Файл: Программа курса и основные понятия Цели и задачи дисциплины.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 31
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Краткая программа курса и основные понятия
1.Цели и задачи дисциплины
«Теоретическая механика» – фундаментальная естественнонаучная дисциплина,
лежащая в основе современной науки и техники. На материале теоретической механики
базируются как общетехнические, так и специальные дисциплины, предметом изучения
которых являются процессы, связанные с механическим движением и механическим
взаимодействием твердых тел и сплошных сред.
Целями освоения дисциплины «Теоретическая механика» являются:
– изучение общих законов, которым подчиняются движение и равновесие
материальных тел и возникающие при этом взаимодействия между телами;
– формирование у студентов комплекса знаний, умений и навыков исследований с
построением механико-математических моделей, адекватно отражающих изучаемые явления;
– формирование у студентов научного мировоззрения на основе знания объективных
законов, действующих в материальном мире.
Задачами дисциплины являются:
– определение сил, возникающих при взаимодействии материальных тел,
составляющих механическую систему (силовой расчет);
– определение характеристик движения тел и их точек в различных системах отсчета
(кинематический расчет);
– определение законов движения материальных тел при действии сил (динамический
расчет).
Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к базовой части математического и естественнонаучного цикла
Б.2 основной образовательной программы.
Для изучения Теоретической механики необходимы знания вопросов
предшествующих дисциплин: высшей математики (элементы векторной алгебры,
аналитической геометрии, дифференциального и интегрального исчисления), общей физики
(основы классической механики), информатики.
Теоретическая механика является предшествующей для дисциплин
профессионального цикла: техническая механика (сопротивление материалов, теория
механизмов и машин, детали машин), подъемно-транспортное оборудование, основы расчета
и конструирования машин и аппаратов пищевых производств.
2. Общие требования к содержанию и уровню освоения дисциплины (знания,
умения, владения и компетенции обучающихся, сформированные в результате
освоения дисциплины (модуля)).
Приобретаемый в результате освоения теоретической механики комплекс знаний,
умений и навыков является необходимой научной базой при формировании компетенций,
предусмотренных основной образовательной программой:
– владеть системой научных знаний об окружающем мире (ОК–1);
– способен к приобретению с большой степенью самостоятельности новых знаний с
использованием современных образовательных и информационных технологий (ОК– 7);
– способен к целенаправленному применению базовых знаний в области
математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной
деятельности (ОК – 9);
– способен участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовые
методы исследовательской деятельности (ПК – 20);__
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
– понятия и законы теоретической механики, роль дисциплины как теоретической
базы естественнонаучных и прикладных дисциплин;
– методы исследования систем сил, методы решения задач механики при условии
равновесия тел и механических систем;
– методы определения кинематических характеристик точки и тела при различных
способах задания их движения;
– методы и принципы исследования движения тел при действии сил.
Уметь:
– формулировать решаемые задачи в понятиях теоретической механики;
– разрабатывать механико-математические модели, адекватно отражающие основные
свойства рассматриваемых явлений;
– выполнять исследование математических моделей механических явлений с
применением современных информационных технологий.
Владеть:
– навыками исследования задач механики и построения механико-математических
моделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления;
– навыками практического использования методов и принципов теоретической
механики при решении задач: силового расчета, определения кинематических характеристик
тел при различных способах задания движения, определения закона движения материальных
тел и механических систем под действием сил;
– навыками самостоятельно овладевать новой информацией в процессе
производственной и научной деятельности, используя современные образовательные и
информационные технологии.
3. Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часов, зачетных единиц – 3.
Таблица 1.1
Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работы
очная полная форма обучения
Вид учебной работы Академические
часы
Общая трудоемкость дисциплины 108
Аудиторные занятия (всего) 50
В том числе:
Лекции 16
Самостоятельная работа (всего) 31
В том числе:
Проработка материала по теме прочитанной лекции 10
Содержание учебно-образовательных модулей
Модуль 1. Статика
1.1. Введение. Предмет статики, понятия и аксиомы статики.
Теоретическая механика как раздел естествознания. Роль и место теоретической
механики среди естественных и технических наук. Основные исторические этапы развития
механики. Структура курса теоретической механики.
Предмет статики. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, материальная
точка, сила, как мера механического взаимодействия материальных тел, системы сил,
вычисление проекции вектора силы на плоскость и на оси координат. Аксиомы статики.
Связи и реакции связей.
1.2. Тождественное преобразование системы сходящихся сил
Сложение сил способом параллелограмма и способом векторного треугольника.
Графический, аналитический и тригонометрический способы определения
равнодействующей системы сходящихся сил.
