Nazaj na seznamUradni dokument (PDF)
Uradni učni načrt
Tehniška gimnazija

LABORATORIJSKE VAJE Mehanika in gradbeništvo

1.–4. letnik

Načrtujte po tem učnem načrtu

Prijavite se kot učitelj in Astra po tem učnem načrtu pripravi letno pripravo ali pripravo na uro.

TemeO predmetu

Opis teme

Mehanika je najstarejša veja fizike. Opredelimo jo lahko kot temeljno naravoslovno vedo, ki obravnava mirovanje in gibanje snovi in njenih gradnikov in proučuje vzroke za spremembe teh stanj. Mehanski zakoni uravnavajo celotno fizično naravo od obnašanja atomov do gibanja nebesnih teles.

Pouk mehanike seznanja dijaka s pojmi, govorico, koncepti in metodami, s področja mehanike. Razvija sposobnost za prepoznavanje in reševanje splošnih in posebnih mehanskih problemov v tehniki, na primer v strojništvu, gradbeništvu, lesarstvu, vedi o materialih in podobno. Ponuja široke možnosti uporabe drugih pridobljenih znanj, predvsem matematike in fizike, ter poznavanja sredstev informacijsko-komunikacijske tehnologije pri reševanju mehanskih nalog. S tem vpeljuje dijake v svet raziskovanja, razumevanja in pojasnjevanja pojavov v okolju, pridobivanja in uporabe znanja, spretnosti in vztrajnosti pri obvladovanju problemov.

Težišče pouka mehanike torej ni v zgolj faktografskem poznavanju veličin, formul in standardnih postopkov, temveč predvsem v poglobljenem razmisleku o pomenu in veljavnosti mehanskih zakonov, v vzpodbujanju višjih miselnih procesov in povezovanju mehanike z drugimi naravoslovnimi, tehniškimi, okoljskimi in družboslovnimi vedami. Tak pristop ob primerni motivaciji in vloženem delu dijakom po eni strani zagotavlja zanesljivo oporo pri odločanju v vsakdanjih življenjskih situacijah, po drugi pa je trden temelj za nadaljnje izobraževanje.

Splošno o mehaniki zvezne snovi

Učni cilji

  • Meri osnovne fizikalne veličine, računa povprečne vrednosti izmerjenih veličin in ocenjuje merilno negotovost;
  • Pretvarja enote;
  • Spozna vsebino in obliko poročila izvedene laboratorijske vaje. (SC 1.1.1.1)

Standardi znanja

  • Oceni merilno negotovost izmerjenih veličin;

Minimalni standardi

  • Izmeri osnovne fizikalne veličine ;
  • Izračuna povprečne vrednosti izmerjenih veličin ;
  • Razloži sistem enot v mehaniki ;
  • Pretvori veličine v zahtevane enote ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Enota

Masna točka

Učni cilji

  • Poveže teorijo z izvedenimi laboratorijskimi vajami s področja razstavljanja, sestavljanja in ravnotežja sil s skupnim prijemališčem;
  • Primerja in analizira rezultate, pridobljene analitično, eksperimentalno in s programsko opremo; (SC 1.1.2.2)
  • Spozna vpliv spremembe določenega parametra na rezultat.

Standardi znanja

  • Analizira vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Analitično določi vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;

Minimalni standardi

  • Izvede preizkus s področja razstavljanja, sestavljanja in ravnotežja sil s skupnim prijemališčem ;
  • Ovrednoti rezultate pridobljene z različnimi postopki ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Razstavljanje sil
  • Sestavljanje sil
  • Ravnotežje sil s skupnim prijemališčem
  • Analiza rezultatov

Togo telo

Učni cilji

  • Rešuje enostavne praktične probleme v zvezi s statiko togega telesa v ravnini;
  • Poveže teorijo z izvedenimi eksperimenti s področja statike togega telesa;
  • Primerja in analizira rezultate, pridobljene analitično, eksperimentalno in s programsko opremo;
  • Simulira spremembo podatka primera s pomočjo programske opreme in analizira vpliv spremembe na obravnavani primer;
  • Eksperimentalno preveri pogoje za ravnotežje togega telesa, obremenjenega s splošnim sistemom sil.

