Συσκευές και εγκαταστάσεις από την Αρχαιότητα µέχρι σήµερα. Η µηχανολογική προσέγγιση στην επίλυση προβληµάτων (ανάλυση - σύνθεση µε εφαρµογή αρχών Μαθηµατικής Φυσικής - Πειραµατικών µεθόδων και αρχών Οικονοµίας). Μαθήµατα από επιτυχείς και άστοχες µηχανολογικές κατασκευές. Η Καινοτοµική
28 Σκέψη και ο Καινοτόµος Μηχανικός. Αρχές επιτυχούς γραπτής και προφορικής επικοινωνίας. Επαγγελµατικές αρχές µηχανικού και κώδικας ηθικής. ιδάσκων: Γ. Μπεργελές Μηχανολογικό Σχέδιο Ι (Εργαστήριο) [1o (Υ)] Εργαστηριακή εξάσκηση: Πρακτικές ασκήσεις Μηχανουργείου Άσκηση 1: Εφαρµοστήριο, Άσκηση 2: Μετροτεχνία, ανοχές/συναρµογές, Άσκηση 3: Όργανα, µετρητικά συστήµατα, αισθητήρια, Ιδιοσυσκευές. Μηχανολογικό Σχέδιο ΙΙ (Εργαστήριο) [2o (Υ)] Εργαστηριακή εξάσκηση: Πρακτικές Ασκήσεις Μηχανουργείου Άσκηση 1: Κατεργασία µετάλλων σε τόρνο, Άσκηση 2: Κατεργασία µετάλλων σε φρέζα, Άσκηση 3: Κατεργασία µετάλλων σε πλάνη. Συγκολλήσεις [7ο ΚΜΜ, ΜΠ] Γενική επισκόπηση συγκολλήσεων. Συγκολλησιµότητα µετάλλων και κραµάτων. Συµβατικές συγκολλήσεις (Τεχνικές, Υλικά, Μηχανές). Μηχανική συµπεριφορά συγκολλήσεων (Υπολογισµός, Καταπόνηση της ραφής, Παραµένουσες τάσεις, Θραύσεις, Κόπωση). Μεταλλουργία των συγκολλήσεων ( ιαγράµµατα φάσεων, Θερµικές ζώνες, ιάβρωση / φθορά). Ελαττώµατα συγκολλητών τεµαχίων. Καταστροφικοί και µη καταστροφικοί έλεγχοι συγκολλήσεων. Πειραµατικές ασκήσεις εργαστηρίου: 1. Συγκολλήσεις χυτοσιδηρών τεµαχίων: µακροσκοπική και µικροσκοπική συµπεριφορά. 2. Συγκολλήσεις χαλύβων: συγκολλησιµότητα και ποιοτικός έλεγχος. 3. Συγκολλήσεις κραµάτων αλουµινίου.
29 4.2. Προγράµµατα Σπουδών Μηχανολογικού τοµέα των ΤΕΙ
30 Προγράµµατα Σπουδαστών των ΤΕΙ Επισηµαίνουµε ότι στα Προγράµµατα Σπουδών, των διαφόρων ΤΕΙ της χώρας µας, επικρατεί πλήρη σύγχυση και, δυστυχώς, φοβόµαστε ότι κανείς δεν θα µπορέσει να βάλει κάποια τάξη, προς όφελος πάντοτε των σπουδαστών και της κοινωνίας και οικονοµίας γενικότερα. Τονίζουµε και υπογραµµίζουµε ότι, ενώ το γενικό πλαίσιο της εξειδικευµένης γνώσης και των δεξιοτήτων εφαρµογής στο επάγγελµα έχει καθορισθεί µε σαφή και εύληπτο τρόπο από την ισχύουσα νοµοθεσία και τη σχετική νοµολογία, δυστυχώς και πάλι δυστυχώς, ακόµα δεν κατέστη δυνατόν να θεσµοθετηθούν οι βασικοί άξονες από τα σχετικά Προγράµµατα Σπουδών, των διαφόρων τοµέων, των ΤΕΙ της χώρας µας. Από τη σχετική βροχύβια έρευνα που κάναµε, για τον τοµέα της Μηχανολογίας, από τα διάφορα ΤΕΙ της χώρας µας, διαπιστώσαµε ότι άλλα ΤΕΙ δίνουµε έµφαση σε ορισµένες ενότητες γνώσης και δεξιοτήτων εφαρµογής στο επάγγελµα, και άλλα ΤΕΙ σε εντελώς διαφορετικές ενότητες. Κατά την πεποίθηση της επιτροπής, της παρούσας έρευνας εργασίας η σύγχυση που επικρατεί στα Προγράµµατα Σπουδών των ΤΕΙ της χώρας µας, καθώς και οι ελλείψεις που παρατηρούνται σε άλλους σηµαντικούς παράγοντες των Τεχνολογικών Ιδρυµάτων έχουν ως συνέπεια αθροιστικά (τα ΤΕΙ της χώρας µας), κατά κανόνα, να παρέχουν στους σπουδαστές µη ολοκληρωµένη εξειδικευµένη γνώση και δεξιότητες εφαρµογής στο επάγγελµα, και σ αυτό βέβαια, οφείλεται και η έλλειψη που παρατηρείται, στην αγορά εργασίας και στην παραγωγική διαδικασία, ικανών εξειδικευµένων στελεχών, οι οποίοι υπό την καθοδήγηση και τον συντονισµό των ιπλωµατούχων Μηχανικών θα συµβάλλουν αποφασιστικά στην βιώσιµη και αειφόρο ανάπτυξη της χώρας µας.
