Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТБ 

 

 

 

«   04   »       06       2019 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Теоретическая механика     

 




Направление подготовки

15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

Профиль подготовки

Технология машиностроения

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр








          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

2

72 / 2  

16  

8  

 

3,6  

1,35  

28,95  

7,4  

Экз.(35,65)  

3

108 / 3  

16  

16  

 

3,6  

1,35  

36,95  

44,4  

Экз.(26,65)  

Итого

180 / 5  

32  

24  

 

7,2  

2,7  

65,9  

51,8  

62,3  

 

Муром, 2019 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: развитие навыков применения теоретических методов и выводов теоретической механики и решению практических задач, а также изложение общей закономерности движения механических систем и научных основ кинематико-динамического анализа движения механических систем;

Основными задачами изучения дисциплины являются изучение основных кинематических параметров всех видов движения твердого тела, а также их исследование; изучение условий равновесия твердых тел методом решения задач статики; приобретение навыков применения методов, теорем и принципов теоретической механики.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.О.08))

Курс базируется на знаниях, полученных студентами по дисциплинам: «Математика», «Физика», «Инженерная графика». Углубление и расширение вопросов, изложенных в данном курсе, будет осуществляться во время работы студентов при изучении дисциплин профессионального цикла: «Сопротивление материалов», «Теория механизмов и машин», «Детали машин», «Металлорежущие станки и инструменты», «Проектирование режущего инструмента» и многих других, a также при написании бакалаврских работ.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-5 Способен использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительных изделий требуемого качества, заданного количества при наименьших затратах общественного труда;.

 

Результатом освоения дисциплины является достижение следующих индикаторов:

Уметь использовать математические, физические и кинематические модели для расчета характеристик деталей и узлов машиностроительной продукции.

Владеть приобретенными навыками в применении методов, теорем и выводов теоретической механики по расчету конструкций и методиками практических инженерных расчетов кинематико-динамического анализа движения механических систем.

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Статика

2

8

6

3,4

устный опрос, тестирование

2

Кинематика

2

8

2

4

устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

72

16

8

+

7,4

3,6

1,35

Экз.(35,65)

3

Динамика

3

16

16

44,4

устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

108

16

16

+

44,4

3,6

1,35

Экз.(26,65)

Итого   

180

32

24

51,8

7,2

2,7

62,3

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Статика

Лекция 1.

Предмет статики. Основные понятия: абсолютно твердое тело, сила, эквивалентные и уравновешенные системы сил, равнодействующая. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Классификация сил. Свойство внутренних сил. Система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы сложения сил. Условия равновесия сходящихся сил в геометрической и аналитической формах. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Теория пар сил. Момент силы и пары сил как векторы. Эквивалентность и свойства пар. Сложение пар сил. Условие равновесия системы пар (2 часа).

Лекция 2.

Плоская система сил. Приведение произвольной системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент системы сил. Случаи приведения плоской системы сил к паре сил и к равнодействующей. Условия равновесия (2 часа).

Лекция 3.

Равновесие систем тел. Статически определимые и статически неопределимые системы тел (2 часа).

Лекция 4.

Пространственная система сил. Момент силы относительно оси. Определение моментов силы относительно осей координат. Теорема о моментах силы относительно точки и оси, проходящей через эту точку. Условия равновесия пространственной системы сил. Равновесие параллельных сил (2 часа).

Раздел 2. Кинематика

Лекция 5.

Предмет кинематики. Пространство и время в классической механике. Относительность механического движения. Система отсчета. Кинематика точки. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки. Векторы скорости и ускорения точки. Координатный способ задания движения точки. Определение траектории движения точки. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси. Естественный способ задания движения точки. Алгебраическая величина скорости. Определение ускорения точки по его проекциям на естественные оси: касательное и нормальное ускорения точки (2 часа).

Лекция 6.

Понятие об абсолютно твердом теле. Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек тела при поступательном движении. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения тела. Угловая скорость и угловое ускорение тела. Скорость и ускорение точки твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси (2 часа).

Лекция 7.