Standardi znanja

  • Izračuna enostavne praktične probleme iz statike togega telesa v ravnini;
  • Ovrednoti rezultate, pridobljene z različnimi postopki;
  • Analitično določi vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;

Minimalni standardi

  • Izvede preizkus s področja statike togega telesa v ravnini ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Ravnotežje togega telesa

Didaktična priporočila

Didaktična priporočila: Ideje za vaje:

Didaktična priporočila: statični moment sile ,

Didaktična priporočila: dvojica sil ,

Didaktična priporočila: rezultanta in rezultirajoči moment splošnega sistema sil ,

Didaktična priporočila: ravnotežje togega telesa .

Statično določena linijska konstrukcija (element nosilec in element palica)

Učni cilji

  • Načrtuje statično zasnovo enostavnih modelov linijske konstrukcije;
  • Poveže teorijo z izvedenimi preizkusi s področja linijskih konstrukcij;
  • Primerja rezultate izračunanih reakcijskih sil in momentov pridobljenih analitično, s preizkusom in programsko opremo;
  • Analizira vpliv spremembe lege obremenitve na velikosti reakcijskih sil in momentov;
  • Analitično in s programsko opremo obravnava notranje sile in upogibni moment v prečnem prerezu nosilca;
  • Primerja analitično pridobljene rezultate izračunanih notranjih sil in upogibnih momentov z rezultati, pridobljenimi s programsko opremo;
  • Riše diagrame poteka notranjih sil in momentov vzdolž osi nosilca in jih preveri s programsko opremo;
  • Analitično, s preizkusom in s programsko opremo določa notranje osne sile v palicah za statično določeno paličje.

Standardi znanja

  • Analitično določi vpliv spremembe lege obremenitve na velikost reakcijskih sil in momentov;
  • Z diagrami prikaže in analizira potek notranjih sil in momentov vzdolž osi nosilca in jih preveri s programsko opremo;

Minimalni standardi

  • Analizira rezultate vrednosti reakcijskih sil in momentov ter notranjih sil in upogibnih momentov ;
  • Analitično določi notranje sile in upogibni moment v prečnem prerezu nosilca ;
  • S programsko opremo določi notranje sile in upogibni moment v prečnem prerezu nosilca ;
  • Analitično, s preizkusom in programsko opremo določi notranje osne sile v palicah ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Statično določeno paličje
  • Linijska konstrukcija
  • Programska oprema
  • Notranje sile
  • Notranji momenti

Trenje

Učni cilji

  • Obravnava enostavne praktične probleme v zvezi z drsnim trenjem;
  • Povezuje teorijo z izvedenimi preizkusi s področja drsnega trenja;
  • Primerja in analizira rezultate, pridobljene analitično, s preizkusi in s programsko opremo;
  • Določa koeficient trenja pri drsnem trenju.

Standardi znanja

  • Analizira izmerjene rezultate z različnimi postopki;
  • Analitično in s preizkusom določi koeficient trenja pri drsnem trenju;

Minimalni standardi

  • Reši enostavne praktične probleme v zvezi z drsnim trenjem ;
  • Izvede preizkus s področja drsnega trenja ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Drsno trenje
  • Koeficient trenja

Geometrijske karakteristike prerezov

Učni cilji

  • Določi lego težišča;
  • Analitično določi moment drugega reda (aksialni vztrajnostni moment) in odpornostni moment;
  • Poveže teorijo z izvedenimi eksperimenti s področja geometrijskih lastnosti ploskev;
  • Primerja in presoja rezultate, pridobljene analitično, eksperimentalno in s programsko opremo;
  • Analizira vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • V literaturi poiščejo ustrezne vrednosti karakteristik prerezov.

