Ο ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ      

http://users.sch.gr/kontaxis

Τα μαθήματα

Αγορά Εργασίας 

Παιδαγωγικά Θέματα

Ευκαιρίες

Νέα από τα σχολεία

Εκδηλώσεις

Εργαστήρια

Τεχνικός Πολιτισμός

Χρήσιμες Συνδέσεις

Διδάσκοντας Μηχανική και Αντοχή διαφορετικά

 Η Μηχανική και η Αντοχή είναι ένα μαθήματα βασικά θεωρητικό, στο οποίο οι αδύναμοι μαθητές δυσκολεύονται να ανταποκριθούν και πολλές φορές, ούτε καν να το παρακολουθήσουν.

Για αυτούς τους μαθητές, αν το μάθημα το διδάξουμε με τον τρόπο που το διδαχθήκαμε στην τριτοβάθμια εκπαίδευση, τότε είναι σίγουρο ότι δεν θα μπορέσουν να ανταποκριθούν.

Όμως η μηχανική και η αντοχή ασχολούνται με «ζωντανά» θέματα που μπορούμε να βρούμε δίπλα μας. Δυνάμεις, μηχανισμοί, μηχανήματα, αναρτήσεις συστημάτων, καταπονήσεις υπάρχουν παντού και μπορούν να αποτελέσουν πηγές διερεύνησης και εκπόνησης εργασιών από τους μαθητές.

Ωστόσο, για την πλειοψηφία πλέον των μαθητών μας που διαθέτουν πρόσβαση στο Ιντερνετ, υπάρχει πλήθος εφαρμογών που μπορούν να αξιοποιήσουν για να προσεγγίσουν την ύλη του μαθήματος με πιο πρακτικό τρόπο, να ψάξουν μόνοι τους ή κατά ομάδες τα διάφορα μοντέλα και τις προσομοιώσεις και να εξηγήσουν πως λειτουργούν κλπ.

Παρακάτω δίνουμε έναν ενδεικτικό κατάλογο τέτοιων πηγών, με παραδείγματα κυρίως Μηχανολογικά.  

Πίεση και Δύναμη http://photodentro.edu.gr/aggregator/lo/photodentro-lor-8521-1678 

Κινηματική γερανού – Βρείτε τις δυνάμεις που επενεργούν και ενεργοποιούν τον γερανό
http://demonstrations.wolfram.com/CraneModel/

 Δυνάμεις που επενεργούν σε μια σκάλα
http://demonstrations.wolfram.com/ForcesActingOnALadder/

 Εξολκέας σωλήνα – Πως δουλεύει, ποιες δυνάμεις επενεργούν
http://demonstrations.wolfram.com/DeviceForTubeExtraction

 Η ροπή και το άνοιγμα της πόρτας (εντάξει, γίνεται και στην πόρτα της τάξης αλλά μπορεί να βοηθήσει κάποιον μαθητή)
http://demonstrations.wolfram.com/TorqueExertedOpeningADoor/

 Τρίγωνο δυνάμεων με αναρτημένα βάρη
http://demonstrations.wolfram.com/StaticEquilibriumAndTriangleOfForces

 Ισορροπία οχήματος σε κλίση
http://demonstrations.wolfram.com/CarOnABankedRoad

 Μοχλοί
http://demonstrations.wolfram.com/ThreeClassesOfLevers

 Θεώρημα Ροπών
http://demonstrations.wolfram.com/PrincipleOfTheLever

Εφαρμογή - παιχνίδι για τη σημασία του θεωρήματος των ροπών και την αξιοποίησή του σε απλές κατασκευές. Ποιά ομάδα θα κατασκευάσει τον καλύτερο μηχανισμό για να αντέχει στη μεγαλύτερη ροπή;
http://www.physics.uwo.ca/science_olympics/events/grades_7_to_8/cantilever.html

 Ισορροπία τεσσάρων βαρών σε μοχλό
http://demonstrations.wolfram.com/ALeverWithFourWeights

  Δύναμη, έργο, ισχύς
http://demonstrations.wolfram.com/PowerVersusWork

 Δεύτερος Νόμος του Newton
http://demonstrations.wolfram.com/NewtonsSecondLaw/

Ισορροπία δοκού
http://demonstrations.wolfram.com/ReactionForceOnALever/

 Ισορροπία δυνάμεων σε αμφιέριστη δοκό
http://demonstrations.wolfram.com/EquilibriumOfARigidBar/

  Στατική ισορροπία επιπέδου που στηρίζεται σε τρία σημεία
http://demonstrations.wolfram.com/StaticEquilibriumForAPlateWithSupportAtThreePoints

 Εφαρμογή ροπής αδρανείας στον άνθρωπο σε πάγο (Διατήρηση στροφορμής L=I.ω)
http://demonstrations.wolfram.com/SpinningIceSkater