31 4.3. Προγράµµατα Σπουδών Μηχανολογικού τοµέα Β/θµιας Εκπαίδευσης
32 ευτεροβάθµια Τεχνική Επαγγελµατική Εκπαίδευση Υφιστάµενη κατάσταση Προγράµµατα σπουδών για επί µέρους επιστηµονικούς κλάδους : 1. Θερµοδυναµική 2. Μηχανική (Στατική) 3. Αντοχή υλικών 4. Στοιχεία µηχανών 5. Μηχανολογικές σχεδιάσεις
Εισαγωγή στη Μηχανολογία 33
34 ΤΟΜΕΑΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΟΣ Α' ΤΑΞΗ 1 ΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑ :«ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ» Ι. ιδακτικά αντικείµενα ιδακτικοί στόχοι : Οι µαθητές τριες 1. Ορισµοί - καταστατικά µεγέθη της Θερµοδυναµικής-µονάδες 1.1 Γενικά Να αναφέρουν τα πεδία εφαρµογών της θερµοδυναµικής. Να γνωρίζουν, ότι η θερµοδυναµική ασχολείται µε τα φυσικά φαινόµενα, που µεταβάλλουν εκτός από τα µηχανικά µεγέθη ενός σώµατος και τα θερµο-δυναµικά µεγέθη p, ν, Τ και τις αλληλοεπιδράσεις τους. 1.2. Ουσία σύστηµα όριο συστήµατος περιβάλλον Να εξηγούν τις βασικές έννοιες της θερµοδυναµικής. Όρους όπως ουσία, σύστηµα, όριο συστήµατος, περιβάλλον, θα πρέπει να τις ορίζουν επακριβώς, έτσι ώστε να µη δηµιουργούνται ασάφειες και παρερµηνείες. Να διακρίνουν την καθαρή ουσία από το µίγµα. Να επιλέγουν το σύστηµα - όριο συστήµατος - περιβάλλον ώστε να διευκολύνονται στην επίλυση προβληµάτων. 1.3. Μορφές ενέργειας Να αναφέρουν τις διάφορες µορφές ενέργειας και να γνωρίζουν τους τύπους που τις εκφράζουν, τις µονάδες µέτρησης τους και να δίνουν σύντοµο ορισµό. 1.4. Ροή ενέργειας από και προς το σύστηµα Να γνωρίζουν τη συµβατική φορά που καθορίζει το πρόσηµο στη ροή ενέργειας (µηχανικής ή θερµικής) από και προς το σύστηµα.
35 1.5. Τα καταστατικά µεγέθη ενός συστήµατος (p, Τ, ν) και η καταστατική εξίσωση Να εξηγούν τις έννοιες - κατάσταση ενός συστήµατος - θερµοδυναµική κατάσταση - καταστατικά µεγέθη p, ν, Τ - εντατικά ή εκτατικά - καταστατική εξίσωση. Να ορίζουν τις έννοιες κατάσταση - θερµοδυναµική κατάσταση - εντατικά ή εκτατικά καταστατικά µεγέθη p, ν, Τ, m V και να γνωρίζουν τις µονάδες µέτρησης τους. 1.6. Γραφική παράσταση, στιγµιαίας κατάστασης - αλλαγής κατάστασης κυκλικής αλλαγής - µέτρηση του έργου. Να απεικονίζουν γραφικά στο διάγραµµα (p, ν) την στιγµιαία κατάσταση, την αλλαγή καταστάσεως, την κυκλική αλλαγή και το έργο ογκοµεταβολής. Να γνωρίζουν τον τύπο και τις µονάδες µέτρησης του έργου ογκοµεταβολής. 2. Θερµότητα 2.1. Θερµότητα θερµοκρασία Να εξηγούν τις έννοιες της θερµότητας και της θερµοκρασίας. Να ορίζουν τις παραπάνω έννοιες. Να γνωρίζουν τις µονάδες µέτρησης τους. Να γνωρίζουν το τρόπο παραγωγής της θερµότητας και τη χρήση της. 2.2. Θερµική διαστολή (στερεών, υγρών και αερίων) Να διατυπώνουν τους νόµους της θερµικής διαστολής των στερεών, υγρών και αερίων. Να γνωρίζουν τους τύπους, τα µεγέθη που τους ορίζουν, τις µονάδες και να τους εφαρµόζουν σε τεχνικά προβλήµατα.