Standardi znanja

  • Z eksperimentom, analitično in s programsko opremo določi lego težišča;
  • Izračuna moment drugega reda (aksialni vztrajnostni moment) in odpornostni moment;
  • Analizira rezultate, pridobljene z različnimi postopki;
  • Določi vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Izbere pravilne vrednosti karakteristik prerezov iz literature;

Minimalni standardi

  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Težišče
  • Moment drugega reda
  • Odpornostni moment
  • Geometrijske lastnosti ploskev

Didaktična priporočila

Didaktična priporočila: Ideja za vajo:

Didaktična priporočila: določi lego težišča: računsko, s poskušanjem in računalniško.

Deformabilno telo in napetosti v prečnem prerezu

Učni cilji

  • Primerja teorijo z izvedenimi eksperimenti s področja trdnosti;
  • Rešuje enostavne primere s področja trdnosti;
  • Primerja in presoja rezultate, pridobljene analitično, eksperimentalno in s programsko opremo;
  • Analizira vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Določa vrste napetosti glede na različno obremenjene elemente;
  • Določa napetost v prerezu palice v odvisnosti od velikosti notranje osne sile;
  • Določa napetost v prerezu nosilca v odvisnosti od velikosti notranjih sil in momentov;
  • Rezultate preizkusov (natezni, tlačni) primerja z izračunanimi vrednostmi;
  • Analizira in določa optimalni prerez upogibno obremenjenega nosilca;
  • Meri upogibne deformacije;
  • Meri strižne deformacije;
  • Meri vzvojne deformacije.

Standardi znanja

  • Analizira rezultate, pridobljene z različnimi postopki;
  • Določi vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Rezultate preizkusov (natezni, tlačni) primerja z izračunanimi vrednostmi;
  • Analizira in določi optimalni prerez upogibno obremenjenega nosilca ;
  • Izmeri upogibne deformacije;
  • Izmeri strižne deformacije;
  • Izmeri vzvojne deformacije;

Minimalni standardi

  • Izvede eksperiment s področja trdnosti ;
  • Reši enostaven primer s področja trdnosti ;
  • Določi vrste napetosti glede na različno obremenjene elemente ;
  • Določi napetost v prerezu palice v odvisnosti od velikosti notranje osne sile ;
  • Določi napetost v prerezu nosilca v odvisnosti od velikosti notranjih sil in momentov ;
  • Določi optimalni prerez upogibno obremenjenega nosilca
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Natezni preizkus
  • Tlačni preizkus
  • Upogibne deformacije
  • Strižne deformacije
  • Vzvojne deformacije

Didaktična priporočila

Didaktična priporočila: Dijak lahko teoretično predstavi izbrano laboratorijsko vajo s področja trdnosti. Ideje za vaje:

Didaktična priporočila: vzdolžna in prečna deformacija,

Didaktična priporočila: Hookov zakon,

Didaktična priporočila: diagram »napetost – deformacija (σ – ε)« za različne konstrukcijske materiale, značilne vrednosti in območja v diagramu,

Didaktična priporočila: strižne deformacije in napetosti,

Didaktična priporočila: računski primeri.

Kinematika

Učni cilji

  • Povezuje teorijo z izvedenimi eksperimenti s področja kinematike;
  • Rešuje primere s področja kinematike;
  • Primerja in presoja rezultate, določene analitično, eksperimentalno in s programsko opremo;
  • Analizira vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Računa, riše diagrame in primerja osnovne veličine pri različnih gibanjih (enakomerno premočrtno, pospešeno in pojemajoče premočrtno, krivočrtno, kroženje, sestavljeno);
  • Za enostavni prenosnik gibanja izračuna prestavno razmerje, kotno hitrost, obodno hitrost in vrtilni moment.

Standardi znanja

  • Analizira rezultate, pridobljene z različnimi postopki (analitično, eksperimentalno in s programsko opremo);
  • Določi vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Izračuna in nariše diagrame ter analizira osnovne veličine pri različnih gibanjih (enakomerno premočrtno, pospešeno in pojemajoče premočrtno, krivočrtno, kroženje, sestavljeno);

Minimalni standardi

  • Izvede eksperiment s področja kinematike ;
  • Izračuna enostavne primere s področja kinematike ;
  • Za enostavni prenosnik gibanja izračuna prestavno razmerje , kotno hitrost , obodno hitrost in vrtilni moment ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Enakomerno premočrtno gibanje
  • Pospešeno in pojemajoče premočrtno gibanje
  • Krivočrtno gibanje
  • Kroženje
  • Sestavljeno gibanje
  • Prenosnik gibanja

Kinetika

Učni cilji

  • Pri analitičnem reševanju primerov premočrtnega gibanja uporablja D'Alembertovo načelo;
  • Uporablja D'Alembertovo načelo, zakon o ohranitvi energije in sunek sile v enostavnih računskih primerih;
  • Primerja in analizira analitično in eksperimentalno določene kinematične veličine, s področja kinetike točke;
  • Analitično in eksperimentalno analizira vpliv oblike vztrajnika na velikost masnega vztrajnostnega momenta;
  • Primerja in analizira analitično in eksperimentalno določene kinematične veličine s področja kinetike togega telesa.

Standardi znanja

  • Analizira rezultate pridobljene z različnimi postopki (za točko in togo telo);
  • Analitično in eksperimentalno določi vpliv spremembe oblike vztrajnika na velikost masnega vztrajnostnega momenta;

Minimalni standardi

  • Izvede eksperiment s področja kinetike ;
  • Izračuna enostavne primere iz kinetike (D'Alembertovo načelo, zakon o ohranitvi energije in sunek sile) ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • D'Alembertovo načelo
  • Zakon o ohranitvi energije
  • Sunek sile
  • Masni vztrajnostni moment

Statika tekočin

Učni cilji

  • Analitično rešuje enostavne primere s področja statike tekočin;
  • Povezuje teorijo z izvedenimi eksperimenti s področja statike tekočin;
  • Primerja in analizira rezultate, pridobljene analitično, eksperimentalno in s programsko opremo;
  • Analizira vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Uporablja Pascalov zakon pri obravnavi enostavnih primerov s področja statike tekočin;
  • Meri silo vzgona;
  • Z eksperimentom poveže Arhimedov zakon statičnega vzgona s teorijo.

Standardi znanja

  • Analizira rezultate, pridobljene z različnimi postopki (analitično, eksperimentalno in s programsko opremo);
  • Določi vpliv spremembe določenega parametra na rezultat;
  • Izračuna enostavne primere s področja statike tekočin z uporabo Pascalovega zakona;
  • Izmeri silo vzgona;
  • Z eksperimentom razloži Arhimedov zakon statičnega vzgona;

Minimalni standardi

  • Izračuna enostavne primere s področja statike tekočin ;
  • Izvede eksperiment s področja statike tekočin ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Statika tekočine
  • Pascalov zakon
  • Arhimedov zakon statičnega vzgona

Dinamika tekočin

Učni cilji

  • Analitično rešuje enostavne primere s področja dinamike tekočin;
  • Povezuje teorijo z izvedenimi eksperimenti s področja dinamike tekočin.

Standardi znanja

  • Izvede enostaven eksperiment s področja dinamike tekočin;

Minimalni standardi

  • Izračuna enostavne primere s področja dinamike tekočin ;
  • Izdela poročilo izvedene laboratorijske vaje v predpisani obliki .

Pojmi

  • Dinamika tekočin
Prijavite se kot učitelj in Astra po tem učnem načrtu pripravi letno pripravo ali pripravo na uro.
Učni načrtiPrimeri priprav