 Ροπή αδρανείας - Σε συνέχεια του προηγούμενου βρείτε ποιος κύλινδρος θα κατέβει πρώτος αν έχουν το ίδιο βάρος  (Ιz=1/2m(r₁²+r₂²) - Γιατί οι ζάντες αλουμινίου βοηθάνε στην επιτάχυνση του οχήματος, πως θέλουμε να είναι κατασκευασμένος ο σφόνδυλος της πρέσας  κλπ
http://demonstrations.wolfram.com/MomentOfInertia

Πειραματικός υπολογισμός ροπής αδρανείας με βάση τη θεωρία της διατήρησης της ενέργειας, αξιοποιώντας την παιδαγωγική εφαρμογή του black box (για δυνατούς λύτες) http://departments.colgate.edu/physics/research/PhysicsEd/Blackbox%20Rotation.doc

 Κέντρο Βάρους
http://demonstrations.wolfram.com/CenterOfMassOfAPolygon

 Φρενάρισμα οχήματος
http://demonstrations.wolfram.com/BrakingACar/

 Ισορροπία δυνάμεων σε αυτοκίνητο που στρίβει
http://demonstrations.wolfram.com/FrictionalForceOnACarInATurn/

 Φυγοκεντρικός ρυθμιστής (Ρυθμιστής του watt) – Βρείτε τι συμβαίνει – Κατασκευάστε ένα μοντέλο
http://demonstrations.wolfram.com/RhombicDriveForSpeedGovernor

 Κίνηση ποδηλάτου και ταχύτητες
http://demonstrations.wolfram.com/BicycleGearRatiosAndMetersOfDevelopment/

 Το παράδοξο του ποδηλάτου
http://demonstrations.wolfram.com/TheBicycleParadox

 Κινούμενο επίπεδο, ελατήριο, βαρύτητα
http://demonstrations.wolfram.com/MotionOfADiskHangingFromASpringOnAnInclinedPlane

 Κινηματική και δυναμική φρένων
http://demonstrations.wolfram.com/BrakeShoes

 Επιτάχυνση ρόδας και πρόσφυση
http://demonstrations.wolfram.com/AccelerationOfAWheel

 Κίνηση σε αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων – Ποιες δυνάμεις επενεργούν, πως μεταδίδεται η ροπή
http://demonstrations.wolfram.com/SolidCylinderRollingInATurnableHollowCylinder/

 Νόμος του Hooke
http://demonstrations.wolfram.com/HookesLaw

 Εποπτική καταπονήσεων (από εφελκυσμό μέχρι λυγισμό) για διερεύνηση από μαθητές
http://www.esm.psu.edu/courses/emch13d/design/animation/animation.htm

Εργασία - Εφαρμογή  κατανόησης των καταπονήσεων με απλά αντικείμενα. Δίνουμε στους μαθητές 3-4 αντικείμενα και τους ζητάμε να μας παρουσιάσουν τα είδη καταπονήσεων. Δείτε για παράδειγμα ανάλογο για τις δυνάμεις http://www.physics.uwo.ca/science_olympics/events/grades_7_to_8/may_the%20_force_be_with_you.html

 Ολοκληρωμένο εποπτικό περιβάλλον μάθησης για την αντοχή (δώστε το να το «ψάξουν» ως εργασία οι μαθητές και θα εκπλαγείτε, αν τους πείσετε να ασχοληθούν)
http://web.mst.edu/~mecmovie/index.html

 Για τις Ασκήσεις Αντοχής Υλικών

Είναι χρήσιμο, όταν εισάγουμε τους μαθητές στην ουσία των βασικών σχέσεων της μηχανικής και κυρίως της αντοχής, να βρούμε τρόπους ώστε να ξεπεράσουμε τα προβλήματα που έχουν ορισμένοι ως προς τις πράξεις. Μια καλή λύση σε αυτήν την φάση είναι να χρησιμοποιήσουμε τις δυνατότητες του excel. Προσοχή όμως! Δεν περιοριζόμαστε σε αυτό, απλώς το αξιοποιούμε προσωρινά για να εισάγουμε τους μαθητές στην ουσία της αντοχής. Στη συνέχεια θα πρέπει να εξασκηθούν ώστε να λύνουν τις ασκήσεις με χαρτί και μολύβι.
Αρχείο Excel για εφαρμογές του τύπου σ=F/A http://users.sch.gr/kontaxis/mathimata_files/antoxisample.xls

Πως δουλεύει και σε τι καταπονείται η ασφαλιστική περόνη (καβίλια)
http://demonstrations.wolfram.com/CotterPinSplitPin

Εφαρμογή της διάτμησης σε πρέσα, στις διαδικασίες διαμόρφωσης με  αφαίρεση υλικού
http://demonstrations.wolfram.com/StampingOutShapedDisks/

  Μπορείτε να κατασκευάσετε  ένα ίδιο μοντέλο και να (προ-)υπολογίσετε το βάρος που σηκώνει;
http://demonstrations.wolfram.com/DutchDrawbridge