Теоретическая механика
内容描述: Дисциплина «Теоретическая механика» является фундаментальной для инженерных специальностей и изучает общие законы механического движения и взаимодействия материальных тел. Курс включает три основных раздела: статика (изучение равновесия тел), кинематика (описание движения без учета причин) и динамика (анализ движения с учетом действующих сил). Дисциплина формирует базу для последующих инженерных расчетов и проектирования.
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Физика
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 30 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 15 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Экзамен |
零件: Вузовский компонент
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- сформировать у студентов знания, умения и навыки в области фундаментальных законов и принципов механики, необходимые для решения инженерных задач в будущей профессиональной деятельности.
Задача
- Изучить основные разделы теоретической механики: статику, кинематику и динамику; Освоить методы расчета сил, моментов и реакций опор, а также анализа движения твердого тела и его систем; Научиться применять изученные принципы и теоремы (например, теорему об изменении кинетической энергии, принцип Даламбера) для решения практических задач, связанных с механическими системами.
Результат обучения: знание и понимание
- Обучающийся будет знать и понимать фундаментальные законы и аксиомы механики (статика, кинематика, динамика), а также основные теоремы (об изменении кинетической энергии, о движении центра масс, принцип Даламбера), необходимые для описания и анализа движения механических систем.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Обучающийся будет способен применять математический аппарат и численные методы для построения расчетных схем, составления дифференциальных уравнений движения и расчета реакций связей, скоростей, ускорений и сил в реальных инженерных конструкциях.
Результат обучения: формирование суждений
- Обучающийся будет способен оценивать и обосновывать выбор наиболее эффективного метода решения (например, энергетический или силовой) для конкретной задачи, анализировать полученные результаты расчетов (РГР) на предмет их физической достоверности и формулировать выводы о работоспособности механических систем.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Обучающийся будет владеть профессиональной инженерной терминологией для четкого изложения алгоритмов решения и аргументированной защиты своих расчетно-графических работ, а также эффективно взаимодействовать в команде при выполнении групповых практических заданий.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Обучающийся будет обладать навыками самостоятельного обучения, необходимого для непрерывного освоения новых теоретических и прикладных разделов механики (например, динамика удара, теория колебаний), что является основой для изучения последующих инженерных дисциплин.
*TeachingMethods(zh-CN)*
При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих современных образовательных технологий: Проблемное обучение: Решение задач, требующих комплексного анализа и применения нескольких теорем (например, задачи на применение принципа Даламбера); Информационно-коммуникационные технологии: Использование специализированного программного обеспечения для моделирования и визуализации движения тел и систем; Контекстное обучение: Рассмотрение принципов механики на примерах, связанных с будущими профессиями студентов (транспорт, горное дело, металлообработка).
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Задание 1. Решение и защита расчетно-графической работы С-1 на определение реакций опор твердого тела. | 0-100 |
| Задание 2. Решение и защита расчетно-графической работы С-2 на определение опорных реакций и давлений в промежуточных шарнирах. | ||
| Задание 3. Решение и защита расчетно-графической работы К-1 на определение скоростей и ускорений точки по заданным уравнениям ее движения. | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Задание 4. Решение и защита расчетно-графической работы К-2 по кинематическому анализу плоских механизмов. | 0-100 |
| Задание 5. Решение и защита расчетно-графической работы Д-1 по интегрированию дифференциальных уравнений движения материальной точки, находящейся под действием под действием постоянных сил. | ||
| Задание 6. Решение и защита расчетно-графической работы Д-2 по применению теоремы об изучении кинетической энергии к изучению движения механической системы. | ||
| Задание 7. Решение и защита расчетно-графической работы Д-3 по применению принципа Даламбера к определению реакций связи. | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Выполнение и защита практических работ. | 1. Работа выполнена в полном объёме, аккуратно, с необходимыми пояснениями; приведены исходные данные; результаты расчета, единицы измерений; выводы. 2. Расчетные схемы (рисунки, чертежи) выполнены аккуратно с использованием чертежных инструментов или графических программ. 3. При защите работы обучающийся хорошо ориентируется в материале, владеет терминологией, полностью отвечает на дополнительные вопросы. | 1. Работа выполнена в полном объёме с незначительными замечаниями, аккуратно; с необходимыми пояснениями; приведены исходные данные; результаты расчета, единицы измерений; выводы. 2. Расчетные схемы (рисунки, чертежи) выполнены аккуратно с использованием чертежных инструментов или графических программ. 3. При защите работы обучающийся не достаточно хорошо ориентируется в материале, допускает неточности в терминологии, затрудняется при ответах на дополнительные вопросы. | 1. Работа выполнена с ошибками, не достаточно аккуратно; отсутствуют необходимые пояснения; отсутствуют исходные данные; результаты расчета, единицы измерений или выводы. 2. Расчетные схемы (рисунки, чертежи) выполнены не аккуратно или с ошибками. 3. При защите работы обучающийся плохо ориентируется в материале, плохо владеет терминологией, допускает ошибки при ответах на вопросы по работе. | 1. Работа выполнена с грубыми ошибками, неаккуратно; необходимые пояснения отсутствуют; отсутствуют исходные данные; результаты расчета, единицы измерений или выводы. 2. В работе отсутствуют или неправильно выполнены расчетные схемы (рисунки, чертежи). 3. При защите работы обучающийся не ориентируется в материале, не владеет терминологией, не отвечает на вопросы по работе. |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Тема 1. Введение в теоретическую механику. Основные понятия и аксиомы статики. Общие требования к расчетно-графическим работам.