36 2.3. Η λανθάνουσα και η ειδική θερµότητα - θερµοχωρητικότητα - θεµελιώδης νόµος της θερµιδοµετρίας Να εξηγούν τις έννοιες λανθάνουσα και ειδική θερµότητα - θερµοχωρητικότητα. Να ορίζουν τις παραπάνω έννοιες και να γνωρίζουν τις µονάδες µέτρησης τους. Να διατυπώνουν το νόµο της θερµιδοµετρίας, να γνωρίζουν τον τύπο, τα µεγέθη που τον ορίζουν και τις µονάδες και να τον εφαρµόζουν σε απλές τεχνικές εφαρµογές. 3. Μετάδοση της θερµότητας 3.1. Τρόποι µετάδοσης της θερµότητας Να αναφέρουν τους τρόπους µετάδοσης της θερµότητας. Να περιγράφουν το φαινόµενο της µετάδοσης της θερµότητας σε χαρακτηριστικές πρακτικές εφαρµογές π.χ. πυρακτωµένη ράβδος σιδήρου, σώµα κεντρικής θέρµανσης, ήλιος και γη. Να διακρίνουν τους τρόπους µετάδοσης σε τεχνικές εφαρµογές. 3.2. ιαφορά θερµοκρασίας και ροή θερµότητας Να εξηγούν την αιτία που προκαλεί το φαινόµενο. Να εξηγούν την έννοια της διαφοράς θερµοκρασίας ως προϋπόθεση ροής θερµότητας και την έννοια της θερµικής ροής (θερµική ισχύς). 3.3. Μετάδοση της θερµότητας µε αγωγιµότητα 3.4. Μετάδοση της θερµότητας µε µεταφορά 3.5. Μετάδοση της θερµότητας µε ακτινοβολία Να αναγνωρίζουν τους τρόπους µετάδοσης της θερµότητας. Να µάθουν τους τύπους, τα µεγέθη που τους ορίζουν και τις µονάδες και να τους εφαρµόζουν κάνοντας στοιχειώδεις υπολογισµούς σε τεχνικές εφαρµογές (εναλλάκτες,
37 πτερύγια ψύξης, θερµοµονώσεις κ.λ.π.) ώστε να αντιληφθούν τη χρησιµότητα αυτής της γνώσης. 4. Τα καύσιµα και η καύση τους 4.1. Γενικά Να εξηγούν την έννοια, καύσιµα, καύση, τέλεια καύση, ατελής καύση. Να γνωρίζουν τα συστατικά των καυσίµων, τη σύσταση του ατµοσφαιρικού αέρα και τις ιδιότητες του. 4.2. Ταξινόµηση των καυσίµων Να γνωρίζουν την ταξινόµηση των καυσίµων και να αναφέρουν τα είδη, ανάλογα µε το κριτήριο διάκρισης. 4.3. Οι γαιάνθρακες Να γνωρίζουν τα είδη των γαιανθράκων, την προέλευση τους, την θερµαντική τους ικανότητα και το πεδίο εφαρµογής τους. 4.4. Το ακατέργαστο (αργό) πετρέλαιο και τα παράγωγα του Να περιγράφουν την κλασµατική απόσταξη του αργού πετρελαίου. Να γνωρίζουν τα προϊόντα της κλασµατικής απόσταξης, τη θερµαντική τους ικανότητα και το πεδίο εφαρµογής τους. 4.5. Εξισώσεις καύσης Να εφαρµόζουν τις εξισώσεις καύσης. 4.6. Θερµαντική ικανότητα - καυσιγόνος αέρας - Περίσσεια αέρος καυσαέρια
38 Να εξηγούν τις έννοιες, θερµαντική ικανότητα - καυσιγόνος αέρας - περίσσεια αέρος - καυσαέρια. 5. Ο πρώτος νόµος της θερµοδυναµικής - εσωτερική ενέργεια ενθαλπία 5.1. Γενικά µετατροπή της ενέργειας Να διατυπώνουν την αρχή διατήρησης της ενέργειας. Να εξηγούν το σκοπό και τη χρήση των θερµικών µηχανών. 5.2. Ο πρώτος νόµος της θερµοδυναµικής εφαρµοσµένος σε κυκλική αλλαγή και σε αλλαγή κατάστασης. Να γνωρίζουν το πείραµα του Joule και τα συµπεράσµατα που προκύπτουν, και να εξηγούν το πεδίο εφαρµογής τους. Να διατυπώνουν το νόµο, να γνωρίζουν τον τύπο, τα µεγέθη που τον ορίζουν και τις µονάδες και να επιλύουν ως προς αυτά σε απλές εφαρµογές. 5.3. Εσωτερική ενέργεια συστήµατος Να εξηγούν ότι πρόκειται για µορφή ενέργειας και ότι αυτή εξαρτάται από την αρχική και τελική κατάσταση του συστήµατος και όχι από τη διαδροµή της διεργασίας. Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση της µεταβολής της εσωτερικής ενέργειας. 5.4. Ενθαλπία συστήµατος Να ορίζουν την ενθαλπία. Να γνωρίζουν ότι πρόκειται για µέγεθος, που εξαρτάται από την κατάσταση του συστήµατος και όχι από τη διεργασία. Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση.
