Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ icon

Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ




НазваРабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ
Сторінка1/5
Дата18.02.2014
Розмір0.7 Mb.
ТипРабочая программа
  1   2   3   4   5


НАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ


Кафедра теоретической и строительной механики


Рабочая программа, методические указания и


контрольные задания к изучению дисциплины


«Теоретическая механика» для студентов


немеханических специальностей


ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ


Утверждено на заседании кафедры

теоретической и строительной механики

протокол № 1 от 6 сентября 2013 г.


Днепропетровск


УДК 531.8


Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Теоретическая механика» для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения/ Переработано доц. Н.В. Каряченко. - Днепропетровск: НМетАУ, 2013. – 39 с.


Содержит 8 заданий по статике, кинематике и динамике с примерами решения данных заданий. Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика».

Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в НМетАУ.

.


Содержание


стр.


1. Методические указания……………………………………………………....4

2. Рабочая программа…………………………………………………………....6

3. Содержание заданий, выбор вариантов, порядок выполнения работ, общие пояснения к тексту………………………………………………… .9

4. Задачи к контрольным заданиям…………………………………………... 11

4.1. Статика…………………………….............................………………….11

4.2. Кинематика……………………………….............................…………..17

4.3. Динамика…...………...……………………………………...…………..28

Список литературы…………………………………………………………..39


^ 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


В курсе теоретической механики студенты изучают три ее раздела: статику, кинематику и динамику.

1. Для изучения курса необходимо иметь соответствующую математическую подготовку. Во всех разделах курса, начиная со статики, широко используется векторная алгебра. Необходимо уметь вычислять проекции векторов на координатные оси, находить геометрически (построением векторного треугольника или многоугольника) и аналитически (по проекциям на координатные оси) сумму векторов, вычислять скалярное и векторное произведения двух векторов и знать свойства этих произведений, а в кинематике и динамике - дифференцировать векторы. Надо также уметь свободно пользоваться системой прямоугольных декартовых координат на плоскости и в пространстве, знать, что такое единичные векторы (орты) этих осей и как выражаются составляющие вектора по координатным осям с помощью ортов.

Для изучения кинематики надо совершенно свободно уметь дифференцировать функции одного переменного, строить графики этих функций, быть знакомым с понятиями о естественном трехграннике, кривизне кривой и радиусе кривизны, знать основы теории кривых 2-го порядка, изучаемой в аналитической геометрии.

Для изучения динамики надо уметь находить интегралы (неопределенные и определенные) от простейших функций, вычислять частные производные и полный дифференциал функций нескольких переменных, а также уметь интегрировать дифференциальные уравнения 1-го порядка с разделяющимися переменными и линейные дифференциальные уравнения 2-го порядка (однородные и неоднородные) с постоянными коэффициентами.

2. При изучении материала курса по учебнику нужно прежде всего
уяснить существо каждого излагаемого там вопроса. Главное — это понять изложенное в учебнике, а не "заучить".

Изучать материал рекомендуется по темам (пунктам приводимой ниже программы) или по главам (параграфам) учебника. Сначала следует прочитать весь материал темы (параграфа), особенно не задерживаясь на том, что показалось не совсем понятным: часто это становится понятным из последующего. Затем надо вернуться к местам, вызвавшим затруднения и внимательно разобраться в том, что было неясно. Особое внимание при повторном чтении обратите на формулировки соответствующих определений, теорем и т.п. (они обычно бывают набраны в учебнике курсивом или разрядкой); в точных формулировках, как правило, существенно каждое слово и очень полезно понять, почему данное положение сформулировано именно так. Однако не следует стараться заучивать формулировки; важно понять их смысл и уметь изложить результат своими словами.

Необходимо также понять ход всех доказательств (в механике они обычно не сложны) и разобраться в их деталях. Доказательства надо уметь воспроизводить самостоятельно, что нетрудно сделать, поняв идею доказательства; пытаться просто их "заучивать" не следует, никакой пользы это не принесет.