Плоскопараллельное 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 вращательной части движения от выбора полюса. Определение скорости любой точки плоской фигуры. Теорема о проекциях скоростей двух точек фигуры. Мгновенный центр скоростей, определение с его помощью скоростей точек плоской фигуры. Определение ускорений любой точки плоской фигуры (2 часа).

Лекция 8.

Сложное движение точки и тела. Относительное, переносное и абсолютное движение точки. Теорема о сложении ускорений. Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление Кориолисова ускорения. Случай поступательного переносного движения (2 часа).

Семестр 3

Раздел 3. Динамика

Лекция 9.

Предмет динамики. Роль динамики как научной основы исследования движения механических систем. Основные понятия и определения: масса, материальная точка, сила. Закон Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Динамика точки. Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной материальной точки в координатной и естественной формах. Две основные задачи динамики материальной точки. Решение первой задачи. Решение второй задачи динамики точки. Введение в динамику механической системы. Классификация сил. Свойства внутренних сил (2 часа).

Лекция 10.

Центр масс системы и его координаты. Момент инерции твердого тела относительно оси; радиус инерции. Теорема о моментах инерции относительно параллельных осей. Осевые моменты инерции некоторых тел. Дифференциальные уравнения движения системы, теорема о движении центра масс системы. Закон сохранения движения центра масс (2 часа).

Лекция 11.

Теорема об изменении количества движения. Количество движения материальной точки. Элементарный импульс силы. Теорема об изменении количества движения материальной точки в дифференциальной и конечной формах. Количество движения механической системы. Теорема об изменении количества движения и закон его сохранения для механической системы (2 часа).

Лекция 12.

Теорема об изменении момента количества движения. Момент количества движения материальной точки относительно центра и оси. Теорема об изменении количество движения точки. Кинетический момент вращающегося твердого тела относительно неподвижной оси, теорема об изменении кинетического момента системы. Закон сохранения кинетического момента. Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела (2 часа).

Лекция 13.

Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая энергия материальной точки. Элементарная и полная работа силы. Мощность. Работа силы тяжести и силы упругости. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки. Кинетическая энергия материальной точки. Вычисление ее при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движениях твердого тела. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы. Равенство нулю суммы работ внутренних сил в абсолютно твердом теле. Работа и мощность силы, приложенной к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси (2 часа).

Лекция 14.

Принцип Даламбера. Сила инерции материальной точки. Принцип Даламбера для точки и механической системы. Приведение сил инерции точек твердого тела к данному центру, главный вектор и главный момент сил инерции. Определение динамических реакций подшипников при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси. Центробежные моменты инерции. Главные оси инерции (2 часа).

Лекция 15.

Принцип возможных перемещений. Связи, классификация связей. Возможные перемещения материальной точки и механической системы. Число степеней свободы. Идеальные связи. Принцип Гамильтона-Остроградского. Общее уравнение динамики (2 часа).

Лекция 16.

Уравнение Лагранжа второго рода. Обобщенные координаты системы. Обобщенные силы и их вычисление. Дифференциальные уравнения движения системы в обобщенных координатах. Случай потенциальных сил (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 2

Раздел 1. Статика

Практическое занятие 1.

Определение реакции опор твердого тела. Плоская система сил (2 часа).

Практическое занятие 2.

Определение реакции опор составной конструкции (система двух тел) (2 часа).

Практическое занятие 3.

Определение реакций опор твердого тела. Пространственная система сил (2 часа).

Раздел 2. Кинематика

Практическое занятие 4.

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения (2 часа).

Семестр 3

Раздел 3. Динамика

Практическое занятие 5.

Составление уравнений движения точки и определение ее скорости и ускорения (2 часа).

Практическое занятие 6.

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при поступательном и вращательном движениях (2 часа).

Практическое занятие 7.

Кинематический анализ плоского механизма. Определение скоростей точек твердого тела при плоском движении (2 часа).

Практическое занятие 8.

Сложное движение твердого тела. Определение абсолютной скорости и абсолютного ускорения точки в случае поступательного переносного движения. Определение абсолютной скорости и абсолютного ускорения точки в случае вращательного переносного движения (2 часа).

Практическое занятие 9.

Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки, находящейся под действием постоянных сил (2 часа).

