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: 89
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 механикибазируются как общетехнические, так и специальные дисциплины, предметом изучениякоторых являются процессы, связанные с механическим движением и механическимвзаимодействием твердых тел и сплошных сред.Целями освоения дисциплины «Теоретическая механика» являются:– изучение общих законов, которым подчиняются движение и равновесиематериальных тел и возникающие при этом взаимодействия между телами;– формирование у студентов комплекса знаний, умений и навыков исследований спостроением механико-математических моделей, адекватно отражающих изучаемые явления;– формирование у студентов научного мировоззрения на основе знания объективныхзаконов, 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 (динамическийрасчет).Место дисциплины в структуре ООПДисциплина относится к базовой части математического и естественнонаучного циклаБ.2 основной образовательной программы.Для изучения Теоретической механики необходимы знания вопросовпредшествующих дисциплин: высшей математики (элементы векторной алгебры,аналитической геометрии, дифференциального и интегрального исчисления), общей физики(основы классической механики), информатики.Теоретическая механика является предшествующей для дисциплинпрофессионального цикла: техническая механика (сопротивление материалов, теориямеханизмов и машин, детали машин), подъемно-транспортное оборудование, основы расчетаи конструирования машин и аппаратов пищевых производств.2. Общие требования к содержанию и уровню освоения дисциплины (знания,умения, владения и компетенции обучающихся, сформированные в результатеосвоения 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 сиспользованием современных образовательных и информационных технологий (ОК– 7);– способен к целенаправленному применению базовых знаний в областиматематических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональнойдеятельности (ОК – 9);– способен участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовыеметоды исследовательской деятельности (ПК – 20);__В результате освоения дисциплины обучающийся должен:Знать:– понятия и законы теоретической механики, роль дисциплины как теоретическойбазы естественнонаучных и прикладных дисциплин;– методы исследования систем сил, методы решения задач механики при условииравновесия тел и механических систем;– методы определения кинематических характеристик точки и тела при различныхспособах 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 основныесвойства рассматриваемых явлений;– выполнять исследование математических моделей механических явлений сприменением современных информационных технологий.Владеть:– навыками исследования задач механики и построения механико-математическихмоделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления;– навыками практического использования методов и принципов теоретическоймеханики при решении задач: силового расчета, определения кинематических характеристиктел при различных способах задания движения, определения закона движения материальныхтел и механических систем под действием сил;– навыками самостоятельно овладевать новой информацией в процессепроизводственной и научной деятельности, используя современные образовательные иинформационные технологии.
3. Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы.Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часов, зачетных единиц – 3.Таблица 1.1Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работыочная полная форма обученияВид учебной работы АкадемическиечасыОбщая трудоемкость дисциплины 108Аудиторные занятия (всего) 50В том числе:Лекции 16Самостоятельная работа (всего) 31В том числе:Проработка материала по теме прочитанной лекции 10Содержание учебно-образовательных модулейМодуль 1. Статика1.1. Введение. Предмет статики, понятия и аксиомы статики.Теоретическая механика как раздел естествознания. Роль и место теоретическоймеханики среди естественных и технических наук. Основные исторические этапы развитиямеханики. Структура курса теоретической механики.Предмет статики. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, материальнаяточка, 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 силСложение сил способом параллелограмма и способом векторного треугольника.Графический, аналитический и тригонометрический способы определенияравнодействующей системы сходящихся сил.1.3. Теория моментов сил. Тождественное преобразование системы произвольнорасположенных силМомент силы относительно точки и оси. Момент пары сил. Момент силы и пары силкак 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 кзаданному центру.101.4. Условия равновесия систем сил. Методика решения задач статики. Условияравновесия системы сходящихся сил и системы произвольно расположенных сил в векторнойи аналитической форме. Три вида условий равновесия систем сил. Статически определимыеи статически неопределимые системы. Логический порядок решения задачь статики:построение расчетной схемы, разработка математической модели и ее решение.1.5. Система параллельных силТеорема о приведении системы параллельных сил к равнодействующей. Центр
