ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф.УШАКОВА»
ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА ИМЕНИ Г.Я.СЕДОВА
ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова»
«Теоретическая механика»
(Файл)
А.В. Ющенко
СИСТЕМА СТАНДАРТОВ КАЧЕСТВА (ССК)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Теоретическая механика»
Рабочая программа обсуждена и одобрена на заседании Судовые энергетические установки, протокол № от г.
- основы естественно-научных и общеинженерных дисциплин, связанные с профессиональной деятельностью
Уметь:
- применять , полученные знания основ естественно-научных и общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
Владеть:
- основными методами естественно-научных общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
- процесс применения основ естественнонаучных и общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
Уметь:
- практически использовать основы естественнонаучных и общеинженерных дисциплин, связанные с профессиональной деятельностью.
Владеть:
- методикой применения основ естественнонаучных и общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
- навыки применения основ естественнонаучных и общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
Уметь:
- применяет навыки основ естественнонаучных и общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
Владеть:
- навыками применения основ естественнонаучных и общеинженерных дисциплин, связанных с профессиональной деятельностью.
- основные понятия, законы и модели механики, общие законы статики, динамики и гидромеханики.
Уметь:
- излагать, систематизировать и критически анализировать теоретические знания по механике и гидромеханике.
Владеть:
- методами статического, кинематического и динамического расчета задач по механике и гидромеханике.
часов
Введение. Предмет механики. Теоретическая механика ее место среди естественных и технических наук. Механика как теоретическая база ряда областей современной техники. Предмет статики.
Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, эквивалентные системы сил, силы внешние и внутренние.
Аксиомы статики. Связи и реакции связей.
Основные виды связей: гладкая плоскость, гибкая нить, шарниры, невесомый стержень; реакции этих связей
Принцип освобождаемости от связей.
Основные типы связей: гладкая свободная опора, неподвижный и подвижный шарниры, защемление, опорные стержни
Система сходящихся сил. Геометрический и аналитический способы сложения сил.
Сходящиеся силы. Равнодействующая сходящихся сил. Геометрические и аналитические условия равновесия системы сходящихся сил. Теорема о равновесии трех непараллельных сил.
Система сходящихся сил
Теория пар сил. Момент силы относительно точки как вектор. Пара сил. Момент пары сил как вектор. Теоремы об эквивалентности пар.
Сложение пар, произвольно расположенных в пространстве. Приведение произвольной системы сил к Центру. Теорема о параллельном переносе силы. Основная теорема статики о приведении системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент системы сил.
Теория пар сил
Плоская система сил. Алгебраическая величина момента силы. Вычисление главного вектора и главного момента плоской системы сил: частные случаи приведения сил к центру. Три формы условия равновесия плоской системы сил. Теорема Вариньона. Сосредоточенные и распределенные силы. Силы, равномерно распределенные по отрезку прямой, и их равнодействующей. Реакция жесткой заделки. Равновесие системы тел. Статически определимые и статически неопределимые системы. Равновесие при наличии сил трения. Коэффициент трения. Предельная сила трения. Угол и конус трения.
Равновесие плоской системы сил. Решение задач
Пространственная система сил. Момент силы относительно оси и его вычисление.
Зависимость между моментами силы относительно осей и относительно центра, лежащего на оси. Вычисление главного момента Пространственной системы сил. Аналитические условия равновесия. Условия равновесия параллельных сил. Теорема Вариньона.
Пространственная система сил. Решение задач
Центр параллельных сил и центр тяжести.
Формулы для определения координат центра параллельных сил. Центр тяжести твердого тела; формулы для определения его координат. Координаты центра тяжести одного тела. Способы определения положения центров тяжести тел. Центры тяжести дуги окружности, треугольника и кругового сектора
Определение усилий в стержнях плоской фермы. Центр тяжести системы тел.
Работа и мощность. Работа постоянной силы.
Работа силы тяжести. Работа силы при вращательном движении.
Работа силы. Решение задач
Введение в кинематику. Кинематика точки.
Предмет кинематики. Пространство и время в классической механике. Относительность механического движения. Система отчета.
Задачи кинематики. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки.
Скорость точки как производная ее радиус-вектора по времени.
Кинематика точки
Поступательное и вращательное движение Твердого тела. Поступательное движение твердого тела, теорема о траекториях, скоростях и ускорениях тела. Уравнение вращательного движения тела, угловая скорость и угловое ускорение. Скорость и ускорение точки вращающегося тела.
Представление скорости и ускорения точки тела в виде векторного произведения
Вращение тела вокруг неподвижной оси
Плоское движение твердого тела.
Определение плоского движения. Уравнения плоского движения. Разложение движения на поступательное вместе с полюсом и вращение вокруг полюса. Независимость угловой скорости и углового ускорения от выбора полюса. Скорость точки плоской фигуры. Теорема о проекциях скоростей двух точек тела. Мгновенный центр скоростей.
Ускорение точки тела
Плоское движение твердого тела
Сложное движение точки. Абсолютное и относительное движение точки, переносное движение. Относительные, переносные и абсолютные скорость и ускорение точки.
Теорема о сложении скоростей. Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление ускорения Кориолиса
Сложное движение точки
Сложное движение твердого тела.
Сложение поступательных движений.
Сложение вращений пересекающихся и параллельных осей. Пара вращений.
Кинематический винт.
Сложное вращение тела
Динамика точки. Предмет динамики.
Основные понятия: масса, материальная точка, сила. Законы механики Галилея-Ньютона. Инерционная система точки.
Дифференциальные уравнения движения точки. Решение первой и второй задачи.
Начальные условия.
Вторая основная задача динамики точки
Прямолинейные колебания точки.
Свободные колебания точки под действием восстанавливающей силы. Амплитуда, фаза, частота и период колебаний. Затухающие колебания при сопротивлении, пропорциональном скорости; период этих колебаний, декремент затухания.
Апериодические движения. Вынужденные колебания при действии гармонической возмущающей силы и сопротивлении, пропорциональном скорости; случай отсутствия сопротивления
Относительное движение точки. Дифференциальные уравнения относительного движения точки. Переносная и кориолисова силы инерции. Принцип относительности классической механики. Случай относительного покоя.
Относительное движение и прямолинейные колебания точки. Решение задач
Введение в динамику механической системы. Механическая система. Классификация сил, действующих на механическую систему: силы внешние и внутренние.
Свойства внутренних сил. Масса системы.
Центр масс; радиус-вектор и координаты центра масс.
Момент инерции. Момент инерции тела относительно оси; радиус инерции. Теорема Гюйгенса.
Теорема о движении центра масс системы.
Дифференциальные уравнения движения системы. Теорема о движении центра масс.
Следствие
Теорема о движении центра масс системы.
Решение задач
Теорема об изменении количества движения.
Количество движения точки. Элементарный импульс силы. Импульс силы за конечный промежуток времени и его проекции на координатные оси. Теорема об изменении количества точки в конечной и дифференциальной формах. Количество движения системы. Теорема об изменении количества движения системы в конечной и дифференциальной формах. Следствие.
Теорема об изменении момента количества Движения. Момент количества движения точки относительно центра и оси. Теорема об изменении количества движения точки.
Сохранение момента количества движения точки в случае центральной силы. Секторная скорость. Закон площадей. Главный момент количества движения системы относительно центра и оси. Теорема об изменении момента количества движения системы. Следствия.
Теорема об изменении кинетического момента в относительном движении по отношению к центру масс.
Теорема об изменении количества движения и момента количества движения системы.
Решение задач об определении давления жидкости на опору
Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая энергия материальной точки. Элементарная работа силы. Работа силы на конечном перемещении точки ее приложения. Мощность. Работа силы тяжести силы упругости и силы трения.
Теорема об изменении кинетической энергии точки в дифференциальной и конечной формах кинетической энергии системы.
Вычисление кинетической энергии твердого тела при его различных движениях. Теорема об изменении кинетической энергии системы в дифференциальной и конечной формах.
Работа сил, приложенных к вращающемуся телу
Теорема об изменении кинетической энергии системы . Решение задач
Динамика твердого тела. Дифференциальные уравнения поступательного движения тела. Дифференциальное уравнение вращения тела вокруг неподвижной оси.