Закончив изучение темы, полезно составить краткий конспект, по возможности не заглядывая в учебник.

При изучении курса особое внимание следует уделить приобретению навыков решения задач. Для этого, изучив материал данной темы, надо сначала обязательно разобраться в решениях соответствующих задач, которые приводятся в учебнике, обратив особое внимание на методические указания по их решению. Затем постарайтесь решить самостоятельно несколько аналогичных задач из сборника задач И.В. Мещерского и после этого решите соответствующую задачу из контрольного задания.

3. Закончив изучение темы, нужно проверить, можете ли вы дать ответ на все вопросы программы курса по этой теме (осуществить самопроверку).

Поскольку все вопросы, которые должны быть изучены и усвоены, в программе перечислены достаточно подробно, дополнительные вопросы для самопроверки здесь не приводятся. Однако очень полезно составить перечень таких вопросов самостоятельно (в отдельной тетради) следующим образом.

Начав изучение очередной темы программы, выписать сначала в тетради последовательно все перечисленные в программе вопросы этой темы, оставив справа широкую колонку (поле).

Затем по мере изучения материала темы (чтения учебника) следует в правой колонке указать страницу учебника, на которой излагается соответствующий вопрос, а также номер формулы или уравнения (уравнений), которые выражают ответ на вопрос математически. В результате в данной тетради будет полный перечень вопросов для самопроверки, который можно использовать и при подготовке к экзамену. Кроме того, ответив на вопрос или написав соответствующую формулу (уравнение), вы можете по учебнику быстро проверить, правильно ли это сделано, если в правильности своего ответа сомневаетесь. Наконец, по тетради с такими вопросами вы можете установить, весь ли материал, предусмотренный программой, вами изучен (если изучен весь материал, то против каждого вопроса в правой колонке будет указана соответствующая страница учебника).

Следует иметь в виду, что в различных учебниках материал может излагаться в разной последовательности. Поэтому ответ на какой-нибудь вопрос программы может оказаться в другой главе учебника, но на изучении курса в целом это, конечно, никак не скажется.

Указания по выполнению контрольных заданий приводятся ниже (после рабочей программы). Их надо прочитать обязательно и ими руководствоваться. Кроме того, к каждой задаче даются конкретные методические указания по ее решению и приводится пример решения.


^ 2. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


В программе дается перечень вопросов, которые как основная часть курса должны изучаться студентами всех немеханических специальностей.


Введение


Механическое движение как одна из форм движения материи. Предмет механики. Теоретическая механика и ее место среди естественных и технических наук. Механика как теоретическая база ряда областей современной техники. Объективный характер законов механики. Основные исторические этапы развития механики.


^ СТАТИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА


Основные понятия и аксиомы статики. Предмет статики. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, сила, эквивалентные и уравновешенные системы сил, равнодействующая, силы внешние и внутренние. Аксиомы статики. Связи и реакции связей. Основные виды связей: гладкая плоскость или поверхность, гладкая опора, гибкая нить, цилиндрический и сферический шарниры, невесомый стержень; реакции этих связей.

^ Система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы сложения сил. Сходящиеся силы. Равнодействующая сходящихся сил. Геометрическое и аналитическое условия равновесия системы сходящихся сил.

^ Равновесие произвольной системы сил. Момент силы относительно точки (центра) как вектор. Пара сил; момент пары. Свойства пары сил. Понятие о приведении системы сил к заданному центру. Главный вектор и главный момент системы сил. Условия равновесия произвольной системы сил, приложенных к твердому телу.

^ Система сил, расположенных на плоскости (плоская система сил). Алгебраическая величина момента силы. Аналитические условия равновесия плоской системы сил. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей.

^ Система сил, расположенных в пространстве (пространственная система сил). Момент силы относительно оси. Зависимость между моментами силы относительно центра и относительно оси, проходящей через этот центр. (Аналитические формулы для вычисления моментов силы относительно трех координатных осей. Аналитические условия равновесия произвольной пространственной системы сил.)