39 6. Ιδανικά αέρια 6.1. Γενικά Να εξηγούν την έννοια του πραγµατικού αερίου, τέλειου αερίου, καθώς επίσης και το σκοπό χρήσης του µοντέλου των τελείων αερίων. 6.2. Καταστατική εξίσωση τελείων αερίων Να γνωρίζουν την εξίσωση των τελείων αερίων, τα µεγέθη που την ορίζουν και να επιλύουν ως προς αυτά σε απλές εφαρµογές. 6.3. Ειδική θερµότητα των Τελείων αερίων Να εξηγούν την έννοια της ειδικής θερµότητας. Να εξηγούν τις έννοιες ειδική θερµότητα µε σταθερή πίεση και ειδική θερµότητα µε σταθερό όγκο, καθώς και τις σχέσεις που ισχύουν για τα τέλεια αέρια. Να γνωρίζουν ότι η ενθαλπία, η εσωτερική ενέργεια, η ειδική θερµότητα µε σταθερό όγκο, η ειδική θερµότητα µε σταθερή πίεση είναι συναρτήσεις µόνο τις θερµοκρασίας για τα ιδανικά αέρα. 6.4. Οι µεταβολές των αερίων στα κλειστά συστήµατα Να εφαρµόζουν τον πρώτο νόµο της θερµοδυναµικής για τα κλειστά συστήµατα. 6.5. Αλλαγές καταστάσεως τελείων αερίων στο διάγραµµα (p, ν) α. Αλλαγή καταστάσεως µε σταθερό όγκο του αερίου (ισόογκη) β. Αλλαγή καταστάσεως µε σταθερή πίεση του αερίου (ισόθλιβη) γ. Αλλαγή καταστάσεως µε σταθερή θερµοκρασία του αερίου (ισοθερµοκρασιακή) δ. Αλλαγή καταστάσεως χωρίς ανταλλαγή θερµότητας (αδιαβατική) ε. Πολυτροπική αλλαγή
40 Να εξηγούν τον τρόπο κατά τον οποίο πραγµατοποιούνται. Να γνωρίζουν το πεδίο εφαρµογής τους στη λειτουργία των θερµικών µηχανών. Να τις απεικονίζουν γραφικά και να τις αναγνωρίζουν στο διάγραµµα (p, ν) Να γνωρίζουν την µαθηµατική διατύπωση τους. Να υπολογίζουν τα µεγέθη, που ορίζουν οι εξισώσεις σε απλές εφαρµογές. Να εφαρµόζουν τον πρώτο νόµο της θερµοδυναµικής και να υπολογίζουν τα µεγέθη της θερµότητας και του έργου. 7. Ατµοί 7.1. Γενικά περί υδρατµών Να εξηγούν τις καταστάσεις της ύλης και τις έννοιες της καθαρής ουσίας, τις βασικές φάσεις καθαρής ουσίας και τις µεταβατικές φάσεις. Να εξηγούν τις έννοιες στερεοποίηση, υγροποίηση, ατµοποίηση, εξάτµιση, εξάχνωση, βρασµός. Να γνωρίζουν οι µαθητές την ύπαρξη πινάκων, για το νερό και για άλλες ουσίες µε µεγάλο πρακτικό ενδιαφέρον, που περιγράφουν τις µεταβολές των φάσεων τους και δίνουν τις συναρτήσεις των θερµοδυναµικών ιδιοτήτων τους. 7.2. Οι φάσεις του νερού-ατµού Να περιγράφουν τις διεργασίες των φάσεων του νερού-ατµού και να τις απεικονίζουν γραφικά στο διάγραµµα (Τ, ν) µε σταθερή πίεση 1 at. Να εξηγούν τις έννοιες, λανθάνουσα θερµότητα, καθώς και αυτές που αφορούν στις αλλαγές κατάστασης π.χ. υπόψυκτο νερό, κορεσµένο νερό, υπέρθερµος ατµός κ.λπ. 7.3. Το διάγραµµα (Τ, ν) του νερού - ατµού για διαφορετικές πιέσεις και οι καµπύλες κορεσµού
41 Να απεικονίζουν γραφικά το διάγραµµα (Τ, ν) νερού-ατµού και τις καµπύλες καθώς και τις καµπύλες κορεσµού σταθερού βαθµού ξηρότητας. Να εξηγούν τις έννοιες κρίσιµο σηµείο, βαθµός ξηρότητας ή ποιότητα του ατµού. 7.4. Πίνακες υδρατµών Να κάνουν χρήση των πινάκων. 8. Οι κύκλοι και ο δεύτερος νόµος της θερµοδυναµικής 8.1. Κυκλικές αλλαγές ή κύκλοι Να ορίζουν την κυκλική αλλαγή. Να γνωρίζουν το πεδίο εφαρµογής των θερµοδυναµικών κύκλων στις θερµικές µηχανές. Να απεικονίζουν (γραφικά) ένα κύκλο. Να γνωρίζουν τι παριστάνει το εµβαδόν του κύκλου όταν διατρέχεται αριστερόστροφα ή δεξιόστροφα ψυκτικός κύκλος θερµικός κύκλος. 8.2. Ο δεύτερος νόµος της θερµοδυναµικής Να διατυπώνουν το δεύτερο νόµο της θερµοδυναµικής. Να εξηγούν τη σπουδαιότητα που έχει για τη λειτουργία των θερµικών µηχανών. 8.3. Απόδοση κύκλου Να εξηγούν την έννοια της απόδοσης κύκλου. Να γνωρίζουν τον τύπο, τα µεγέθη που τον ορίζουν και τις µονάδες και να τον εφαρµόζουν σε πρακτικά προβλήµατα. 8.4. Ο κύκλος του Carnot
42 Να απεικονίζουν τον κύκλο του Carnot στο διάγραµµα (ρ, ν). Να εξηγούν τη σηµασία του κύκλου του Carnot, για τις θερµικές µηχανές και να κάνουν συγκρίσεις µε άλλους θερµικούς κύκλους. 9. Το ανοικτό σύστηµα 9.1. Η αρχή της διατήρησης της µάζας Να διατυπώνουν την αρχή και να την εφαρµόζουν στο ανοικτό σύστηµα. Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση, τα µεγέθη και τις µονάδες. 9.2. Ο νόµος της διατηρήσεως της ενέργειας Να διατυπώνουν την αρχή και να την εφαρµόζουν. Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση, τα µεγέθη και τις µονάδες. 9.3. Ο πρώτος θερµοδυναµικός νόµος στα ανοικτά συστήµατα Να διατυπώνουν το νόµο και να τον εφαρµόζουν. Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση, τα µεγέθη και τι µονάδες και να επιλύουν ως προς αυτά σε απλές τεχνικές εφαρµογές. 10. Κινητήριες µηχανές και εργοµηχανές - ορισµοί κατάταξη 10.1. Γενικά - κινητήρια µηχανή - εργοµηχανή - εργαζόµενη ουσία - θερµική, υδραυλική µηχανή - παλινδροµική - περιστροφική - µηχανή εξωτερικής καύσης - µηχανή εσωτερικής καύσης - βαθµός απόδοσης Να εξηγούν και να ορίζουν τις έννοιες, κινητήρια µηχανή - εργοµηχανή - εργαζόµενη ουσία - θερµική µηχανή - παλινδροµική - περιστροφική - µηχανή εξωτερικής και εσωτερικής καύσης - βαθµός απόδοσης.
