Υποχρεωτικό – 6 Πιστωτικές Μονάδες
Διδασκαλία: Θεωρία: 3 ώρες, Ασκήσεις Πράξης: 1 ώρα, Εργαστήριο: 2 ώρες
Κινηματική υλικού σημείου: κίνηση του υλικού σημείου στο χώρο, βαθμοί ελευθερίας, διανύσματα θέσης ταχύτητας και επιτάχυνσης, σχετική κίνηση υλικού σημείου, θεώρημα Coriolis.
Κινηματική συστήματος υλικών σημείων και απολύτως στερεού σώματος: μεταφορική κίνηση, περιστροφή γύρω από σταθερό άξονα, περιστροφή γύρω από σταθερό σημείο, γωνιακή ταχύτητα, γωνιακή επιτάχυνση, γωνίες Euler, επίπεδη κίνηση, στιγμιαίος πόλος περιστροφής, μηχανισμοί, γενική χωρική κίνηση, διάγραμμα ταχύτητας, διάγραμμα επιτάχυνσης, σχετική κίνηση, εφαρμογές (μηχανισμός στροφάλου – διωστήρα – εμβόλου, πλανητικά συστήματα, διαφορικά συστήματα, μηχανισμός του συστήματος ανάρτησης αυτοκινήτου).
Κινητική υλικών σημείων: εξισώσεις κίνησης, νόμοι του Νεύτωνα και του Euler, ορμή, ώθηση, στροφορμή, θεωρήματα μεταβολής της ορμής και της στροφορμής, αρχές έργου και ενέργειας, εφαρμογές (κρούση, μεταβαλλόμενα συστήματα υλικών σημείων).
Κινητική στερεού σώματος: κέντρο μάζας και τανυστής αδράνειας στερεού σώματος, θεώρημα παράλληλων αξόνων, εξισώσεις του Euler, ορμή και στροφορμή στερεού σώματος, αρχές έργου και ενέργειας, εφαρμογές (κρούση, δυναμική της κίνησης του οχήματος, δυναμική ανάλυση μονοκύλινδρης μηχανής, εξουδετέρωση αδρανειακών δυνάμεων και ροπών σε πολυκύλινδρους κινητήρες).
Ταλάντωση δυναμικού συστήματος με ένα βαθμό ελευθερίας: δυναμικό μοντέλο, συντελεστής στιβαρότητας, συντελεστής απόσβεσης, εξίσωση κίνησης, ελεύθερη ταλάντωση, ιδιοσυχνότητα, μέτρο απόσβεσης, εξαναγκασμένη ταλάντωση, απόκριση σε διάφορες μορφές διέγερσης (αρμονική, περιοδική, απεριοδική, σύνθετη), εφαρμογές (αποφυγή μετάδοσης μηχανικών ταλαντώσεων, εκλογή τεχνικών χαρακτηριστικών θεμελίωσης μηχανής, όργανα μέτρησης ταλαντωτικών μεγεθών, μέτρηση και αξιολόγηση ταλαντώσεων, επίδραση των ταλαντώσεων στον άνθρωπο).
Ταλαντώσεις διακριτών συστημάτων με πολλούς βαθμούς ελευθερίας: μοντελοποίηση δυναμικών συστημάτων, ιδιομορφές και ιδιοσυχνότητες, απόκριση σε ελεύθερη και σε εξαναγκασμένη ταλάντωση, εφαρμογές (δυναμικό μοντέλο ανάρτησης οχήματος, ζυγοστάθμιση περιστρεφόμενων στερεών σωμάτων).
Εργαστηριακές εφαρμογές:
- Ελεύθερη ταλάντωση ενός βαθμού ελευθερίας: διαγράμματα μετατόπισης – χρόνου, ταχύτητας ‐ χρόνου και επιτάχυνσης ‐ χρόνου, περίοδος ταλάντωσης, ιδιοσυχνότητα, λογαριθμική μείωση και προσδιορισμός του μέτρου απόσβεσης, επίδραση αρχικών συνθηκών στο εύρος και στην φάση, προσδιορισμός συντελεστή στιβαρότητας για ελατήρια συνδεδεμένα παράλληλα ή σε σειρά.
- Προσδιορισμός της μαζικής ροπής αδράνειας στερεών σωμάτων: περιστροφική ελεύθερη ταλάντωση, στιβαρότητα στρεπτικού ελατήριου, κέντρο μάζας στερεών σωμάτων, μαζική ροπή αδράνειας ως προς το κεντροβαρικό σύστημα αναφοράς στερεών σωμάτων (σφαίρα, δίσκος, κύλινδρος, ράβδος) και συνδυασμός αυτών, θέση κέντρου μάζας και μαζική ροπή αδράνειας διωστήρα Μ.Ε.Κ, θεώρημα παράλληλων αξόνων (Steiner), μαζική ροπή αδράνειας οχήματος.
- Εξαναγκασμένη στρεπτική ταλάντωση: διαγράμματα γωνιακής μετατόπισης – χρόνου και εύρους ταλάντωσης – συχνότητας διέγερσης, γωνιακή ταχύτητα, ιδιοσυχνότητα, συχνότητα συντονισμού.
- Φυγόκεντρος δύναμη: Επίδραση της μάζας του σώματος, της ακτίνας περιστροφής και της γωνιακής ταχύτητας στο εύρος της φυγόκεντρου δύναμης.
- Ζυγοστάθμιση περιστρεφόμενων σωμάτων: στατική ζυγοστάθμιση, δυναμική ζυγοστάθμιση, μάζες, ζυγοστάθμιση