Практическое занятие 10.

Применение теорем об изменении количества движения и о движении центра масс к исследованию движения механической системы (2 часа).

Практическое занятие 11.

Применение теоремы об изменении кинетического момента к определению угловой скорости твердого тела (2 часа).

Практическое занятие 12.

Применение теоремы об изменении кинетической энергии к изучению движения механической системы (2 часа).

 

Методические указания для проведения практических занятий: https://www.mivlgu.ru/iop2012/mod/resource/view.php?id=34054

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Расчет плоских ферм. Определение реакций опор и сил в стержнях плоских ферм.

2. Область равновесия. Трение скольжения. Предельная сила трения. Угол и конус трения. Трение качения.

3. Центр параллельных сил и центр тяжести. Формулы координат центра параллельных сил. Центры тяжести твердого тела, объема, площади, линии. Способы определения положения центров тяжести тел.

4. Сферическое движение твердого тела. Углы Эйлера. Уравнения движения тела.

5. Мгновенная ось вращения тела. Векторы угловой скорости и углового ускорения тела. Определение скоростей и ускорений точек тела в сферическом движении. Общий случай движения свободного твердого тела. Уравнение этого движения. Определение скоростей и ускорений точек тела.

6. Сложное движение твердого тела вокруг пересекающихся и параллельных осей. Винтовое движение тела, шаг и параметр винта.

7. Потенциальное силовое поле. Потенциальная энергия. Выражение работы в потенциальном силовом поле через потенциальную энергию. Однородное поле тяжести и поле тяготения. Закон сохранения механической энергии.

8. Свободные колебания материальной точки. Амплитуда, круговая частота и период колебаний.

9. Затухающие колебания материальной точки при сопротивлении, пропорциональном скорости, период и декремент колебаний. Апериодическое движение.

10. Вынужденные колебания материальной точки без учета и с учетом сопротивления среды. Амплитуда и сдвиг фаз, их зависимость от отношения частот, коэффициент динамичности. Явление резонанса.

11. Элементарная теория гироскопических явлений. Свободный гироскоп: его основное свойство. Действие силы на ось гироскопа. Правило процессии оси гироскопа. Гироскопические реакции.

12. Элементы теории удара. Основное уравнение теории удара. Коэффициент восстановления при ударе. Абсолютно неупругий прямой удар двух тел.

13. Относительное движение материальной точки. Дифференциальные уравнения относительного движения точки, переносная и кориолисова силы инерции. Принцип относительности классической механики. Случай относительного покоя.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. 2 семестр.

2. Содержание РГР.

3. Плоская система произвольно расположенных сил. Определение реакций опор твердого тела.

4. Равновесие составной конструкции. Определение реакций опор.

5. Равновесие пространственной конструкции. Определение реакций опор твердого тела.

6. Кинематика точки. Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения.

7. Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при поступательном и вращательном движениях.

8. Плоское движение твердого тела. Кинематический анализ плоского механизма.

9. Сложное движение, определение абсолютной скорости, абсолютного ускорения.

10. 3 семестр.

11. Содержание РГР.

12. Динамика точки. Дифференциальные уравнения движения точки.

13. Динамика механической системы. Теорема об изменении кинетической энергии.

14. Динамика механической системы. Общее уравнения динамики.

15. Динамика механической системы. Комплексная задача на применение теорем и принципов механики.

 

Методические указания и задания для выполнения РГР: https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=34054

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

2

90 / 2,5  

4  

8  

 

2  

0,6  

14,6  

66,75  

Экз.(8,65)  

3

90 / 2,5  

4  

8  

 

2  

0,6  

14,6  

66,75  

Экз.(8,65)  

Итого

180 / 5  

8  

16  

 

4  

1,2  

29,2  

133,5  

17,3  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Статика

2

2

4

40

устный опрос, контрольная работа

2

Кинематика

2

2

4

26,75

устный опрос, контрольная работа

Всего за  семестр

90

4

8

+

66,75

2

0,6

Экз.(8,65)

3

Динамика

3

4

8

66,75

устный опрос, контрольная работа

Всего за  семестр

90

4

8

+

66,75

2

0,6

Экз.(8,65)

Итого   

180

8

16

133,5

4

1,2

17,3

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Статика

Лекция 1.