43 Να περιγράφουν τον τρόπο λειτουργίας των µηχανών. Να διακρίνουν τις µηχανές ανάλογα µε τη µορφή ενέργειας που χρησιµοποιούν, ανάλογα µε τον τρόπο λειτουργίας τους, ανάλογα µε το τρόπο καύσης και ανάλογα να τις αναγνωρίζουν. 11. Αντλίες 11.1. Γενικά Να γνωρίζουν την ιστορική εξέλιξη των αντλιών. Να γνωρίζουν τον ορισµό των αντλιών και το σκοπό χρήσης τους. Να εξηγούν τις µορφές ενέργειας που µετατρέπουν. Να γνωρίζουν τα µεγέθη που χαρακτηρίζουν τη λειτουργία τους α) παροχή, β) µονοµετρικό ύψος, γ) αριθµός στροφών, δ) ισχύς, ε) βαθµός απόδοσης. 11.2. Κατάταξη - αρχή λειτουργίας - πεδίο εφαρµογής Να κατατάσσουν τις αντλίες ανάλογα µε την αρχή λειτουργίας τους Να περιγράφουν την αρχή λειτουργίας τους. Να αναφέρουν τα είδη των αντλιών. Να γνωρίζουν το πεδίο εφαρµογής τους σε σχέση µε τα Τεχνικά χαρακτηριστικά τους. 11.3. Χαρακτηριστικά µεγέθη των αντλιών α. Νόµοι της ροής (συνέχειας-bernoulli) β. Παροχή γ. Ύψος αναρροφήσεως - καταθλίψεως - ολικό δ. Ισχύς ε. Βαθµός απόδοσης στ. Παρατηρήσεις επί των αντλιών, επίδραση της θερµοκρασίας στο ύψος αναρρόφησης σπηλαίωση Να διατυπώνουν τους νόµους της ροής (νόµος της συνέχειας, νόµος του Bernoulli).
44 Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση και να υπολογίζουν τα µεγέθη που ορίζουν οι εξισώσεις των νόµων της ροής. Να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά µεγέθη των αντλιών και να τα ορίζουν, επιλύοντας την εξίσωση του Bernoulli. Να εξηγούν, πως επιδρά η θερµοκρασία στο ύψος αναρρόφησης και στο φαινόµενο της σπηλαίωσης. 12. Εργοµηχανές Αερίου 12.1. Γενικά Να γνωρίζουν τον ορισµό των εργοµηχανών αερίου και το σκοπό χρήσης τους. Να εξηγούν τις µορφές ενέργειας που µετατρέπουν. Να γνωρίζουν τα µεγέθη που χαρακτηρίζουν τη λειτουργία τους, παροχή, µανοµετρικό ύψος, αριθµός στροφών, ισχύς, βαθµός απόδοσης. 12.2. Κατάταξη - αρχή λειτουργίας πεδίο εφαρµογής Να κατατάσσουν τις εργοµηχανές, ανάλογα µε το σκοπό τους (να προσδίδουν στο αέριο ταχύτητα µε µικρή πίεση ή πίεση µε µικρή ταχύτητα σε ανεµιστήρες - συµπιεστές). Να κατατάσσουν τους ανεµιστήρες, ανάλογα µε τη ροή του αερίου σε σχέση µε τον άξονα περιστροφής σε φυγοκεντρικούς-αξονικούς. Να κατατάσσουν τους συµπιεστές, ανάλογα µε την κατασκευαστική διαµόρφωση του οργάνου που µεταφέρει την ενέργεια στο αέριο σε εµβολοφόρους παλινδροµικούς και περιστροφικούς που µε τη σειρά τους κατατάσσονται σε φυγοκ. και αξονικούς, ανάλογα µε τη ροή του αερίου. Να περιγράφουν την αρχή λειτουργίας τους.