1.3. Теория моментов сил. Тождественное преобразование системы произвольно
расположенных сил
Момент силы относительно точки и оси. Момент пары сил. Момент силы и пары сил
как вектор. Свойства моментов силы и пары сил. Теорема о моменте равнодействующей.
Теорема о параллельном переносе силы. Приведение системы сил к заданному центру.
Главный вектор и главный момент системы сил. Три варианта приведения системы сил к
заданному центру.
10
1.4. Условия равновесия систем сил. Методика решения задач статики. Условия
равновесия системы сходящихся сил и системы произвольно расположенных сил в векторной
и аналитической форме. Три вида условий равновесия систем сил. Статически определимые
и статически неопределимые системы. Логический порядок решения задачь статики:
построение расчетной схемы, разработка математической модели и ее решение.
1.5. Система параллельных сил
Теорема о приведении системы параллельных сил к равнодействующей. Центр
системы параллельных сил. Центр тяжести твердого тела; способы определения центров
тяжести однородных тел и механических систем.
Модуль 2. Кинематика
2.1. Введение в кинематику. Кинематика точки.
Предмет кинематики. Основные понятия кинематики. Кинематика точки. Системы
отсчета положения точки. Способы задания движения точки. Определение кинематических
характеристик точки при различных способах задания еѐ движения.
2.2. Кинематика твердого тела
Поступательное движение твердого тела. Свойства кинематических характеристик
точек твердого тела при поступательном движении. Способы задания движения тела при
поступательном движении. Мгновенно-поступательное движение.
Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Задание вращательного движения
тела. Векторы угловой скорости и углового ускорения твердого тела. Формула Эйлера для
скоростей и формула Ривальса для ускорений точек твердого тела.
Вращение твердого тела вокруг неподвижной точки (сферическое движение).
Распределение скоростей и ускорений точек твердого тела при сферическом движении. Ось
мгновенного вращения.
2.3. Сложное движение точки
Относительное, переносное и абсолютное движение точки. Относительные,
переносные и абсолютные скорости и ускорения точки. Теоремы о скоростях и ускорения
точки при сложном движении. Кориолисово ускорение.
2.4. Сложное движение твердого тела
Плоское (плоскопараллельное) движение твердого тела. Способы задания плоского
движения тела. Разложение плоского движения на поступательное и вращательное. Теорема
о сложении скоростей и ускорений точек тела при плоском движении. Теорема о проекциях
скоростей двух точек твердого тела. Определение скоростей точек тела с помощью
мгновенного центра скоростей. Определение ускорений точек тела.
Модуль 3. Динамика
3.1. Введение в динамику. Дифференциальные уравнения движения
материальной точки
Предмет динамики. Основные понятия динамики. Аксиомы динамики. Инерциальные
и неинерциальные системы отсчета. Основные задачи динамики. Дифференциальные
уравнения движения свободной и несвободной материальной точки в декартовой и
естественной системе координат. Принцип решения задач динамики с помощью
дифференциальных уравнений.
3.2. Прямолинейные колебания точки
Условия возникновения колебательного движения. Свободные колебания без учета
сил сопротивления. Свободные колебания при сопротивлении, пропорциональном скорости.
Вынужденные колебания. Явление резонанса. Параметры, характеризующие колебательное
движение.
3.3. Общие теоремы динамики точки
Теорема об изменении количества движения материальной точки в дифференциальной
и интегральной форме. Закон сохранения количества движения.
Теорема об изменении момента количества движения материальной точки в
дифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения момента количества движения.
Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки в
дифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения кинетической энергии. Решение
задач с помощью общих теорем динамики точки.
3.4. Динамика механической системы.
Дифференциальные уравнения движения механической системы. Дифференциальное
уравнение движения центра масс механической системы.
Теорема об изменении количества движения механической системы в
дифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения количества движения
механической системы.
Теорема об изменении момента количества движения механической системы в
дифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения момента количества движения
механической системы.
Теорема об изменении кинетической энергии механической системы в
дифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения кинетической энергии.
3.5. Принципы аналитической механики
Принцип Даламбера для материальной точки; сила инерции. Принцип Даламбера для
механической системы. Главный вектор и главный момент сил инерции. Приведение сил
инерции твердого тела к центру. Определение с помощью принципа Даламбера
динамических реакций при несвободном движении материальной точки и механической
системы.
Основные определения дисциплины.
Абсолютно твердое тело – материальное тело, в котором расстояние между двумя
любыми точками остается всегда постоянным.
Материальная точка – точка, обладающая массой.