Предмет статики. Основные понятия: абсолютно твердое тело, сила, эквивалентные и уравновешенные системы сил, равнодействующая. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Классификация сил. Свойство внутренних сил. Система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы сложения сил. Условия равновесия сходящихся сил в геометрической и аналитической формах. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Теория пар сил. Момент силы и пары сил как векторы. Эквивалентность и свойства пар. Приведение произвольной системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент системы сил. Плоская система сил. Определение главного вектора. Условия равновесия. Три вида уравнения равновесия плоской системы сил. Равновесие системы тел. Статически определимые и статически неопределимые системы (2 часа).

Раздел 2. Кинематика

Лекция 2.

Предмет кинематики. Пространство и время в классической механике. Относительность механического движения. Система отсчета. Кинематика точки. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки. Векторы скорости и ускорения точки. Координатный способ задания движения точки. Определение траектории точки. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси. Естественный способ задания движения точки. Алгебраическая величина скорости. Определение точки по его проекциям на естественные оси: касательное и нормальное ускорения точки. Понятие об абсолютно твердом теле. Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек тела при поступательном движении. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения тела. Плоскопараллельное движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее плоскости (2 часа).

Семестр 3

Раздел 3. Динамика

Лекция 3.

Предмет динамики. Роль динамики как научной основы исследования движения механических систем, расчетов на прочность, энергоемкость, материалоемкость. Основные понятия и определения: масса, материальная точка, сила. Закон Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Динамика точки. Две основные задачи динамики материальной точки. Решение первой задачи. Решение второй задачи динамики точки. Введение в динамику механической системы. Классификация сил. Свойства внутренних сил (2 часа).

Лекция 4.

Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая энергия материальной точки. Элементарная и полная работа силы. Мощность. Работа силы тяжести и силы упругости. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки. Кинетическая энергия материальной точки. Вычисление ее при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движениях твердого тела. Теорема об изменениях кинетической энергии механической системы. Равенство нулю суммы работ внутренних сил в абсолютно твердом теле. Работа и мощность силы, приложенной к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 2

Раздел 1. Статика

Практическое занятие 1.

Равновесие плоской системы сил (2 часа).

Практическое занятие 2.

Пространственная система сил (2 часа).

Раздел 2. Кинематика

Практическое занятие 3.

Кинематика точки. Определение скорости ускорения точки по заданным уравнениям её движения (2 часа).

Практическое занятие 4.

Определение скоростей и ускорение точек твердого тела при поступательном и вращательном движении (2 часа).

Семестр 3

Раздел 3. Динамика

Практическое занятие 5.

Динамика механической системы. Решение первой и второй задачи динамики (2 часа).

Практическое занятие 6.

Теорема об изменении кинетической энергии механической системы (2 часа).

Практическое занятие 7.

Принцип Даламбера (2 часа).

Практическое занятие 8.

Общее уравнение динамики (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Расчет плоских ферм. Определение реакций опор и сил в стержнях плоских ферм.

2. Область равновесия .

3. Трение скольжения. Предельная сила трения.

4. Угол и конус трения. Трение качения.

5. Теорема пар сил. Момент сил и пары сил как векторы.

6. Эквивалентность и свойства пар. Сложение пар сил.

7. Условие равновесия системы пар.

8. Геометрический и аналитический способ сложения сил. Условия равновесия сходящихся сил в геометрической и аналитической формах.

9. Теорема о равновесии трех не параллельных сил .

10. Центр параллельных сил и центр тяжести. Формула координат центра параллельных сил.

11. Центры тяжести твердого тела, объема, площади, линии. Способы определения положения центров тяжести тел.

12. Плоскопараллельное движение твердого тела.

13. Сферическое движение твердого тела. Углы Эйлера. Уравнения движения тела.

14. Мгновенная ось вращения тела. Векторы угловой скорости и углового ускорения тела. 14.Определение скоростей и ускорений точек тела в сферическом движении.

15. Общий случай движения свободного твердого тела. Уравнение этого движения. Определение скоростей и ускорений точек тела.

16. Сложное движение точки и тела. Относительное, абсолютное и переносное движения точки. Теорема о сложении скоростей.

17. Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление кориолисова ускорения. Случай поступательного переносного движения.

18. Сложное движение твердого тела вокруг пересекающихся и параллельных осей. Винтовое движение тела, шаг и параметр винта.

19. Потенциальное силовое поле. Потенциальная энергия.

20. Выражение работы в потенциальном силовом поле через потенциальную энергию. 21.Однородное поле тяжести и поле тяготения. Закон сохранения механической энергии.

21. Принцип возможных перемещений. Связи, классификация связей.

22. Возможные перемещения материальной точки и механической системы.

23. Число степеней свободы.

24. Идеальные связи.

25. Принцип возможных перемещений.

26. Уравнение Лагранжа второго рода.

27. Обобщенные координаты системы. Обобщенные силы и их вычисление. 29.Дифференциальные уравнения движения системы в обобщенных координатах. Случай потенциальных сил.

28. Свободные колебания материальной точки. Амплитуда, круговая частота и период колебаний.

29. Затухающие колебания материальной точки при сопротивлении, пропорциональном скорости, период и декремент колебаний. Апериодическое движение.

30. Вынужденные колебания материальной точки без учета и с учетом сопротивления среды. Амплитуда и сдвиг фаз, их зависимость от отношения частот, коэффициент динамичности. Явление резонанса.

31. Элементарная теория гироскопических явлений.

32. Свободный гироскоп: его основное свойство.

33. Действие силы на ось гироскопа. Правило процессии оси гироскопа.

34. Гироскопические реакции.

35. Элементы теории удара. Основное уравнение теории удара.

36. Коэффициент восстановления при ударе.

37. Абсолютно неупругий прямой удар двух тел.

38. Относительное движение материальной точки. Дифференциальные уравнения относительного движения точки, переносная и кориолисова силы инерции.

39. Принцип относительности классической механики. Случай относительного покоя.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Контрольная работа состоит из решения задач по темам.

2. 2 семестр.

3. Содержание контрольной работы:.

4. 1. Плоская система произвольно расположенных сил. Определение реакций опор твердого тела.

5. 2. Равновесие составной конструкции. Определение реакций опор.

6. 3. Равновесие пространственной конструкции. Определение реакций опор твердого тела.

7. 4. Кинематика точки. Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения.

8. 5. Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при поступательном и вращательном движениях.

9. 3 семестр.

10. Содержание контрольной работы:.

11. 1. Динамика механической системы. Теорема об изменении кинетической энергии.

12. 2. Динамика механической системы. Общее уравнения динамики.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.


4. 3. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Переат-теста-ция

Форма

промежу-точного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

2

180 / 5  

6  

12  

 

3  

0,6  

21,6  

77,75  

72  

Экз.(8,65)  

Итого

180 / 5  

6  

12  

 

3  

0,6  

21,6  

77,75  

72  

8,65  

 

4.3.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Статика

2

2

4

34

устный опрос, контрольная работа

2

Кинематика

2

2

4

12

устный опрос, контрольная работа

3

Динамика

2

2

4

31,75

устный опрос, контрольная работа

Всего за  семестр

108

6

12

+

77,75

3

0,6

Экз.(8,65)

Итого   

108

6

12

77,75

3

0,6

8,65

Итого с переаттестацией   

180

 

4.3.2. Содержание дисциплины

4.3.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Статика

Лекция 1.

Предмет статики. Основные понятия: абсолютно твердое тело, сила, эквивалентные и уравновешенные системы сил, равнодействующая. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Классификация сил. Свойство внутренних сил. Система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы сложения сил. Условия равновесия сходящихся сил в геометрической и аналитической формах. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Теория пар сил. Момент силы и пары сил как векторы. Эквивалентность и свойства пар. Приведение произвольной системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент системы сил. Плоская система сил. Определение главного вектора. Условия равновесия. Три вида уравнения равновесия плоской системы сил. Равновесие системы тел. Статически определимые и статически неопределимые системы (2 часа).

Раздел 2. Кинематика

Лекция 2.

Введение. Предмет кинематики. Пространство и время в классической механике. Относительность механического движения. Система отсчета. Кинематика точки. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки. Векторы скорости и ускорения точки. Координатный способ задания движения точки. Определение траектории точки. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси. Естественный способ задания движения точки. Алгебраическая величина скорости. Определение точки по его проекциям на естественные оси: касательное и нормальное ускорения точки. Понятие об абсолютно твердом теле. Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек тела при поступательном движении. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения тела. Плоскопараллельное движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее плоскости (2 часа).

Раздел 3. Динамика

Лекция 3.

Введение. Предмет динамики. Роль динамики как научной основы исследования движения механических систем, расчетов на прочность, энергоемкость, материалоемкость. Основные понятия и определения: масса, материальная точка, сила. Закон Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Динамика точки. Две основные задачи динамики материальной точки. Решение первой задачи. Решение второй задачи динамики точки. Введение в динамику механической системы. Классификация сил. Свойства внутренних сил. Теорема об изменении кинетической энергии. Общее уравнение динамики (2 часа).

 

4.3.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 2

Раздел 1. Статика

Практическое занятие 1.

Равновесие плоской системы сил (2 часа).

Практическое занятие 2.

Пространственная система сил (2 часа).

Раздел 2. Кинематика

Практическое занятие 3.

Кинематика точки. Определение скорости ускорения точки по заданным уравнениям её движения (2 часа).

Практическое занятие 4.

Определение скоростей и ускорение точек твердого тела при поступательном и вращательном движении (2 часа).

Раздел 3. Динамика

Практическое занятие 5.

Общее уравнение динамики (2 часа).

Практическое занятие 6.

Теорема об изменении кинетической энергии системы (2 часа).

 

4.3.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.3.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Расчет плоских ферм. Определение реакций опор и сил в стержнях плоских ферм.

2. Область равновесия .

3. Трение скольжения. Предельная сила трения.

4. Угол и конус трения. Трение качения.

5. Теорема пар сил. Момент сил и пары сил как векторы.

6. Эквивалентность и свойства пар. Сложение пар сил.

7. Условие равновесия системы пар.

8. Геометрический и аналитический способ сложения сил. Условия равновесия сходящихся сил в геометрической и аналитической формах.

9. Теорема о равновесии трех не параллельных сил .

10. Центр параллельных сил и центр тяжести. Формула координат центра параллельных сил.

11. Плоскопараллельное движения твердого тела. Определение скоростей и ускорения точек тела.

12. Центры тяжести твердого тела, объема, площади, линии. Способы определения положения центров тяжести тел.

13. Сферическое движение твердого тела. Углы Эйлера. Уравнения движения тела. Мгновенная ось вращения тела. Векторы угловой скорости и углового ускорения тела. Определение скоростей и ускорений точек тела в сферическом движении. Общий случай движения свободного твердого тела. Уравнение этого движения. Определение скоростей и ускорений точек тела.

14. Сложное движение точки и тела. Относительное, абсолютное и переносное движения точки. Теорема о сложении скоростей. Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление кориолисова ускорения. Случай поступательного переносного движения.

15. Сложное движение твердого тела вокруг пересекающихся и параллельных осей. Винтовое движение тела, шаг и параметр винта.

16. Потенциальное силовое поле. Потенциальная энергия. Выражение работы в потенциальном силовом поле через потенциальную энергию. Однородное поле тяжести и поле тяготения. Закон сохранения механической энергии.

17. Принцип возможных перемещений. Связи, классификация связей. Возможные перемещения материальной точки и механической системы. Число степеней свободы. Идеальные связи. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики.

18. Уравнение Лагранжа второго рода. Обобщенные координаты системы. Обобщенные силы и их вычисление. Дифференциальные уравнения движения системы в обобщенных координатах. Случай потенциальных сил.

19. Свободные колебания материальной точки. Амплитуда, круговая частота и период колебаний. Затухающие колебания материальной точки при сопротивлении, пропорциональном скорости, период и декремент колебаний. Апериодическое движение.

20. Вынужденные колебания материальной точки без учета и с учетом сопротивления среды. Амплитуда и сдвиг фаз, их зависимость от отношения частот, коэффициент динамичности. Явление резонанса.

21. Элементарная теория гироскопических явлений. Свободный гироскоп: его основное свойство. Действие силы на ось гироскопа. Правило процессии оси гироскопа. Гироскопические реакции.

22. Элементы теории удара. Основное уравнение теории удара. Коэффициент восстановления при ударе. Абсолютно неупругий прямой удар двух тел.

23. Относительное движение материальной точки. Дифференциальные уравнения относительного движения точки, переносная и кориолисова силы инерции. Принцип относительности классической механики. Случай относительного покоя.

 

4.3.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Контрольная работа состоит из решения задач по темам:.

2. 1. Плоская система произвольно расположенных сил. Определение реакций опор твердого тела.

3. 2. Равновесие составной конструкции. Определение реакций опор.

4. 3. Равновесие пространственной конструкции. Определение реакций опор твердого тела.

5. 4. Кинематика точки. Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения.

6. 5. Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при поступательном и вращательном движениях.

7. 6. Динамика механической системы. Теорема об изменении кинетической энергии.

8. 7. Динамика механической системы. Общее уравнения динамики.

 

4.3.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Теоретическая механика

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Ревина И.В. Механика [Электронный ресурс]: учебное пособие/ И.В. Ревина, Д.В. Коньшин— Электрон. текстовые данные.— Омск: Омский государственный институт сервиса, 2013.— 236 c. - http://www.iprbookshop.ru/18257.html

2. Григорьев А.Ю., Малявко Д.П., Федорова Л.А. Теоретическая механика. Кинематика: Учеб. пособие// СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. 74 с. - http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/255/80255/60667?p_page=1

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Галаев В.И., Толмачев В.Н. Теоретическая механика: тестовые задания - Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. - http://window.edu.ru/resource/448/76448

2. Санкин, Ю.Н. Лекции по теоретической механике. Ч.2. Динамика, аналитическая механика - Ульяновск: УлГТУ, 2010. - http://window.edu.ru/resource/178/77178

3. Яковенко Г.Н. Краткий курс теоретической механики: учебное пособие. - 2-е изд., испр. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - http://window.edu.ru/resource/627/64627

4. Теоретическая механика. Раздел «Статика»: метод. указания по выполнению расчет-но-графической работы для студентов образовательных программ 150900.62 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств»; 151900.62 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»; 151000.62 «Технологические машины и оборудование»/ сост. Н.А. Лазуткина. – Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2012. – 58 с. - 70 экз.

5. Учебно-методическое пособие по дисциплине "Теоретическая механика" для студентов направления подготовки 150.000 Металлургия, машиностроение и материалообработка. Раздел "Кинематика". Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, Лазуткина Н.А. - 2011 г., 136 с. - 70 экз.

6. Лазуткина Н.А. Программный контроль знаний студентов по курсу теоретической механики раздел "Статика": Методические разработки/Муром ин-т (фил.) Влад. гос. ун-та/ Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ,2007 - 50 экз.

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Единое окно доступа к образовательным ресурсам: http://window.edu.ru/

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

window.edu.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет вне аудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Контрольная работа предполагает работу обучающегося с учебной литературой, методическими указаниями. Обучающийся получает от преподавателя индивидуальное задание. Решение оформляется на листах формата А4 и сдается на проверку преподавателю. После положительной рецензии преподавателя, работа допускается к собеседованию. При неудовлетворительной рецензии студент исправляет замечания и вновь сдает работу на рецензирование.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 



РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Теоретическая механика»

по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

 

Рабочая программа дисциплины «Теоретическая механика» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 180 час. (5 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен / экзамен .

Цель дисциплины: развитие навыков применения теоретических методов и выводов теоретической механики и решению практических задач, а также изложение общей закономерности движения механических систем и научных основ кинематико-динамического анализа движения механических систем;

Основными задачами изучения дисциплины являются изучение основных кинематических параметров всех видов движения твердого тела, а также их исследование; изучение условий равновесия твердых тел методом решения задач статики; приобретение навыков применения методов, теорем и принципов теоретической механики.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Теоретическая механика» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.

 

04.06.2019 г.