45 Να γνωρίζουν το πεδίο εφαρµογής τους σε σχέση µε τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους. 12.3. Χαρακτηριστικά µεγέθη των εργοµηχανών α. Νόµοι της ροής (συνέχειας-bernulli) β. Παροχή γ. Μανοµετρικό ύψος δ. Ισχύς ε. Βαθµός απόδοσης Να διατυπώνουν τους νόµους της ροής για τα συµπιεστά ρευστά (νόµος της συνέχειας-, νόµος Bernoulli). Να γνωρίζουν τη µαθηµατική διατύπωση και να υπολογίζουν τα µεγέθη που ορίζουν οι εξισώσεις των νόµων της ροής, για τα συµπιεστά ρευστά. Να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά µεγέθη των εργοµηχανών και να τα ορίζουν, επιλύοντας την εξίσωση του Bernoulli. Να γνωρίζουν τις µονάδες µέτρησης των χαρακτηριστικών µεγεθών. 12.4. Ανεµιστήρες Περιγραφή και αναφορά στα είδη τους, τα Τεχνικά χαρακτηριστικά και το πεδίο εφαρµογής τους Να περιγράφουν τη λειτουργία και να εξηγούν το σκοπό χρήσης τους. Να τους αναγνωρίζουν στις µηχανολογικές κατασκευές. Να γνωρίζουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους και το πεδίο εφαρµογής τους. 12.5. Συµπιεστές Περιγραφή και αναφορά στα είδη τους, τα Τεχνικά χαρακτηριστικά και το πεδίο εφαρµογής τους Ως άνω
Στατική και Αντοχή των Υλικών 46
47 1. υνάµεις 1.1. Εισαγωγή Οι µαθητές Να γνωρίζουν το αντικείµενο και τη χρησιµότητα της Μηχανικής και της Αντοχής των Υλικών και τις παραδοχές που γίνονται, προκειµένου να διευκολυνθεί η µελέτη των θεµάτων. 1.2. ύναµη Η έννοια της δύναµης - ορισµός - χαρακτηριστικά - µονάδες - συνιστάµενη και συνιστώσες - σύνθεση και ανάλυση Να εξηγούν την έννοια της δύναµης και να δίνουν τον ορισµό της. Να αναφέρουν τα χαρακτηριστικά της. Να γνωρίζουν τις µονάδες µέτρησης. Να παριστάνουν γραφικά υπό κλίµακα τις δυνάµεις και να τις αναγνωρίζουν σε απλές πρακτικές εφαρµογές. Να εξηγούν τη διαδικασία και τη σκοπιµότητα της σύνθεσης και της ανάλυσης και να εξηγούν τις έννοιες της συνισταµένης και της συνιστώσας. 1.3. Αρχές της Στατικής α) Παραλ/µα των δυνάµεων β) Πρόσθεση και αφαίρεση γ) Μετάθεση δύναµης στην ευθεία ενέργεια της δ) ράση και Αντίδραση Να εξηγούν τους νόµους και τις αρχές που διέπουν τα προβλήµατα της στατικής και να τους εφαρµόζουν σε απλά πρακτικά προβλήµατα και σε πειραµατικές διατάξεις. 1.4. Ροπή Η έννοια της Ροπής - ορισµός - χαρακτηριστικά - µονάδες - αρχή των ροπών - ζεύγος δυνάµεων - µετάθεση δύναµης παράλληλα προς την ευθεία ενέργειας της. Να εξηγούν την έννοια της ροπής κα του ζεύγους κα να δίνουν τον ορισµό τους.
48 Να γνωρίζουν τα χαρακτηριστικά της ροπής και του ζεύγους και τη συµβατότητα όσον αφορά το πρόσηµο. Να διατυπώνουν την αρχή των ροπών και να την εφαρµόζουν σε τεχνικά προβλήµατα. Να γνωρίζουν τους τύπους, τα µεγέθη και τις µονάδες και να κάνουν υπολογισµούς σε απλές εφαρµογές. 1.5. Σύνθεση - ανάλυση και ισορροπία δυνάµεων 1.5.1. συγγραµµικών δυνάµεων (αναλυτική - γραφική µέθοδος) 1.5.2. συντρεχουσών δυνάµεων (αναλυτική - γραφική µέθοδος) 1.5.3. τυχαίων συνεπιπέδων δυνάµεων (αναλυτική - γραφική µέθοδος) Να εξηγούν σε κάθε περίπτωση, τον τρόπο : προσδιορισµού της συνισταµένης ή των συνιστωσών και να εφαρµόζουν κατά περίπτωση την κατάλληλη µέθοδος. (αναλυτική ή γραφική). Να εφαρµόζουν τις γραφικές και αναλυτικές συνθήκες ισορροπίας κατά περίπτωση σε απλά πρακτικά προβλήµατα. 2. Ιδιότητες διατοµής 2.1. Κέντρο βάρους σώµατος - Κ.Β. επιφανείας - πρακτικός τρόπος προσδιορισµού του Κ.Β. απλών γεωµετρικών σχηµάτων. Προσδιορισµός Κ.Β. διατοµής Τ & L (αναλυτική - γραφική µέθοδος) 2.2. Ισορροπία - είδη ισορροπίας - ευστάθεια - βαθµός ασφαλείας 2.3. Ροπή αδράνειας επιφανειών Στατική ροπή - ροπή αντίστασης - πολική ροπή αδράνειας - πολική ροπή αντίστασης - ακτίνα αδράνειας - θεώρηµα του Steiner. Εφαρµογές α. Τετραγωνική διατοµή β. Ορθογωνική διατοµή γ. Κυκλική διατοµή δ. Απλό ταυ - ιπλό ταυ ε. ιατοµή στ. ιατοµή κοίλου άξονα