КИНЕМАТИКА


Введение в кинематику. Предмет кинематики. Пространство и время в классической механике. Относительность механического движения. Система отсчета. Задачи кинематики.

^ Кинематика точки. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки. Скорость точки как производная от ее радиуса-вектора по времени. Ускорение точки как производная от вектора скорости по времени. Координатный способ задания движения точки в прямоугольных декартовых координатах. Определение траектории точки. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси.

Естественный способ задания движения точки. Оси естественного трехгранника. Алгебраическая величина скорости точки. Определение ускорения точки по его проекциям на оси естественного трехгранника: касательное и нормальное ускорения точки.


^ КИНЕМАТИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА


Поступательное и вращательное движения твердого тела. Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек твердого тела при поступательном движении. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение (закон) вращательного движения твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение тела. Скорость и ускорение точки твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Вектор угловой скорости тела.

^ Плоскопараллельное (плоское) движение твердого тела. Плоское движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее плоскости. Уравнения движения плоской фигуры. Разложение движения плоской фигуры на поступательное вместе с полюсом и вращательное вокруг полюса: независимость угловой скорости фигуры от выбора полюса. Определение скорости любой точки фигуры как геометрической суммы скорости полюса и скорости этой точки при вращении фигуры вокруг полюса. Теорема о проекциях скоростей двух точек фигуры (тела). Мгновенный центр скоростей. Определение скоростей точек плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей.

^ Сложное (составное) движение точки. Абсолютное и относительное движения точки; переносное движение. Теорема о сложении скоростей. Теорема о сложении ускорений при переносном поступательном и переносном вращательном движениях; кориолисово ускорение и его вычисление.


ДИНАМИКА


Введение в динамику. Предмет динамики. Основные понятия и определения: масса, материальная точка, сила. Законы механики Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Задачи динамики.

^ Динамика точки. Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной материальной точки в декартовых координатах. Уравнения движения материальной точки в проекциях на оси естественного трехгранника. Две основные задачи динамики для материальной точки. Решение первой задачи динамики. Решение второй задачи динамики. Начальные условия. Постоянные интегрирования и их определение по начальным условиям.

^ Введение в динамику механической системы. Механическая система. Классификация сил, действующих на систему: силы активные (задаваемые) и реакции связей; силы внешние и внутренние. Свойства внутренних сил. Масса системы. Центр масс; радиус-вектор и координаты центра масс.

^ Момент инерции. Момент инерции твердого тела относительно оси; радиус инерции. Теорема о моментах инерции тела относительно параллельных осей. Примеры вычисления моментов инерции: моменты инерции однородного тонкого стержня, тонкого круглого кольца или полого цилиндра, круглого диска или сплошного крутого цилиндра.


^ Общие теоремы динамики


Теорема о движении центра масс. Дифференциальные уравнения движения механической системы. Теорема о движении центра масс механической системы. Закон сохранения движения центра масс.

^ Теорема об изменении количества движения. Количество движения материальной точки. Элементарный импульс силы. Импульс силы за конечный промежуток времени. Теорема об изменении количества движения точки в дифференциальной и в конечной формах.

Количество движения механической системы; его выражение через массу системы и скорость ее центра масс. Теорема об изменении количества движения механической системы в дифференциальной и в конечной формах. Закон сохранения количества движения механической системы.

^ Теорема об изменении момента количества движения. Момент количества движения материальной точки относительно центра и относительно оси. Теорема об изменении момента количества движения точки.

Главный момент количеств движения или кинетический момент механической системы относительно центра и относительно оси. Кинетический момент вращающегося твердого тела относительно оси вращения. Теорема об изменении кинетического момента механической системы. Закон сохранения кинетического момента механической системы.

^ Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая энергия материальной точки. Элементарная работа силы; аналитическое выражение элементарной работы. Работа силы на конечном перемещении точки ее приложения. Работа силы тяжести, силы упругости и силы тяготения. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии точки.

Кинетическая энергия механической системы. Кинетическая энергия твердого тела при поступательном движении, при вращении вокруг неподвижной оси и при плоскопараллельном движении тела. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы. Равенство нулю суммы работ внутренних сил в твердом теле. Работа и мощность сил, приложенных к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси.

^ Принцип Даламбера. Принцип возможных перемещений. Сила инерции материальной точки. Принцип Даламбера для материальной точки и механической системы.


^ Расписание учебных часов





семестры



















Всего часов за учебным планом

144













в том числе:

Аудиторные занятия


28













из них:

- лекции

16













- лабораторные занятия

4













- практические занятия

8













- семинары
















Самостоятельная работа

116













в том числе при :

- подготовке к занятиям
















- выполнении курсовых проектов( работ)
















- выполнении домашних заданий
















- подготовке к контрольным работам
















Итоговый контроль (экзамен, зачет)

Екз.















^ 3. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЙ, ВЫБОР ВАРИАНТОВ,

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ,

ОБЩИЕ ПОЯСНЕНИЯ К ТЕКСТУ ЗАДАЧ


Студенты выполняют два контрольных задания (две работы).

Задание 1 (статика и кинематика) - задачи С1, С2, К1, К2, КЗ.

Задание 2 (динамика) - задачи Д1, ДЗ, Д4.

К каждой задаче дается 10 рисунков и таблица (с тем же номером, что и задача), содержащая дополнительные к тексту задачи условия. Нумерация рисунков двойная, при этом номером рисунка является цифра, стоящая после точки. Например, рис. С1.4 - это рис. 4 к задаче С1 и т.д. (в тексте задачи при повторных ссылках на рисунок пишется просто рис. 4 и т.д.). Номера условий от 0 до 9 проставлены в 1-м столбце (или в 1-й строке) таблицы.

^ Студент во всех задачах выбирает номер рисунка по предпослед­ней цифре шифра, а номер условия в таблице — по последней; например, если шифр оканчивается числом 46, то берет рис. 4 и условия № 6 из таблицы.

Каждое задание выполняется в отдельной тетради (ученической), страницы которой нумеруются. На обложке указываются: название дисциплины, номер работы, фамилия и инициалы студента, учебный шифр, факультет, специальность и адрес. На первой странице тетради записываются: номер работы, номера решаемых задач и год издания контрольных заданий.

^ Решение каждой задачи обязательно начинать на развороте тетради (на четной странице, начиная со второй, иначе работу трудно проверять). Сверху указывается номер задачи, далее делается чертеж (можно карандашом) и записывается, что в задаче дано и что требуется определить (текст задачи не переписывать). Чертеж выполняется с учетом условий решаемого варианта задачи; на нем все углы, действующие силы, число тел и их расположение на чертеже должны соответствовать этим условиям. В результате в целом ряде задач чертеж получится более простой, чем общий.

Чертеж должен быть аккуратным и наглядным, а его размеры должны позволять ясно показать все силы или векторы скорости и ускорения и др.; показывать все эти векторы и координатные оси на чертеже, а также указывать единицы получаемых величин нужно обязательно. Решение задач необходимо сопровождать краткими пояснениями (какие формулы или теоремы применяются, откуда получаются те или иные результаты и т.п.) и подробно излагать весь ход расчетов. На каждой странице следует оставлять поля для замечаний рецензента.

^ Работы, не отвечающие всем перечисленным требованиям, проверяться не будут и будут возвращаться для переделки. К работе, высылаемой на повторную проверку (если она выполнена в другой тетради), должна обязательно прилагаться не зачтенная работа. На экзамене необходимо представить зачтенные по данному разделу курса работы, в которых все отмеченные рецензентом погрешности должны быть исправлены.

