Раздел 4. Динамика системы и твердого тела
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Б2 Теоретическая механика
Направление подготовки: 051000.62 Профессиональное обучение (по
отраслям)
Профиль подготовки: Строительство
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: заочная (3,5 на базе СПО)
Нижний Новгород
Рабочая программа составлена на основе:
1. Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 051000 Профессиональное обучение (по отраслям), утвержденного 22 декабря 2009г., номер государственной регистрации 781.
2. Учебного плана по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям), профиль подготовки: Строительство, утвержденного «2» июля 2011 г.
Рабочая программа по дисциплине «Теоретическая механика» принята на заседании кафедры «Общей инженерной подготовки», протокол № 3 от «6» октября 2011 г.
Разработчик: к.п.н., доцент Козлова И.М.
СОГЛАСОВАНО
Заведующий кафедрой
«Общей инженерной подготовки»
_________________/Толстенева А.А./
«____»___________2011 г.
Цели и задачи изучения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Теоретической механики» является выработка у студентов навыков постановки и решения прикладных задач, решение которых связано с исследованием так называемого механического движения и механического взаимодействия материальных тел.
Задачи дисциплины:
- осмысление основных законов и методов механики как естественной науки, т.е. науки о природе, позволяющей изучить и объяснить целый ряд важных явлений в окружающем нас мире и способствующей дальнейшему росту и развитию естествознания в целом, а также выработке материального мировоззрения.
Место дисциплины в структуре ОПП ВПО
Цикл, к которому относится дисциплина: математический и естественнонаучный.
Дисциплины, на которых базируется данная дисциплина: Математика 13-б2, Физика 14-б2.
Дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей: дисциплины профессионального цикла.
Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций или их составляющих:
ОК-1: способность владеть культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору ее достижения;
ОК-10: способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
ПК-2: готов к выполнению элементов расчетно-проектировочной работы по созданию и модернизации систем и средств эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов.
В результате освоения данной дисциплины студент должен:
знать:
- реакции связей, условий равновесия плоской и пространственной систем сил, теории пар сил;
- кинематические характеристики точки, частных и общих случаев движения точки и твердого тела;
- дифференциальные уравнения движения точки; общих теорем динамики; теории удара.
уметь:
- использовать законы и методы теоретической механики как основы описания и расчетов механизмов транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования.
владеть:
- элементами расчета теоретических схем механизмов транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования.
Объем дисциплины и виды учебной работы
| Вид учебной работы | Всего зач.ед. | Всего часов | Семестр 1 |
| Общая трудоемкость дисциплины | 5 (перезачет 2 единицы) | ||
| Аудиторные занятия | |||
| Лекции | |||
| Практические занятия | |||
| Самостоятельная работа | |||
| Вид итогового контроля | Зачет* (с оценкой) | Зачет* (с оценкой) |
Содержание дисциплины
5.1. Тематический план
| Раздел дисциплины | Количество часов | Уровень усвоения | ||
| Лекции | Практ. занятия | Сам. работа | ||
| Раздел 1. Статика | ||||
| 1.1. Основные понятия и исходные положения статики | ||||
| 1.2. Сложение сил. Система сходящихся сил | ||||
| 1.3. Система параллельных сил | ||||
| 1.4. Плоская система сил | ||||
| 1.5. Центр тяжести | ||||
| 1.6. Пространственная система сил | ||||
| Раздел 2. Кинематика | ||||
| 2.1. Кинематика точки | ||||
| 2.2. Поступательное и вращательное движения твердого тела | ||||
| 2.3. Плоскопараллельное движение твердого тела | ||||
| 2.4. Сложное движение точки | ||||
| Раздел 3. Динамика точки | ||||
| 3.1. Введение в динамику точки | ||||
| 3.2. Дифференциальные уравнения движения точки | ||||
| 3.3. Общие теоремы динамики точки | ||||
| 3.4. Работа и мощность | ||||
| Раздел 4. Динамика системы и твердого тела | ||||
| 4.1. Введение в динамику системы | ||||
| 4.2. Общие теоремы динамики системы | ||||
| 4.3. Аналитическая механика | ||||
| Итого: |
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1 – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2 – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3 – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Статика
1.1. Основные понятия и исходные положения статики.
Роль и значение теоретической механики в инженерном образовании. Основные понятия и определения. Механическое движение. Силы и их классификация. Задачи статики. Аксиомы статики. Связь и их реакции.
1.2. Система сходящихся сил.
Геометрический способ сложения. Понятие равнодействующей силы. Проекция силы на ось и на плоскость. Аналитический способ сложения сил. Равновесие системы сходящихся сил.
1.3. Система параллельных сил.
Момент силы относительно центра. Пара сил. Момент пары. Теоремы об эквивалентности и сложении пар. Теорема о параллельном переносе силы. Приведение системы сил к данному центру. Условия равновесия системы сил.
1.4. Плоская система сил.
Алгебраические моменты силы и пары. Приведение плоской системы сил к простейшему виду. Равновесие плоской системы сил. Случай параллельных сил. Равновесие системы тел.
1.5. Центр тяжести.
Центр параллельных сил. Центр тяжести твердого тела. Координаты центров тяжести однородных тел. Способы определения координат центров тяжести тел.
1.6. Пространственная система сил.
Момент силы относительно оси. Вычисление главного вектора и главного момента системы сил. Приведение пространственной системы сил к простейшему виду. Равновесие произвольной пространственной системы сил. Случай параллельных сил.
Раздел 2. Кинематика
2.1. Кинематика точки.
Введение в кинематику. Способы задания движения точки. Вектор скорости и ускорения точки. Определение скорости и ускорения точки при координатном способе задания движения. Решение задач кинематики. Оси естественного трехгранника. Касательное и нормальное ускорения точки.
2.2. Поступательное и вращательное движения твердого тела.
Поступательное движение. Вращательное движение твердого тела вокруг оси. Угловая скорость и угловое ускорение. Равномерное и равнопеременное движения. Преобразование движений.
2.3. Плоскопараллельное движение твердого тела.
Уравнения плоского движения. Разложение движения на поступательное и вращательное. Определение скоростей точек плоской фигуры. Теорема о проекциях скоростей двух точек тела. Определение скоростей точек плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей.
2.4. Сложное движение точки.
Относительное, переносное и абсолютное движение точки. Теорема о сложении скоростей. Теорема Кориолиса о сложении ускорений.
Раздел 3. Динамика точки
3.1. Введение в динамику точки.
Основные понятия и определения. Законы динамики. Задачи динамики материальной точки. Основные виды сил. Определение сил по заданному движению.
3.2. Дифференциальные уравнения движения точки
Решение первой задачи динамики (определение сил по заданному закону движения). Решение второй основной задачи динамики при прямолинейном движении точки. Решение основной задачи динамики при криволинейном движении.
3.3. Общие теоремы динамики точки.
Количество движений точки. Импульс силы. Теорема об изменении количества движения точки.
3.4. Работа силы. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии точки.
Раздел 4. Динамика системы и твердого тела
4.1. Введение в динамику системы
Система. Механическая система. Силы внешние и внутренние. Момент инерции тела относительно оси. Радиус инерции. Момент инерции тела относительно параллельных осей.
4.2. Общие теоремы динамики системы.
Теорема об изменении количества движений системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы. Количество движений системы. Закон движений системы. Закон сохранения количества движения.
4.3. Аналитическая механика
Принцип Даламбера для точки и механической системы. Главный вектор и главный момент сил инерции. Классификация связей. Возможные перемещения системы. Число степеней свободы. Принцип возможных перемещений.