49 Να δίνουν τον ορισµό, να προσδιορίζουν τα Κ.Β. των απλών και σύνθετων διατοµών και να γνωρίζουν τη χρησιµότητα του προσδιορισµού του Κ.Β. Να εξηγούν και να διακρίνουν τα είδη ισορροπίας (ευσταθής, ασταθής, αδιάφορη) και να εξηγούν την έννοια της ευστάθειας. Να υπολογίζουν το βαθµό ασφαλείας έναντι ανατροπής σε πρακτικές εφαρµογές (π.χ. ευστάθεια και ασφάλεια γερανού). Να εξηγούν τις έννοιες και τη χρησιµότητα τους, για την εντατική κατάσταση των διαφόρων φορέων και τη συµµετοχή της γεωµετρίας του αντικειµένου, είτε ως φορέα, είτε ως εξαρτήµατος µηχανής. Να υπολογίζουν ροπές σε απλές διατοµές και να τις αναγνωρίζουν σε σχετικούς πίνακες. Να διατυπώνουν το θεώρηµα του Steiner και να το εφαρµόζουν σε πρακτικές εφαρµογές. 3. Φορείς - φορτίσεις - στηρίξεις - επίλυση δοκών 3.1. Φορείς - ράβδος - δοκός - δίσκος - πλάκα - κέλυφος - περιγραφή - σχηµατική σχεδίαση 3.2. Φορτίσεις - συγκ/µένα φορτία κατανεµηµένα - σταθερά - κινητά - στατικά - δυναµικά κρουστικά - περιγραφή - σχηµατική σχεδίαση 3.3. Στηρίξεις - πάκτωση - άρθρωση - κύλιση - περιγραφή - σχηµατική σχεδίαση Εφαρµογές α. γέφυρα - γερανογέφυρα β. άξονας µηχανής - πλάκα γ. δοκός Να γνωρίζουν και να διακρίνουν τους φορείς - φορτίσεις - στηρίξεις, πώς σχεδιάζονται : σχηµατικά, τι προκαλούν και να τους περιγράφουν σε χαρακτηριστικές µηχανολογικές εφαρµογές. Να σχεδιάζουν σχηµατικά χαρακτηριστικές τεχνικές εφαρµογές κάνοντας χρήση των αντίστοιχων συµβολισµών, δίνοντας και τη στατική µορφή της εφαρµογής.
50 3.4. Εξωτερικές δυνάµεις - συνθήκες ισορροπίας - υπολογισµός αντιδράσεων Εφαρµογή: αµφιέρειστη δοκός µε περισσότερα του ενός συγκεντρωµένα φορτία 3.5. Αρχή της ισοδυναµίας µεταξύ εξωτερικών και εσωτερικών δυνάµεων - εντατικά µεγέθη - τέµνουσα δύναµη - Ροπή κάµψης - Γραφική Παράσταση Εφαρµογή: Αµφιέρειστη δοκός µε περισσότερα του ενός συγκεντρωµένα φορτία 3.6. Επίλυση δοκών (ισοστατικών φορέων) Εφαρµογές α. αµφιέρειστη δοκός µε συγκεντρωµένο φορτίο (άξονας µηχανής). β. αµφιέρειστη δοκός µε οµοιόµορφο καθολικό φορτίο (γερανογέφυρα) γ. Πρόβολος µε συγκεντρωµένο φορτίο (άξονας µηχανής). Να εξηγούν στην απλή περίπτωση του ισοστατικού φορέα τη σχέση εσωτερικών - εξωτερικών δυνάµεων και την εξασφάλιση της ισορροπίας. Να υπολογίζουν τα µεγέθη αυτά, τις µέγιστες και τις χαρακτηριστικές τιµές τους για τις αντίστοιχες απλές εφαρµογές και να σχεδιάζουν τα διαγράµµατα µεταβολής τους. Να σχεδιάζουν σχηµατικά απλές µηχανολογικές εφαρµογές και να τις επιλύουν. 4. Εισαγωγή στην αντοχή των υλικών 4.1. Καταπόνηση - παραµόρφωση - ελαστικότητα - ελαστικά και πλαστικά σώµατα - όλκιµα και ψαθυρά υλικά. 4.2. Η έννοια της τάσης - ορισµός µονάδες - παραδείγµατα. 4.3. Οι σπουδαιότερες καταπονήσεις εφελκυσµός, Θλίψη, Τµήση, Κάµψη, ιάτµηση, Στρέψη Παραδείγµατα καταπόνησης:
51 συρµατόσχοινο, αλυσίδα, κοχλιοσύνδεση, ήλωση, άξονας, γέφυρα, γερανογέφυρα κ.λπ. Να εξηγούν τις έννοιες - καταπόνηση - παραµόρφωση - ελαστικότητα - ελαστικά σώµατα - όλκιµα και ψαθυρά υλικά. Να εξηγούν το αίτιο (δράση δυνάµεων) και το αποτέλεσµα (παραµόρφωση). Να εξηγούν την έννοια της τάσης. Να µάθουν τα είδη των απλών καταπονήσεων (αναφερόµενοι και στο υλικό του φορέα). Να αναφέρουν τους τρόπους καταπόνησης των σωµάτων. Να είναι σε θέση να αναγνωρίζουν την καταπόνηση στην οποία υφίσταται το συγκεκριµένο εξάρτηµα µιας κατασκευής. 5. Εφελκυσµός και θλίψη 5.1. Γενικά - Εφελκυσµός και θλίψη - ορισµός - τύπος παραδείγµατα 5.2. Παραµόρφωση - µέτρο ελαστικότητας 5.3. Πείραµα εφελκυσµού - Νόµος Hooke - όριο ροής - τάση θραύσης - συντελεστής ασφαλείας - επιτρεπόµενη τάση στατικών φορτίων - µεταβλητών φορτίων (τύπος SEEFEHLVER) 5.4. Επιφανειακή πίεση - παραδείγµατα Εφαρµογές α. Συρµατόσχοινο β. Αλυσίδα γ. Έδρανο δ. Κοχλίας Να µάθουν τους τύπους, τα µεγέθη που τους ορίζουν, τις µονάδες και να επιλύουν ως προς αυτά, σε συγκεκριµένες απλές εφαρµογές, ώστε να αντιληφθούν την αξία και τη σηµασία αυτής της γνώσης. Να εξηγούν τους όρους επιµήκυνση, ειδική επιµήκυνση και µέτρο ελαστικότητας. Να εξηγούν το νόµο του Hooke.