- Тема 2. Силы, их проекции на оси и моменты. Равнодействующая сходящихся сил и пара сил. Изучаются методы проектирования сил и расчета их моментов для нахождения равнодействующей или определения эквивалентной пары сил, что необходимо для анализа статического равновесия.
- Тема 3. Равновесие произвольной плоской системы сил. Разбор примеров решения задач на определение реакций опор твердого тела.
- Тема 4. Распределение реакций опор твердого тела. Анализ и разбор примеров решения задач на определение опорных реакций и давления в промежуточном шарнире.
- Тема 5. Основные кинематические характеристики движения точки: скорость и ускорение. Различные способы задания движения. Рассматриваются способы задания движения точки и определяются ее основные характеристики: скорость (первая производная) и ускорение (вторая производная) как векторные величины.
- Тема 6. Кинематика вращательного движения твердого тела. Нахождение скоростей и ускорений точек.
- Тема 7. Поступательное и плоское движение твердого тела. Разложение движения. Разъясняется плоское движение как комбинация поступательного (переносного) и вращательного (относительного) движения, что позволяет анализировать сложные механизмы.
- Тема 8. Анализ плоского движения тела методом разложения движения. Анализ и разбор задач на нахождение скоростей и ускорений.
- Тема 9. Мгновенный центр скоростей (МЦС). Теорема о проекциях скоростей двух точек на ось. Вводится МЦС как геометрический метод для быстрого определения скоростей точек при плоском движении и рассматривается теорема о проекциях скоростей, упрощающая кинематический анализ.
- Тема 10. Комплексные задачи на кинематику: определение скорости и ускорения точек по заданным уравнениям движения. Анализ и разбор примеров решения задач на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения, а также кинематический анализ плоского механизма.
- Тема 11. Основные законы динамики. Дифференциальные уравнения движения точки и механической системы. Изучаются законы Ньютона как основа для составления дифференциальных уравнений движения, описывающих зависимость сил и ускорений.
- Тема 12. Динамика механической системы. Силы инерции, масса и момент инерции. Вводятся понятия сил инерции, массы и момента инерции для анализа динамики системы тел, учитывая их инертные свойства.
- Тема 13. Теоремы о движении центра масс, об изменении кинетической энергии. Рассматриваются интегральные теоремы динамики, которые позволяют анализировать движение системы в целом и использовать энергетический подход (работу и кинетическую энергию) для решения задач.
- Тема 14. Принцип Даламбера. Применение принципа Даламбера для определения реакций связей. Объясняется Принцип Даламбера, который позволяет свести динамическую задачу к статической путем добавления сил инерции, что используется для расчета реакций связей в движении.
- Тема 15. Анализ решения комплексных задач по динамике, включая интегрирование дифференциальных уравнений движения. Подготовка к итоговому контролю. Проводится систематизация всех методов динамики, анализ комплексных задач и методов интегрирования уравнений для подготовки к итоговому контролю по курсу.
Основная литература
- 1. Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1990 г.- 608 с. 2. Л. П. Есипенко, Г. А. Байзакова Теоретическая механика. – Усть-Каменогорск, 2013. 3. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1986 г.- 416 с. 4. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики, ч. 1, 2. – Санкт-Петербург, 2002 г.- 650 с. 5. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учеб. пособие для ВТУзов / А.А. Яблонский, С.С. Норейко, С.А. Вольфсон и др; Ред. А.А. Яблонский. - 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1978. - с.385 . 6. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. – М.: Наука, 2002 г.- 480 с. 7. Аманжолова Ш. С. Теория механизмов и машин: курс лекций. 8. Белоконев, Игорь Максимович. Теория механизмов и машин: конспект лекций. 9. Бурковский А. Теория механизмов и машин. 10. Джолдасбеков У. А. Динамика механизмов и машин: монография.
Дополнительная литература
- 1. Теоретическая механика : учебное пособие / Е. В. Матвеева, М. А. Васечкин, Е. В. Литвинов, М. А. Акенченко. — Воронеж : Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2023. — 52 c. — ISBN 978-5-00032-641-1. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/132746.html 2. Теоретическая механика. Инновационные и многоуровневые оценочные средства знаний, умений, навыков и размышлений студента, задачи расчетно-графических работ, учебно-исследовательские задания : учебное пособие / А. Э. Джашитов, О. А. Цветкова, В. О. Горбачев [и др.]. — Саратов : Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, ЭБС АСВ, 2023. — 176 c. — ISBN 978-5-7433-3557-2. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/138063.html 3. Механика вращательного движения : учебное пособие / А. Б. Маношкин, В. В. Иванов, В. В. Иняков [и др.]. — Рязань : Рязанский государственный радиотехнический университет, 2023. — 80 c. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART: [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/134861.html 4. Ломакина, О. В. Механика: теория, примеры решения задач : учебное пособие / О. В. Ломакина, К. В. Шестаков. — Тамбов : Тамбовский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2023. — 80 c. — ISBN 978-5-8265-2558-6. — Текст : электронный // Цифровой образовательный ресурс IPR SMART : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/141057.html 5. IPR SMART http://www.iprbookshop.ru 6. ScienceDirect - http://www.sciencedirect.com. 7. EBSCO Discovery Service (EDS) - http://search.ebscohost.com