При чтении текста каждой задачи учесть следующее. Большинство рисунков дано без соблюдения масштаба. На рисунках к задачам С1 – С2 и Д1 – Д4 все линии, параллельные строкам, считаются горизонтальными, а перпендикулярные строкам - вертикальными и это в тексте задач специально не оговаривается. Также без оговорок считается, что все нити (веревки, тросы) являются нерастяжимыми и невесомыми, нити, перекинутые через блок, по блоку не скользят, катки и колеса (в кинематике и динамике) катятся по плоскостям без скольжения. Все связи, если не сделано других оговорок, считаются идеальными.

Когда тела на рисунке пронумерованы, то в тексте задачи и в таблице Р1, l1, r1 и т.п. означают вес или размеры тела 1, P2, l2, r2 - тела 2 и т.д. Аналогично в кинематике и динамике υB, aB обозначают скорость и ускорение точки В, vС, аС - точки С; ω1, ε1, - угловую скорость и угловое ускорение тела 1, ω2, ε2, - тела 2 и т.д. В каждой задаче подобные обозначения могут тоже специально не оговариваться.

Следует также иметь в виду, что некоторые из заданных в условиях задачи величин (размеров) при решении каких-нибудь вариантов могут не понадобиться, они нужны для решения других вариантов задачи. Из всех пояснений в тексте задачи обращайте внимание только на относящиеся к вашему варианту, т.е. к номеру вашего рисунка или вашего условия в таблице.

Методические указания по решению задач, входящих в контрольные задания, даются для каждой задачи после изложения ее текста под рубрикой "Указания"; затем дается пример решения аналогичной задачи. Цель примера - разъяснить ход решения, но не воспроизвести его полностью. Поэтому в ряде случаев промежуточные расчеты опускаются. Но при выполнении задания все преобразования и числовые расчеты должны быть обязательно последовательно проделаны с необходимыми пояснениями; в конце должны быть даны ответы.

  1   2   3   4   5

Схожі:

Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconРабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Сопротивление материалов». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ
Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Сопротивление материалов» для студентов немеханических...
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconРабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Сопротивление материалов». Предназначена для студентов механических специальностей заочной формы обучения в нметАУ
Рабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Сопротивление материалов» для студентов механических...
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconРабочая программа и индивидуальные задания к изучению дисциплины "Физика" для студентов всех специальностей
Методические указания, рабочая программа и индивидуальные задания к изучению дисциплины “Физика” для студентов всех специальностей...
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconРабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Коррозия и защита металлов» для студентов направления 0904 металлургия заочной формы обучения
«Коррозия и защита металлов» для студентов направления 0904 металлургия заочной формы обучения
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconРабочая программа, методические указания и контрольные задания к изучению дисциплины «Коррозия и защита металлов» для студентов направления 0904 металлургия заочной формы обучения
«Коррозия и защита металлов» для студентов направления 0904 металлургия заочной формы обучения
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ icon«Экономика предприятия»
Маркетинг. Программа дисциплины и задания к контрольной работе (для студентов и слушателей заочной формы обучения специальностей...
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconУчебное пособие по дисциплине «Системное программирование и операционные системы» для студентов всех специальностей заочной формы обучения
Все цитаты, цифровой, фактический материал и библиографические сведенья проверены, запись единиц соответствует стандартам
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconМетодические указания по проектированию кулачковых механизмов для студентов инженерно-технических специальностей заочной формы обучения
Методические указания по проектированию кулачковых механизмов для студентов инженерно-технических специальностей заочной формы обучения....
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconХарьковская национальная академия
Рабочая программа, методические указания к изучению курса и контрольные задания "Кабельные и воздушные линии" для студентов 4 курса...
Рабочая программа соответствует рабочим программам дисциплины «Теоретическая механика». Предназначена для студентов немеханических специальностей заочной формы обучения в нметАУ iconРабочая программа
Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания к изучению дисциплины “Физическая химия и аналитический контроль”....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи