МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ...

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Омский институт водного транспорта (филиал) ФГБОУ ВО

«Сибирский государственный университет водного транспорта

Кафедра Специальных технических дисциплин (наименование кафедры полностью)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

Направление или

специальность

Профиль или

специализация

С3.Б.3.1 Теоретическая механика

(шифр и наименование дисциплины)

26.05.06 Эксплуатация судовых энергетических установок

(код ОКСО и наименование направления или специальности)

"Эксплуатация судовых энергетических установок" (СМ/СМз)

(наименование профиля или специализации)

Форма обучения очная/заочная

Курс 2/2 Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО 3,4/2

ОМСК 2015 г.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины «Теоретическая механика» является формирование у студентов си-

стемы знаний о теоретической механике как науке, в которой рассматриваются общие законы

механического движения и взаимодействия материальных тел.

• Задачи дисциплины:

• изучить основные понятия, законы и модели механики, кинематики, классифика-

цию механизмов, узлов и деталей, параметры движения механизмов, общие законы статики и

динамики.

• уметь использовать основные законы механики, методы анализа движения, равно-

весия и взаимодействия материальных тел; проводить кинематический и динамический анализ

механических систем;

• получить навыки реализации теоретических и прикладных знаний в практической

деятельности.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «Теоретическая механика» относится к базовой части профессионального

цикла дисциплин ФГОС ВПО, является фундаментальной общенаучной дисциплиной физико-

математического цикла, в которой рассматриваются общие законы механического движения и

взаимодействия материальных тел.

3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Процесс изучения дисциплины «Теоретическая механика» направлен на формирование

следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО) (таблица 1):

Таблица 1– Компетенции, формирующиеся при изучении дисциплины

Шифр компе-

тенции по

ФГОС

Характеристика

СМ

Профессиональные компетенции (ПК)

ПК-1 способность генерировать новые идеи, выявлять проблемы, связанные с ре-

ализацией профессиональных функций, формулировать задачи и намечать

пути их исследования

ПК-2 способность и готовность к самостоятельному обучению в новых условиях

производственной деятельности с умением установления приоритетов для

достижения цели в разумное время

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

основные понятия, законы и модели механики, кинематики;

принципы и методы расчета и проектирования механических узлов;

методы структурного, кинематического, динамического и силового анализа и син-

теза механизмов по заданным свойствам;

Уметь:

выявлять физическую сущность явлений и процессов в устройствах различной фи-

зической природы и выполнять применительно к ним простые технические расчеты; применять

компьютерную технику и информационные технологии в своей профессиональной деятельности;

выполнять обоснование выбора различных видов машиностроительных материа-

лов.

Владеть:

методами статического, кинематического и динамического расчетов механизмов и

машин, определения внутренних напряжений в деталях машин и элементах конструкций, расчета

на прочность, жесткость, выносливость с определением долговечности машин;

методами конструирования и расчёта деталей машин и механизмов с учётом усло-

вий производственной технологии и эксплуатации.

4. МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ

Междисциплинарные связи дисциплины «Теоретическая механика» представлены в таб-

лице 2.

Таблица 2 – Междисциплинарные связи дисциплины

Обеспечивающие дисциплины, модули,

практики

Обеспечиваемые дисциплины, модули,

практики

Наименование

дисциплин, мо-

дулей, практик

Наименование конкрет-

ных вопросов (тем), не-

обходимых для изучения

данной дисциплины

Наименование

дисциплин, мо-

дулей, практик

Наименование конкрет-

ных вопросов (тем), не-

обходимых для изуче-

ния данной дисциплины

Математика Векторная алгебра, век-

торный анализ, дифферен-

циальное и интегрально

исчисление, дифференци-

альные уравнения и систе-

мы уравнений

Теория механиз-

мов и машин

Кинематика, Динамика

е Сопротивление материалов

Статика, Динамика.

Детали машин

Статика, Динамика.

Физика Раздел «Механика»

5. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часа. Распределение

трудоемкости приведено в таблице 3.

Таблица 3 – Трудоемкость дисциплины

Вид учебной работы

Трудоемкость, час.

Очное обучение (О) Заочное обучение (З)

Всего

часов

Семестр Всего часов

Курс

3 4 2

Общая трудоемкость дисциплины 288 108 180 288 288

Аудиторные занятия 118 54 64 24 24

Лекции 68 36 32 12 12

Практические занятия (ПЗ) 50 18 32 12 12

Лабораторные работы (ЛР)

Самостоятельная работа (СР) 170 54 116 264 264

Курсовой проект (работа) 44 44 80 80 Расчетно-графические (контрольные) ра-

Вид учебной работы

Трудоемкость, час.

Очное обучение (О) Заочное обучение (З)

Всего

часов

Семестр Всего часов

Курс

3 4 2

Иные виды самостоятельной работы

(реферирование, изучение литературы,

подготовка к экзамену, зачету)

110

54

56

184

184

Вид итогового контроля (зачет, экзамен) 2 экзаме-

на экз экз экз экз

6. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Разделы, темы дисциплины и виды занятий, формы текущего контроля отражены в

таблице 4.

Таблица 4 – Тематика дисциплины

№

п/п

Раздел (тема) учебной дисци-

плины

Виды учебной деятельности, включая са-

мостоятельную работу студентов и трудо-

емкость (в часах)

Формы

текущего

контроля

успевае-

мости

Всего Лекции ПР СР

О З О З О З О З

Семестр 3

Раздел 1. Статика

1 Тема 1.1 Введение в теоретическую

механику. Аксиомы статики. Связи

и их реакции. Теория пар сил

14 12 8 2 4 2 2 8 Опрос,

реше-

ние

задач 2 Тема 1.2. Основная теорема статики

(метод Пуансо). Условия равнове-

сия произвольной системы сил,

частные случаи

8 8 4 2 2 8

3 Тема 1.3. Трение скольжения и тре-

ние качения. Законы трения. Мето-

дика решения задач с учётом сил

трения

8 8 4 2 2 8

4 Тема 1.4. Центр тяжести тел 8 8 4 2 2 8 опрос

Раздел 2. Кинематика

5 Тема 2.1 Введение в кинематику.

Кинематика точки 8 12 4 2 2 2 2 8 реше-

ние

задач 6 Тема 2.2. Кинематика твердого тела.

Поступательное движение. Враще-

ние твердого тела вокруг неподвиж-

ной оси

8 12 4 2 2 2 2 8

7 Тема 2.3. Плоское движение твердо-

го тела 9 12 4 2 2 2 3 8

8 Тема 2.4. Сложное движение точки 9 8 4 2 3 8

9 Подготовка к экзамену 36 36

10 Итого за семестр 108 32 36 18 54

Семестр 4

Раздел 3. Динамика

№

п/п

Раздел (тема) учебной дисци-

плины

Виды учебной деятельности, включая са-

мостоятельную работу студентов и трудо-

емкость (в часах)

Формы

текущего

контроля

успевае-

мости

Всего Лекции ПР СР

О З О З О З О З

11 Тема 3.1 Динамика материальной

точки. Две основные задачи ди-

намики точки

12 12 4 2 4 2 4 8 реше-

ние

задач

12. Тема 3.2. Прямолинейные коле- бания материальной точки

8 8 2 2 4 8

13 Тема 3.3.Динамика механической системы. Геометрия масс

12 8 4 4 4 8

14. Тема 3.4. Общие теоремы дина- мики материальной точки и ме-

ханической системы

12 12 4 2 4 2 4 8 опрос

15. Тема.3.5. Работа, мощность, ки-

нетическая энергия материаль-

ной точки и механической си-

стемы

8 8 2 2 4 8 реше-

ние

задач

16 Тема 3.6. Дифференциальные уравнения движения твёрдого

тела

12 8 4 4 4 8

17 Тема 3.7. Принцип Даламбера для материальной точки и меха-

нической системы

12 8 4 4 4 8 реше-

ние

задач

18 Тема 3.8. Введение в аналитиче- скую механику. Общее уравне-

ние динамики. Принцип возмож-

ных перемещений

12 8 4 4 4 8

19 Тема 3.9. Уравнения Лагранжа 2- го рода. Применение их к иссле-

дованию движения механических

систем

12 10 4 4 4 10

20 Курсовая работа 44 80 44 80

21 Подготовка к экзамену 36 36 36 36

22 Итого за 4 семестр 180 32 32 116

24 Итого 288 288 68 12 50 12 170 264

6.2. Содержание разделов и тем дисциплины представлено в таблицах 5-7.

Таблица 5 – Тематический план лекций Н

ом

ер л

екц

ии

Тема лекции

Содержание лекции Количе-

ство часов

Все

го

Из

них

интер

терак

актив

тив-

ных

Семестр 3

Раздел 1. Статика

1 Тема 1.1 Введение в

теоретическую меха-

нику. Аксиомы стати-

ки. Связи и их реак-

ции. Теория пар сил

Основные понятия и определения раздела

статика теоретической механики

2

2 Реакции, связи, основные случаи, изображен-

ные в виде рисунков

2

3 Алгебраические и векторные моменты сил от-

носительно точки оси и пары сил

2

4 Примеры алгебраических и векторных момен-

тов сил относительно точки оси и пары сил

2

5 Основная теорема

статики (метод Пу-

ансо)

Приведение одной силы и системы сил к задан-

ному центру, вычисление главного вектора и

главного момента аналитическим способом.

Частные случаи (плоская система сил)

2 2

6 Условия равновесия

произвольной систе-

мы сил, частные

слу- чаи

Условия равновесия систем сил в аналитиче-

ской форме, частные случаи (системы сил схо-

дящаяся пространственная, сходящаяся плос-

кая, плоская произвольная)

2

7 Трение скольжения и

трение качения

Равновесие систем сил при наличии трения

скольжения или трения качения

2

8 Законы трения. Мето-

дика решения задач с

учётом сил трения

Экспериментальные законы трения скольже-

ния и качения: примеры и методика решения

задач

2

9 Центр тяжести тел Определение центра тяжести: аналитические

формулы для нахождения координат центра

тяжести

2 2

10 Центр масс тел Историческая справка возникновения понятий

центра тяжести и центра масс. Способы разби-

ений (разделений) и отрицательных площадей

для нахождения положения центра тяжести

2

Раздел 2. Кинематика

11 Введение в кинематику Основные способы задания движения точки 2

12 Кинематика точки Нахождение скоростей и ускорений в этих

случаях, частные случаи движения точки

2 2

13 Кинематика твердого

тела

Вывод теоремы о скоростях, ускорениях и тра-

екториях точек тела

2

14 Поступательное дви-

жение. Вращение

твердого тела вокруг

неподвижной оси

Определение поступательного движения, вра-

щательного движения тела вокруг неподвиж-

ной оси и способы нахождения скоростей и

ускорений

2

Но

мер

лек

ци

и



ство часов

Все го

Из них

интер

терак

актив

тив-

ных

15 Плоское движение твердого тела

Определение плоского движения тела, понятия

мгновенного центра скоростей и ускорений 2

16 Способы нахождения скоростей и ускорений точек

тела 2

17 Сложное движение точки

Понятия относительного переносного и абсолют-

ного движений точки и соответствующих скоро-

стей и ускорений

2

18 Доказательство теоремы Кориолиса (примеры) 2 2

Итого 3 семестр 36 8

Семестр 4

Раздел 3. Динамика

19 Динамика материаль- ной точки

Две основные задачи

динамики точки

Дифференциальные уравнения движения точки в декартовых координатах, естественной фор-

ме и в неинерциальной системе отсчёта

2 2

20 Прямая и обратная задачи динамики 2

21

Прямолинейные ко- лебания материальной

точки

Гармонические колебания точки, колебания при

наличии силы сопротивления, вынужденные коле-

бания. Понятия резонанса, декремента затухания,

коэффициента динамичности

2 2

22

Динамика механиче- ской системы

Понятия моментов инерции материальной точки и

механической системы относительно точки и осей,

радиуса инерции механической системы, центро-

бежных моментов инерции

2

23 Геометрия масс Доказательство теоремы Штейнера-Гюйгенса 2

24

Общие теоремы ди- намики материальной

точки

Доказательство теоремы: о движении центра масс,

теоремы импульсов, теоремы об изменении момен-

та количества движения относительно центра и

осей для материальной точки и механической си-

стемы. Частные случаи этих теорем. Доказатель-

ство теоремы Резаля

2

25

Общие теоремы ди-

намики механической

системы

Теоремы о движении центра масс механической

системы и об изменении количества движения, тео-

ремы об изменении кинетического момента и кине-

тической энергии

2

26

Работа, мощность,

кинетическая энергия

материальной точки и

механической систе-

мы

Понятие работа силы, мощности, кинетической

энергии для точки и механической системы. Дока-

зательство теоремы об изменении кинетической

энергии материальной точки и механической си-

стемы. Частные случаи (механическая система –

абсолютно твердое тело)

2

27 Дифференциальные

уравнения движения

твёрдого тела

Дифференциальные уравнения движения твердого

тела при поступательном, вращательном движении 2

28 Дифференциальные уравнения движения твер-

дого тела при плоском движении

2

Но

мер

лек

ци

и



ство часов

Все го

Из них

интер

терак

актив

тив-

ных

29 Принцип Даламбера для

материальной точки Вывод принципа Даламбера и пример решения задач

2 2

30

Принцип Даламбера для механической си-

стемы

Принцип Даламбера для несвободной механиче-

ской системы и приведение сил инерции точек

твердого тела к простейшему виду в различных

случаях движения тела

2

31 Введение в аналити- ческую механику.

Понятия: обобщённые координаты, число степеней

свободы механической системы, классификация

связей, возможные перемещения

2 2

32

Общее уравнение дина-

мики. Принцип возмож-

ных перемещений

Общее уравнение динамики и методика его приме-

нения для решения задач. Частный случай Общего

уравнения динамики: принцип возможных переме-

щений и методика его применения

2

33 Уравнения Лагранжа 2-го рода

Понятия: обобщенные силы, обобщенные ско- рости, обобщенные ускорения

2 2

34

Применение их к ис-

следованию движения

механических систем.

На базе этих понятий и кинетической энергии ме-

ханической системы даются уравнения Лагранжа

второго рода и рассматривается методика примене-

ния их для исследования движения этой системы.

2

Итого 4 семестр 32 10

Итого по учебной дисциплине 68 18

Таблица 6 – Тематический план практических (семинарских) занятий

Но

мер

зан

я- Наименование темы практиче-

ского занятия

Содержание практического

занятия

Методы

кон-

троля

Объём часов

Все-

го

Из них

ин-

терак

тивных

3 семестр

1 Аксиомы статики. Связи и их

реакции

Равновесие сходящейся си-

стемы сил

Опрос 2

2 Теория пар сил Равновесие плоской системы

сил

Реше-

ние за-

дач

2 2

3 Основная теорема статики (метод

Пуансо). Условия равновесия

произвольной системы сил, част-

ные случаи

Равновесие плоской системы

сил с учётом сил трения

2

4 Трение скольжения и трение ка-

чения. Законы трения. Методика

решения задач с учётом сил тре-

ния

Равновесие плоской и про-

странственной системы сил с

учётом сил трения

2 2

5 Центр тяжести тел, центр масс

тел

Определение центра масс

сложных фигур

Опрос 2

Но

мер

зан




занятия

Методы

кон-

троля


Все- го

Из них

ин-

терак

тивных

6 Введение в кинематику. Кине- матика точки

Нахождение параметров дви- жения точка (траектории, по-

ложения на траектории, ско-

рости, и ускорения).

Реше- ние за-

дач

2

7 Кинематика твердого тела. По- ступательное движение. Вра-

щение твердого тела вокруг

неподвижной оси.

Нахождение параметров по- ступательного и вращательно-

го вокруг неподвижной оси

движений твёрдого тела

2 2

8 Плоское движение твердого тела

Определение скоростей и уско-

рений точек плоского механизма 2

9 Сложное движение точки Определение абсолютных отно-

сительных и переносных величин

скорости и ускорения, определе-

ние ускорения Кариолиса

2 2

Итого за 3 семестр 18 8 4 семестр

10 Динамика материальной точки Первая задача динамики матери-

альной точки, анализ полученного

результата

Решение

задач 2

11 Две основные задачи динамики

точки

Первая и вторая основные задачи

динамики материальной точки,

анализ полученного результата

2

12 Прямолинейные колебания ма- териальной точки

Гармонические, затухающие, вы-

нужденные колебания матери-

альной точки. Анализ полученно-

го результата

2

13 Динамика механической си- стемы

Определение моментов инерции 2 2

14 Геометрия масс Составление дифференциальных

уравнений движения механиче-

ской системы

2

15 Общие теоремы динамики ма- териальной точки

Доказательство теорем: о движе-

нии центра масс, импульсов, об

изменении момента количества

движения относительно центра и

осей для материальной точки.

Частные случаи этих теорем. До-

казательство теоремы Резаля

Опрос 2 2

16 Общие теоремы динамики ме-

ханической системы.

Доказательство теорем: о движе-

нии центра масс, импульсов, об

изменении момента количества

движения относительно центра и

осей для механической системы.

Частные случаи этих теорем. До-

казательство теоремы Резаля

Опрос 2 2

17 Работа, мощность, кинетическая

энергия материальной точки и

механической системы

Определение кинетической энер-

гии, мощности и работы механи-

ческих систем

Решение

задач 2

18 Дифференциальные уравнения движения твёрдого тела

Определение параметров дви- жения плоского твердого тела

2

Но

мер

зан




занятия

Методы

кон-

троля


Все- го

Из них

ин-

терак

тивных

19 Дифференциальные уравнения движения твёрдого тела

Определение параметров дви- жения плоского твердого тела

Решение

задач 2

20 Принцип Даламбера для мате- риальной точки

Принцип Даламбера 2

21 Принцип Даламбера для меха- нической системы

Нахождение реакций опор этим

методом, нахождение главного

вектора и главного момента сил

инерции в различных случаях

движения

2

22 Введение в аналитическую ме-

ханику

Статика с использованием прин-

ципа возможных перемещений 2 2

23 Общее уравнение динамики. Принцип возможных переме-

щений

Определение ускорений 2

24 Уравнения Лагранжа 2-го рода Применение уравнений Ла- гранжа 2-го рода

2 2

25 Применение их к исследова- нию движения механических

систем

Применение уравнений Лагранжа

2-го рода к исследованию движе-

ния механических систем, отра-

ботка методики применения

2 2

Итого за 4 семестр 32 12

Всего по учебной дисциплине 50 20

Лабораторные работы (таблица 7) не предусмотрены учебным планом.

7. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов представлена в таблице 8.

Таблица 8- Внеаудиторная самостоятельная работа студентов по дисциплине.

Перечень индивидуальных заданий и других во-

просов для самостоятельного изучения

Рекоменду-

емая

литература

Объём за-

дания, час

Форма кон-

троля

О З

3 семестр

Изучение аксиом статики, связей и их реакций,

теория пар сил

1-18 2 8 Опрос, ре-

шение задач

Равновесие произвольной системы сил, частные

случаи

1-18 2 8

Изучение статики при условии наличия силы

трения

1-18 2 8

Определение центра тяжести тел различных си-

стем тел

1-18 2 8 Опрос

Изучение кинематики точки 1-18 2 8 Решение

задач Изучение кинематики твердого тела, поступательное

движение, вращение твердого тела вокруг неподвиж-

ной оси

1-18 2 8

Перечень индивидуальных заданий и других во-

просов для самостоятельного изучения

Рекоменду-

емая

литература

Объём за-

дания, час

Форма кон-

троля

О З

Изучение плоского движения твердого тела 1-18 3 8 Решение задач Изучение сложного движения точки 1-18 3 8

Подготовка к экзамену 1-18 36

Итого 3 семестр 54

4 семестр

Изучение динамики материальной точки. Две ос- новные задачи динамики точки

1-18 4 8 Решение задач

Изучение прямолинейных колебаний материаль- ной точки

1-18 4 8

Изучение динамики механической системы. Гео- метрия масс

1-18 4 8

Изучение общих теорем динамики материальной точки и механической системы

1-18 4 8 опрос

Изучение работы, мощности, кинетической энер-

гии материальной точки и механической системы

1-18 4 8 Решение

задач

Изучение дифференциальных уравнений движе- ния твёрдого тела

1-18 4 8

Изучение принципа Даламбера для материальной точки и механической системы

1-18 4 8

Изучение общего уравнения динамики, принципа возможных перемещений

1-18 4 8

Изучение уравнения Лагранжа 2-го рода. Применение

их к исследованию движения механических систем 1-18 4 10

Курсовая работа 1-18 44 80 Защита

Экзамен 1-18 36 36

Итого: 170 264

7.1. Расчетно-графическая работа, контрольная работа

Контрольная работа (таблица 9) не предусмотрена учебным планом.

7.2. Курсовой проект (работа)

С целью закрепления теоретического материала студенты выполняют курсовую работу по

индивидуальному заданию, в котором предусматриваются расчеты на равновесие и движение

механических систем. Содержание курсовой работы представлено в таблице 10.

Таблица 10 Структура курсовой работы

Структура курсовой работы Объем графической и тек-

стовой части

Рекомендуе-

мая литера-

тура листов часов

О З О З

Определение реакций опор составной конструкции 3-5 3-5 10 20 1-18

Кинематика точки 3-5 3-5 10 20 [1-18]

Кинематический анализ плоского механизма 3-5 3-5 12 20 [1-18]

Определение реакций опор составной конструкции 4-5 4-5 12 20 [1-18]

Итого 17-20 17-20 44 80 -

8. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ

8.1. Текущий контроль

Текущий контроль знаний по дисциплине предполагает тестирование и опросы, защиту

контрольных работ, курсового проекта и другие виды оценочных средств, представленных в таб-

лице 11.

Таблица 11 – Виды текущего контроля

Перечень контрольных точек в рамках текущей атте-

стации

Номер ПР Разделы и темы

РП

О З

Опрос: аксиомы статики. Связи и их реакции 1 1 Раздел 1 Тема 1.1

Решение задач: Теория пар сил. 2 1 Раздел 1 Тема 1.1

Решение задач: основная теорема статики (метод Пу-

ансо). Условия равновесия произвольной системы сил,

частные случаи

3 Раздел 1 Тема 1.2

Решение задач: трение скольжения и трение качения.

Законы трения


Опрос: центр тяжести тел, центр масс тел 5 Раздел 1 Тема 1.4

Решение задач: Кинематика точки 6 2 Раздел 2 Тема 2.1

Решение задач: кинематика твердого тела. Поступа-

тельное движение. Вращение твердого тела вокруг не-

подвижной оси

7 3 Раздел 2 Тема 2.2

Решение задач: плоское движение твердого тела 8 4 Раздел 2 Тема 2.3

Решение задач: сложное движение точки 9 Раздел 2 Тема 2.4

Решение задач: динамика материальной точки 10 5 Раздел 3 Тема 3.1

Решение задач: две основные задачи динамики точки 11 5 Раздел 3 Тема 3.1

Решение задач: прямолинейные колебания материаль-

ной точки


Решение задач: динамика механической системы 13 Раздел 3 Тема 3.3

Решение задач: геометрия масс 14 Раздел 3 Тема 3.3

Опрос: общие теоремы динамики материальной точки 15 6 Раздел 3 Тема 3.4

Опрос, дискуссия: общие теоремы динамики механи-

ческой системы


Решение задач: работа, мощность, кинетическая энер-

гия материальной точки и механической системы.


Решение задач: дифференциальные уравнения движе-

ния твёрдого тела.

18 Раздел 3. Тема 3.6

Решение задач: дифференциальные уравнения движе-

ния твёрдого тела.


Решение задач: принцип Даламбера для материальной

точки


Решение задач: принцип Даламбера для механической

системы


Решение задач: введение в аналитическую механику 22 Раздел 3 Тема 3.8

Решение задач: Принцип возможных перемещений 23 Раздел 3 Тема 3.8

Решение задач: уравнения Лагранжа 2-го рода 24 Раздел 3 Тема 3.9

Решение задач: применение их к исследованию движе-

ния механических систем


Защита курсовой работы 25 6 Раздел 1,2,3

8.2. Итоговый контроль

Итоговым контролем по дисциплине является экзамен, проводимый в 3,4 семестре для оч-

ного обучения и на 2 курсе для заочного обучения. Экзамен проводится по экзаменационным во-

просам при условии выполнения курсовой работы.

Примерный перечень вопросов к экзамену в 3 семестре

Статика

1. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, сила, система сил, эквивалентные си-

стемы сил, равнодействующая системы сил.

2.Аксиомы статики.

3.Несвободное твердое тело. Связи и реакции связей.

4.Нахождение равнодействующей системы сходящихся сил геометрическим и аналитическим

способами.

5. Момент силы относительно точки, как вектор. Момент силы относительно оси. Пара сил,

момент пары сил как вектор.

6. Теорема о сумме моментов сил пары относительно точки, лежащей в плоскости действия

пары.

7. Доказать теорему, что пару сил можно переносить в плоскости ее действия в любое место.

8. Доказать теорему о переносе пары сил в плоскость параллельную первоначальной плоско-

сти действия пары.

9. Доказать теорему об эквивалентности пар сил в пространстве.

10. Доказать теорему о сложении пар сил в пространстве и условие их равновесия в векторной

форме, частный случай (система сил плоская).

11. Приведение произвольной системы сил к заданному центру.

12. Вычисление главного вектора и главного момента пространственной системы сил в век-

торной и аналитической формах, частные случаи (сходящиеся системы сил, плоская произволь-

ная система сил).

13.Теорема Вариньона о моменте равнодействующей.

14.Трение скольжения, основные законы трения скольжения.

15.Центр параллельных сил и его координаты. Центр тяжести и центр масс механической си-

стемы.

16. Центр тяжести плоской фигуры. Способы нахождения положения центра тяжести (способ

разбиения, отрицательных площадей).

Кинематика.

17. Способы задания движения точки (векторный, координатный, естественный).

18. Определение скорости движения точки при различных способах задания закона движения.

19. Определение ускорения точки при задании ее движения векторным или координатным

способами.

20. Определение ускорения точки при задании ее закона движения естественным способом.

21. Равномерное и равнопеременное прямолинейное движение точки (вывод уравнений дви-

жения).

22. Поступательное движение твердого тела, примеры, теорема о скоростях, ускорениях и тра-

екториях точек тела при этом виде движения.

23. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси, уравнение вращения, угловая скорость и

угловое ускорение.

24. Равномерное и равнопеременное вращения твердого тела вокруг неподвижной оси (вывод

уравнений движения).

25. Определение скорости и ускорения точек твердого тела при вращении вокруг неподвиж-

ной оси.

26. Угловые скорость и ускорение как векторы. Векторное выражение для скорости точки

твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси (формула Эйлера).

27. Плоско- параллельное движение твердого тела, примеры. Разложение этого движения на

два простых, уравнения движения тела и отдельной точки, принадлежащей этому телу.

28. Теорема о независимости угловой скорости тела от выбора полюса.

29. Векторное выражение для скоростей точек тела при плоскопараллельном движении.

30. Графическое определение скоростей точек тела при плоскопараллельном движении.

31. Теорема о проекциях скоростей двух точек тела на прямую, соединяющую эти точки.

32. Мгновенный центр скоростей. Определение скоростей отдельных точек тела, если извест-

но положение мгновенного центра скоростей, частные случаи его нахождения.

33. Векторное выражение для ускорения точки тела при плоскопараллельном движении.

34. Графическое определение ускорения точки тела при плоскопараллельном движении (план

ускорений).

35. Основные способы вычисления углового ускорения при плоско - параллельном движении

тела.

36. Составное движение точки, примеры. Теорема сложения скоростей.

37. Теорема Кориолиса (теорема сложения ускорений). Нахождение ускорения Кориолиса.

Примерный перечень вопросов к экзамену в 4 семестре

Динамика

38. Основные понятия динамики: масса, сила, материальная точка, механическая система, за-

коны Ньютона, инерциальная система отсчета.

39. Дифференциальные уравнения движения точки в декартовых координатах.

40. Дифференциальные уравнения движения материальной точки в естественной форме.

41. Дифференциальные уравнения относительного движения материальной точки (в неинер-

циальной системе отсчета).

42. Первая основная задача динамики свободной материальной точки.

43. Вторая основная задача динамики свободной материальной точки.

44. Свободные прямолинейные колебания материальной точки (вывод уравнения движения).

45. Кинематическая интерпретация гармонических прямолинейных колебаний материальной

точки, амплитуда, начальная фаза, частота, период.

46. Прямолинейные затухающие колебания материальной точки при наличии силы сопротив-

ления, пропорциональной первой степени скорости (вывод уравнений движения).

47. Влияние сопротивления на прямолинейные колебания материальной точки, декремент, ло-

гарифмический декремент затухающих колебаний.

48. Апериодическое движение материальной точки.

49. Прямолинейные вынужденные колебания материальной точки при наличии гармонической

возмущающей силы без учета сопротивления (вывод уравнения движения).

50. Амплитуда вынужденных прямолинейных колебаний точки, условие резонанса, коэффи-

циент динамичности.

51. Вынужденные прямолинейные колебания материальной точки при наличии силы сопро-

тивления пропорциональной первой степени скорости (вывод уравнения движения).

52. Влияние сопротивления на прямолинейные вынужденные колебания материальной точки,

максимальное и резонансное значения амплитуды колебания.

53. Моменты инерции твердого тела относительно центра и оси.

54. Понятие о центробежных моментах инерции.

55. Теорема о моментах инерции твердого тела относительно параллельных осей (теорема

Гюйгенса-Штейнера).

56. Вычисление момента инерции однородного стержня относительно оси, проходящей через

его центр тяжести и являющейся осью симметрии.

57. Вычисление момента инерции однородного круглого диска относительно оси, проходящей

через его центр тяжести и являющейся осью симметрии.

58. Элементарная работа силы, работа силы на конечном пути, мощность.

59. Работа силы тяжести, силы упругости.

60. Работа силы, приложенной к твердому телу, при поступательном движении, при вращении

твердого тела вокруг неподвижной оси.

61. Доказать теоремы об изменении кинетической энергии материальной точки и механиче-

ской системы.

62. Вычисление кинетической энергии твердого тела при поступательном движении, враще-

нии вокруг неподвижной оси, при плоско - параллельном движении.

63. Теорема о движении центра масс механической системы (доказательство), следствия.

64. Импульс силы, импульс равнодействующей нескольких сил.

65. Доказать теорему об изменении количества движения материальной точки в дифференци-

альной и конечной формах (теорема импульсов).

66. Доказать теоремы об изменении количества движения механической системы в дифферен-

циальной и конечной формах, следствия.

67. Момент количества движения материальной точки относительно центра и оси.

68. Доказать теорему об изменении момента количества движения материальной точки, след-

ствия.

69. Кинетический момент механической системы сил относительно центра и оси. Доказать

теорему об изменении кинетического момента механической системы, следствия.

70. Теорема Резаля (доказательство).

71. Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела, вращения вокруг

неподвижной оси.

72. Дифференциальные уравнения плоско-параллельного движения твердого тела.

73. Принцип Даламбера для материальной точки и несвободной механической системы.

74. Приведение сил инерции точек твердого тела к простейшему виду в общем случае и при

поступательном движении.

75. Приведение сил инерции точек твердого тела к простейшему виду при вращении тела во-

круг неподвижной оси и плоско-параллельном движении.

76. Обобщенные координаты, число степеней свободы механической системы, классификация

связей, возможные перемещения.

77. Общее уравнение динамики, принцип возможных перемещений.

78. Методика применения общего уравнения динамики и принципа возможных перемещений.

Способы нахождения зависимостей между возможными перемещениями различных точек си-

стемы.

79. Обобщенные силы, обобщенные скорости, обобщенные ускорения.

80. Уравнение Лагранжа второго рода, методика применения его для решения задач.

81. Потенциальное силовое поле и силовая функция, поверхность уровня, потенциальная

энергия.

82. Силовая функция силы притяжения, действующая по закону Ньютона.

83. Закон сохранения механической энергии для точки и системы, консервативные механиче-

ские системы.

9. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Для активизации учебного процесса и развития навыков студентов в применении теорети-

ческих знаний предусмотрено применение дискуссии, компьютерных симуляций.

В рамках интерактивных часов предусмотрено дистанционное, по системе интернет, кон-

сультирование при подготовке к экзамену, выполнению самостоятельной работы. Основной це-

лью данного вида работы является внеаудиторное общение, дополняющее традиционные техно-

логии, и развитие навыков самостоятельной, творческой работы.

10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

10.1. Основная и дополнительная литература

Основная литература

1. Бать, М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Том 1: Статика и кинематика:

учебное пособие/М. И. Бать, Г. Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон. 12-изд., стереотип. - СПб.:

Лань, 2013. - 672 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/

2. Бать, М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Том 2: Динамика: учебное по-

http://e.lanbook.com/

собие /М. И. Бать, Г. Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон. 10-изд., стереотип. - СПб: Лань, 2013.

- 640 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/

3. Бутенин, Н. В. Курс теоретической механики: учебное пособие/ Н. В. Бутенин, Я. Л. Лунц,

Д. Р. Меркин .- 11-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. - 736 с. Режим доступа:


4. Бухгольц, Н. Н. основной курс теоретической механики. Ч.1 Кинематика, статитка, дина-

мика материаольной точки: учебное пособие. - 10 изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. - 480 с.

Режим доступа: http://e.lanbook.com/

5. Бухгольц, Н. Н. основной курс теоретической механики. Ч. 2. Динамика системы матери-

альных точек: учебное пособие. - 7 изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. - 336 с. Режим доступа:


6. Диевский, А. В. Теоретическая механика. Курс лекций. - 3-е изд., испр. - СПб.: Лань, 2009.

- 320 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/

7. Диевский, А. В. Теоретическая механика. Интернет-тестирование базовых знаний/А. В.

Диевский, В. А. Диевский - СПб.: Лань, 2010. - 144 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/

8. Диевский, В. А. Теоретическая механика. Сборник заданий/В. А. Диевский, И. А. Малы-

шева.- 2-е изд., испр. - СПб.: Лань, 2009. - 192 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/

9. Доев, В. С. Сборник заданий по теоретической механике на базе Mathcad: учебное посо-

бие/В. С. Доев, Ф. А. Доронин. - СПб.: Лань, 2010. - 592 с. Режим доступа:


10. Сборник коротких задач по теоретической механике: учебное пособие/под ред. О. Э. Кепе.

- 3-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. -368 с. Режим доступа: http://e.lanbook.com/

11. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике/ сост. А. А. Яблонский. -

14-е изд., стер. - М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2005. - 382 с.

12. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для

вузов/ под ред. А. А. Яблонского. - 15-е изд., стереотип. - М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2006. -

382 с.


вузов/ Под ред.А. А. Яблонского. - 16-е изд., стереотип. - М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2007. -

382 с.

14. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике [Текст]: учеб. пособие /

под ред. А. А. Яблонского. - 17-е изд., стереотип. - М.: Кнорус, 2010. - 386 с.

15. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики. Статика. Кинематика. Динамика: учеб./

А. А. Яблонский, В. М. Никифорова. - 15-е изд., стереотип. - М.: Кнорус, 2010. - 603 с.

16. Яблонский, А. А.Курс теоретической механики. Статика. Кинематика. Динамика : учеб.

пособие / А. А. Яблонский, В. М. Никифорова. - 14-е изд., испр. - М.: Интеграл-Пресс,

2007. - 603 с.

17. Яблонский, А. А.Курс теоретической механики: статика. Кинематика. Динамика : учеб./

А. А. Яблонский, В. М. Никифорова. - 16-е изд., стереотип. - М. : Кнорус, 2011. - 603 с.

18. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики: Статика. Кинематика. Динамика : Учеб-

ное пособие для вузов / А. А. Яблонский, В. М. Никифорова. - 12-е изд., испр. - М.: Инте-

грал-Пресс, 2006. - 603 с.

Дополнительная литература

19. Аркуша А. И. Руководство к решению задач по теоретической механике/ А. И. Аркуша. -

3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1976. - 288 с

20. Бать М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т. 1: Статика и кинематика/ М.

И. Бать, Г. Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон. - 9-е изд., перераб. - М.: Наука, 1990. - 670 с.

21. Бать М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т. 2: Динамика/ М. И. Бать, Г.

Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон. - 7-е изд., перераб. - М.: Наука, 1985. - 559 с.

22. Бать М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т. 2: Динамика/ М. И. Бать, Г.

Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон. - 6-е изд., доп. - М.: Наука, 1975. - 606 с.










23. Бать М. И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т. 1: Статика и кинематика / М.

И. Бать, Г. Ю. Джанелидзе, А. С. Кельзон. - 5-е изд., перераб. - М.: Наука, 1967. - 511 с.

24. Бертяев В. Д. Теоретическая механика на базе Mathcad. Практикум: Учебное пособие / В.

Д. Бертяев. - [б. м.]: БХВ-Петербург, 2005. - 739 с.

25. Бутенин, Н. В. Введение в аналитическую механику / Н. В. Бутенин. - М.: Наука, 1971. -

264 с.

26. Бутенин, Н. В. Курс теоретической механики. Т. 1: Статика и кинематика / Н. В. Бутенин,

Н. В. Лунц, Д. Р. Меркин. - 3-е изд. - М.: Наука, 1979. - 272 с.

27. Бутенин, Н. В. Курс теоретической механики: учебное пособие. Т. 2: Динамика / Н. В. Бу-

тенин, Н. В. Лунц, Д. Р. Меркин. - 3-е изд. - М.: Наука, 1971. - 462 с.

28. Введение в курс теоретической механики / О. И. Гордеев [и др.]. - Новосибирск : Наука,

1991. - 144 с.

29. Войткунский, Я. И. Гидромеханика: учебник/ Я. И. Войткунский, Ю. И. Фаддеев, К. К.

Федяевский. - 2-e изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1982. - 456 с.

30. Гернет М. М. Курс теоретической механики/ М. М. Гернет. - 4-е изд., перераб и сокр. - М.:

Высш. шк., 1981. - 304 с.

31. Геронимус, Я. Л. Теоретическая механика: Очерки об основных положениях / Я. Л. Геро-

нимус. - М.: Наука, 1973. - 512 с.

32. Гордеев, О. И. Краткое руководство к решению задач по теоретической механике : учеб.

пособие/ О. И. Гордеев, В. В. Дегтярева. - Новосибирск: НГАВТ, 2010. - 244 с

33. Добронравов В. В. Курс теоретической механики / В. В. Добронравов, Н. Н. Никитин. - 4-е

изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1983. - 764 с.

34. Жермен, Поль. Курс механики сплошных сред: Общая теория / П. Жермен. - М.: Высшая

школа, 1983. - 400 с.

35. Кильчевский Н. А. Курс теоретической механики/ Н. А. Кильчевский, А. Баратов, Е. Н.

Кильчевская. - Ташкент: Укитувчи, 1983. - 141 с.

36. Краткий справочник для инженеров и студентов: Высшая математика. Физика. Теоретиче-

ская механика. Сопротивление материалов. / А. Д. Полянин [и др.]. - [б. м.] : Междуна-

родная программа образования, 1996. - 431 с.

37. Мещерский И. В. Задачи по теоретической механике / И. В. Мещерский; под ред.: В. А.

Пальмова, Д. Р. Меркина. - 37-е изд., испр. - СПб.: Лань, 1998. - 448 с.

38. Мещерский И. В. Сборник задач по теоретической механике / И. В. Мещерский; под ред.:

Н. В. Бутенина, Д. Р. Меркина, А. И. Лурье. - 36-е изд., испр. - М.: Наука, 1986. - 448 с.

39. Никитин, Н. Н. Курс теоретической механики / Н. Н. Никитин. - 6-е изд., перераб. и доп. -

М.: Высш. шк., 2003. - 719 с.

40. Поляхов, Н. Н. Теоретическая механика/ Н. Н. Поляхов, С. А. Зегжда, М. П. Юшков; под

ред. П. Е. Товстика. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2000. - 592с.

41. Принцип Гамильтона-Остроградского: метод. указ. для студентов. - Новосибирск:

НГАВТ, 2005. - 24 с.

42. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие / Под

ред. А. А. Яблонского. - 7-е изд., испр. - М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2002. - 382 с.


вузов / Под ред. А. А. Яблонского. - 5-е изд., испр. - М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 1998. - 382 с.


вузов/ Под ред. А. А. Яблонского. - 10-е изд., стереотип. - М.: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, 2003. -

382 с.

45. Сборник задач по теоретической механике: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. Н. А. Браж-

ниченко. - 4-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1986. - 480 с.

46. Сборник коротких задач по теоретической механике: Учебное пособие/ Под ред. О. Э. Ке-

пе. - М.: Высшая школа, 1989. - 368 с.

47. Справочник для студентов: Высш. математика. Физика. Теорет. механика. Сопротивление

материалов / А. Д. Полянин, В. Д. Полянин, В. А. Попов и др. - М.: Астрель, 2000. - 480 с.

48. Старжинский, В. М. Теоретическая механика: Учебник: Краткий курс по полной про-

грамме вузов / В. М. Старжинский. - М.: Наука, 1980. - 464 с.

49. Тарг, С. М. Краткий курс теоретической механики: Учебник / С. М. Тарг. - 10-е изд., пере-

раб. и доп. - М. : Высш. шк., 1986. - 416 с.

50. Тарг, С. М. Краткий курс теоретической механики: Учебник для вузов / С. М. Тарг. - М.:

Высш. шк., 1995. - 416 с.

51. Тарг, С. М. Краткий курс теоретической механики: Учебник для вузов / С. М. Тарг. - 12-е

изд., стереотип. - М.: Высш. шк., 1998. - 416 с

52. Теоретическая механика : метод. указ. по изучению курса в межсессионный период для

студентов заочной формы обучения. - Новосибирск: НГАВТ, 2003. - 9 с.

53. Теоретическая механика. Методические указания и контрольные задания для студентов-

заочников / Под ред. С. М. Тарга. - 4-е изд. - М.: Высш. шк., 1989. - 111 с.

54. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики: Учебник для вузов / А. А. Яблонский, В.

М. Никифорова. - 10-е изд., стереотип. - М.: Лань, 2004. - 764 с.

55. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики: Учебное пособие / А. А. Яблонский, В.

М. Никифорова. - 8-е изд., стереотип. - СПб.: Лань, 2001. - 764 с.

10.2. Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ, диафильмов, кино-

и телефильмов, мультимедиа:

1.Обучающие программы статика, кинематика.

11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Компьютерный класс, оборудованный мультимедийным проектором, экраном и 15 ПК с

операционной системой не ниже Windows 7.

Лекционные аудитории с видеопроекционным оборудованием для презентаций и экраном.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ...

Documents