52 Να εξηγούν τις έννοιες συντελεστής ασφάλειας - επιτρεπόµενη τάση - τάση θραύσης, έτσι ώστε να συνειδητοποιήσουν την αξία της επιλογής του συντελεστή ασφαλείας στη µελέτη των φορέων, µε κριτήριο την ασφάλεια και την οικονοµία. 6. ιάτµηση 6.1. Γενικά - ιάτµηση - ορισµός - τύπος - µονάδες - παραδείγµατα. 6.2. Παραµόρφωση - γωνία ολίσθησης γ - σχέση γωνίας γ, τάσης µέτρο ολίσθησης - σχέση µέτρου ολίσθησης, ελαστικότητος. Εφαρµογές α. 'Ηλος β. Πείρος γ. Κοχλίας δ. Κοπή σε πρέσα Να εξηγούν τις έννοιες, διάτµηση, τµήση, γωνία ολίσθησης, τάση, µέτρο ολίσθησης. Να µάθουν τους τύπους που ορίζουν τα παραπάνω µεγέθη και τις µονάδες τους και να επιλύουν, ως προς αυτά, σε απλές πρακτικές εφαρµογές. Να συνειδητοποιήσουν, µέσα από πειράµατα και σχετικές εφαρµογές την αξία του ποιοτικού ελέγχου των κατασκευών και τη χρησιµότητα της ύπαρξης των πιστοποιητικών ποιότητας κατά τους κανονισµούς (ΕΛ.Ο.Τ ή ISO). 7. Κάµψη 7.1. Γενικά - Κάµψη - ορισµός - τύπος - µονάδες - παραδείγµατα 7.2. Παραµόρφωση - βέλος κάµψης - παράγοντες που επηρεάζουν την παραµόρφωση Εφαρµογές α. άτρακτος µε τροχαλίες Να εξηγούν τις έννοιες, κάµψη-βέλος κάµψης. Να γνωρίζουν τα είδη της κάµψης και να τα αναγνωρίζουν. Να µάθουν τους τύπους της κάµψης και τις µονάδες και να επιλύουν, ως προς αυτά, σε απλές πρακτικές εφαρµογές.
53 8. Στρέψη 8.1. Γενικά - Στρέψη - ορισµός - παραδείγµατα - ιαφορές της στρέψης από τις άλλες καταπονήσεις. 8.2. Στρέψη ράβδου κυκλικής διατοµής - τάση - παραµόρφωση - τύποι 8.3. Στρέψη ράβδου µε δακτυλιοειδή διατοµή - τάση - παραµόρφωση Εφαρµογές : Υπολογισµός ατράκτου σε στρέψη Να αναγνωρίζουν τα είδη της στρέψης. Να εξηγούν την έννοια της στρέψης και να γνωρίζουν την ιδιοµορφία της. Να µάθουν τη θεµελιώδη εξίσωση της στρέψης. Να εξηγούν τη σχέση µεταξύ της ισχύος και της ροπής περιστροφής. Να υπολογίζουν τη µέγιστη ισχύ που µπορεί να µεταδοθεί από ένα άξονα. Να γνωρίζουν τον υπολογισµό ατράκτου σε στρέψη. 9. Σύνθετες καταστάσεις 9.1. Γενικά - Λυγισµός - σύνθετες καταπονήσεις - ερπυσµός - κόπωση - δυναµική καταπόνηση Αναφορά σε απλές εφαρµογές Να κατανοήσουν το σύνθετο των καταστάσεων, που καταπονείται η ύλη και να γνωρίσουν απλές περιπτώσεις της πράξης ( ιαξονική καταπόνηση - δυνάµεις κωλυόµενης συστολής - διαστολής) 10. Απλές µηχανές 10.1. Γενικά - µηχανή - ορισµός 10.2. Έργο-οριζόντιο επίπεδο - κεκλιµένο επίπεδο - περιστροφική κίνηση - παραγόµενο και ωφέλιµο έργο 10.3. Ισχύς - Ισχύς µηχανής - ροπή στρέψης και ισχύς - Βαθµός απόδοσης Να εξηγούν τι είναι µηχανή µε όρους ενέργειας.