Физический маятник. Дифференциальное уравнение плоского движения твердого тела
Принцип Даламбера. Силы инерции материальной точки. Принцип Даламбера для материальной точки. Приведение системы сил инерции к центру. Главный вектор и главный момент сил инерции. Определение динамических реакций подшипников при вращении тела. Случай, когда ось вращения является главной центральной осью вращения.
Принцип Даламбера для системы.
Определение динамических опорных реакций
Принцип возможных перемещений и общее Уравнение динамики. Связи, налагаемые на механическую систему. Возможные перемещения материальной точки и механической системы. Число степеней свободы. Идеальные связи. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики.
Принцип возможных перемещений. Решение задач о равновесии сложных конструкций
Уравнения Лагранжа второго рода.
Обобщенные координаты системы, обобщенные скорости. Выражение элементарной работы в обобщенных координатах. Обобщенные силы и их выражение. Условие равновесия системы в обобщенных координатах. Дифференциальные уравнения движения системы в обобщенных координатах или уравнения Лагранжа второго рода. Уравнения Лагранжа в случае потенциальных сил. Понятие об устойчивости равновесия
Общее уравнение динамики. Уравнение Лагранжа второго рода. Решение задач
Элементы теории удара. Явление удара.
Ударная сила и ударный импульс. Теорема об изменении количества движения системы при ударе. Прямой центральный удар тела о неподвижную поверхность; упругий и неупругий удары.
Коэффициент восстановления при ударе и его опытное определение. Прямой центральный удар двух тел. Теорема Карно.
Элементы теории удара. Решение задач
кабинетов, лабораторий, тренажеров и пр.
Учебный процесс при преподавании курса основывается на использовании традиционных, инновационных и информационных образовательных технологий. Традиционные образовательные технологии представлены лекциями и семинарскими (практическими) занятиями. Инновационные образовательные технологии используются в виде широкого применения активных и интерактивных форм проведения занятий. Информационные образовательные технологии реализуются путем активизации самостоятельной работы студентов в электронной информационно-образовательной среде (ЭИОС).
Дисциплина может быть реализована частично или полностью с использованием ЭИОС Института (ЭО и ДОТ). Аудиторные занятия и другие формы контактной работы обучающихся с преподавателем могут проводиться с использованием платформ Microsoft Teams, в том числе, в режиме онлайн-лекций и онлайн-семинаров.
Рекомендации по освоению лекционного материала, подготовке к лекциям
Лекции (урок) являются одним из видов учебной деятельности обучающихся при освоении образовательной программы среднего профессионального образования. В ходе лекций преподаватель излагает и разъясняет основные, наиболее сложные понятия темы, тенденции развития, а также связанные с ней теоретические и практические проблемы, дает рекомендации и указания на подготовку к практическим занятиям и самостоятельной работе.
Рекомендации по подготовке к практическим занятиям
Проведение практических занятий должно быть направлено на углубление и закрепление знаний, полученных на лекциях и в процессе самостоятельной работы. Проведение практических занятий направлено на формирование навыков и умений самостоятельного применения полученных знаний в практической деятельности. Практическое задание начинается со вступительного слова преподавателя, формулирующего цель занятия и характеризующего его основную проблематику. Преподаватель задает вопросы по теме занятия, заслушиваются ответы обучающихся. Поощряется выдвижение и обсуждение альтернативных мнений.
Практические занятия предполагают решение практических заданий.
В целях контроля подготовленности обучающихся преподаватель в ходе занятий осуществляет текущий контроль знаний путем проведения устных опросов, контрольно-практического задания, тестовых заданий.
Рекомендации по организации самостоятельной работы
Самостоятельная работа включает изучение учебной, учебно-методической литературы, поиск в сети Интернет публикаций по актуальным вопросам, связанным с проблематикой дисциплины; освоение теоретического материала; подготовку к практическим занятиям, подготовку к экзамену.
Завершается изучение дисциплины экзаменом / зачетом.
При подготовке к экзамену/зачету необходимо ориентироваться на конспекты лекций, рабочую программу дисциплины, рекомендуемую литературу, Интернет-ресурсы. Нужно знать, понимать смысл основных понятий и терминов и уметь его разъяснять; демонстрировать формируемые в результате освоения дисциплины общепрофессиональные и профессиональные компетенции.