системы параллельных сил. Центр тяжести твердого тела; способы определения центровтяжести однородных тел и механических систем.Модуль 2. Кинематика2.1. Введение в кинематику. Кинематика точки.Предмет кинематики. Основные понятия кинематики. Кинематика точки. Системыотсчета положения точки. Способы задания движения точки. Определение кинематическиххарактеристик точки при различных способах задания еѐ движения.2.2. Кинематика твердого телаПоступательное движение твердого тела. Свойства кинематических характеристикточек твердого тела при поступательном движении. Способы задания движения тела припоступательном движении. Мгновенно-поступательное движение.Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Задание вращательного движениятела. Векторы угловой скорости и углового ускорения твердого тела. Формула Эйлера дляскоростей 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. Осьмгновенного вращения.2.3. Сложное движение точкиОтносительное, переносное и абсолютное движение точки. Относительные,переносные и абсолютные скорости и ускорения точки. Теоремы о скоростях и ускоренияточки при сложном движении. Кориолисово ускорение.2.4. Сложное движение твердого телаПлоское (плоскопараллельное) движение твердого тела. Способы задания плоскогодвижения тела. Разложение плоского движения на поступательное и вращательное. Теоремао сложении скоростей и ускорений точек тела при плоском движении. Теорема о проекцияхскоростей двух точек твердого тела. Определение скоростей точек тела с помощьюмгновенного центра скоростей. Определение ускорений точек тела.Модуль 3. Динамика3.1. Введение в динамику. Дифференциальные уравнения движенияматериальной точкиПредмет динамики. Основные понятия динамики. Аксиомы динамики. Инерциальныеи неинерциальные системы отсчета. Основные задачи динамики. Дифференциальныеуравнения движения свободной и несвободной материальной точки в декартовой иестественной системе координат. Принцип решения задач динамики с помощьюдифференциальных уравнений.
3.2. Прямолинейные колебания точкиУсловия возникновения колебательного движения. Свободные колебания без учетасил сопротивления. Свободные колебания при сопротивлении, пропорциональном скорости.Вынужденные колебания. Явление резонанса. Параметры, характеризующие колебательноедвижение.3.3. Общие теоремы динамики точкиТеорема об изменении количества движения материальной точки в дифференциальнойи интегральной форме. Закон сохранения количества движения.Теорема об изменении момента количества движения материальной точки вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения момента количества движения.Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения кинетической энергии. Решениезадач с помощью общих теорем динамики точки.3.4. Динамика механической системы.Дифференциальные уравнения движения механической системы. Дифференциальноеуравнение движения центра масс механической системы.Теорема об изменении количества движения механической системы вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения количества движениямеханической системы.Теорема об изменении момента количества движения механической системы вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения момента количества движениямеханической системы.Теорема об изменении кинетической энергии механической системы вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения кинетической энергии.3.5. Принципы аналитической механикиПринцип Даламбера для материальной точки; сила инерции. Принцип Даламбера длямеханической системы. Главный вектор и главный момент сил инерции. Приведение силинерции твердого тела к центру. Определение с помощью принципа Даламберадинамических реакций при несвободном движении материальной точки и механическойсистемы.Основные определения дисциплины.Абсолютно твердое тело – материальное тело, в котором расстояние между двумялюбыми точками остается всегда постоянным.Материальная точка – точка, обладающая массой.
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 сиспользованием современных образовательных и информационных технологий (ОК– 7);– способен к целенаправленному применению базовых знаний в областиматематических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональнойдеятельности (ОК – 9);– способен участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовыеметоды исследовательской деятельности (ПК – 20);__В результате освоения дисциплины обучающийся должен:Знать:– понятия и законы теоретической механики, роль дисциплины как теоретическойбазы естественнонаучных и прикладных дисциплин;– методы исследования систем сил, методы решения задач механики при условииравновесия тел и механических систем;– методы определения кинематических характеристик точки и тела при различныхспособах 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 основныесвойства рассматриваемых явлений;– выполнять исследование математических моделей механических явлений сприменением современных информационных технологий.Владеть:– навыками исследования задач механики и построения механико-математическихмоделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления;– навыками практического использования методов и принципов теоретическоймеханики при решении задач: силового расчета, определения кинематических характеристиктел при различных способах задания движения, определения закона движения материальныхтел и механических систем под действием сил;– навыками самостоятельно овладевать новой информацией в процессепроизводственной и научной деятельности, используя современные образовательные иинформационные технологии.
3. Трудоемкость дисциплины и виды учебной работы.Общая трудоемкость дисциплины составляет 108 часов, зачетных единиц – 3.Таблица 1.1Распределение трудоемкости дисциплины по видам учебной работыочная полная форма обученияВид учебной работы АкадемическиечасыОбщая трудоемкость дисциплины 108Аудиторные занятия (всего) 50В том числе:Лекции 16Самостоятельная работа (всего) 31В том числе:Проработка материала по теме прочитанной лекции 10Содержание учебно-образовательных модулейМодуль 1. Статика1.1. Введение. Предмет статики, понятия и аксиомы статики.Теоретическая механика как раздел естествознания. Роль и место теоретическоймеханики среди естественных и технических наук. Основные исторические этапы развитиямеханики. Структура курса теоретической механики.Предмет статики. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, материальнаяточка, 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 силСложение сил способом параллелограмма и способом векторного треугольника.Графический, аналитический и тригонометрический способы определенияравнодействующей системы сходящихся сил.1.3. Теория моментов сил. Тождественное преобразование системы произвольнорасположенных силМомент силы относительно точки и оси. Момент пары сил. Момент силы и пары силкак 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 кзаданному центру.101.4. Условия равновесия систем сил. Методика решения задач статики. Условияравновесия системы сходящихся сил и системы произвольно расположенных сил в векторнойи аналитической форме. Три вида условий равновесия систем сил. Статически определимыеи статически неопределимые системы. Логический порядок решения задачь статики:построение расчетной схемы, разработка математической модели и ее решение.1.5. Система параллельных силТеорема о приведении системы параллельных сил к равнодействующей. Центр
системы параллельных сил. Центр тяжести твердого тела; способы определения центровтяжести однородных тел и механических систем.Модуль 2. Кинематика2.1. Введение в кинематику. Кинематика точки.Предмет кинематики. Основные понятия кинематики. Кинематика точки. Системыотсчета положения точки. Способы задания движения точки. Определение кинематическиххарактеристик точки при различных способах задания еѐ движения.2.2. Кинематика твердого телаПоступательное движение твердого тела. Свойства кинематических характеристикточек твердого тела при поступательном движении. Способы задания движения тела припоступательном движении. Мгновенно-поступательное движение.Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Задание вращательного движениятела. Векторы угловой скорости и углового ускорения твердого тела. Формула Эйлера дляскоростей 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. Осьмгновенного вращения.2.3. Сложное движение точкиОтносительное, переносное и абсолютное движение точки. Относительные,переносные и абсолютные скорости и ускорения точки. Теоремы о скоростях и ускоренияточки при сложном движении. Кориолисово ускорение.2.4. Сложное движение твердого телаПлоское (плоскопараллельное) движение твердого тела. Способы задания плоскогодвижения тела. Разложение плоского движения на поступательное и вращательное. Теоремао сложении скоростей и ускорений точек тела при плоском движении. Теорема о проекцияхскоростей двух точек твердого тела. Определение скоростей точек тела с помощьюмгновенного центра скоростей. Определение ускорений точек тела.Модуль 3. Динамика3.1. Введение в динамику. Дифференциальные уравнения движенияматериальной точкиПредмет динамики. Основные понятия динамики. Аксиомы динамики. Инерциальныеи неинерциальные системы отсчета. Основные задачи динамики. Дифференциальныеуравнения движения свободной и несвободной материальной точки в декартовой иестественной системе координат. Принцип решения задач динамики с помощьюдифференциальных уравнений.
3.2. Прямолинейные колебания точкиУсловия возникновения колебательного движения. Свободные колебания без учетасил сопротивления. Свободные колебания при сопротивлении, пропорциональном скорости.Вынужденные колебания. Явление резонанса. Параметры, характеризующие колебательноедвижение.3.3. Общие теоремы динамики точкиТеорема об изменении количества движения материальной точки в дифференциальнойи интегральной форме. Закон сохранения количества движения.Теорема об изменении момента количества движения материальной точки вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения момента количества движения.Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения кинетической энергии. Решениезадач с помощью общих теорем динамики точки.3.4. Динамика механической системы.Дифференциальные уравнения движения механической системы. Дифференциальноеуравнение движения центра масс механической системы.Теорема об изменении количества движения механической системы вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения количества движениямеханической системы.Теорема об изменении момента количества движения механической системы вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения момента количества движениямеханической системы.Теорема об изменении кинетической энергии механической системы вдифференциальной и интегральной форме. Закон сохранения кинетической энергии.3.5. Принципы аналитической механикиПринцип Даламбера для материальной точки; сила инерции. Принцип Даламбера длямеханической системы. Главный вектор и главный момент сил инерции. Приведение силинерции твердого тела к центру. Определение с помощью принципа Даламберадинамических реакций при несвободном движении материальной точки и механическойсистемы.Основные определения дисциплины.Абсолютно твердое тело – материальное тело, в котором расстояние между двумялюбыми точками остается всегда постоянным.Материальная точка – точка, обладающая массой.