Рабочая программа Наименование дисциплины Теоретическая механика По специальности 220201. 65 Управление и информатика в технических системах

скачать М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ ИМЕНИ ИВАНА ФЕДОРОВА» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ______________ Т.В. Маркелова «_____» ___________2011 г. рабочая программа ^ Наименование дисциплины Теоретическая механика По специальности 220201.65 Управление и информатика в технических системах Факультет Цифровых систем и технологий Кафедра Физики ^ Форма обучения курс семестр Курсовая работа Трудоемкость дисциплины в часах ^ Форма итогового контроля Всего часов Аудиторных часов Лекции Лабораторные занятия Курсовая работа Самостоятельная работа Очная 2 2,3 140 85 51 34 55 ^ Зачет Экзамен ^ Москва – 2011г. Составитель: П.Н. Силенко, д. т. н., профессор. Рецензент: ___________________________ Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Физики» (дата) __________________, протокол № ________. Зав. кафедрой _________________/ Уруцкоев Л.И./ Одобрена Ученым Советом факультета принтмедиа технологий (дата) __________________, протокол № __________. Председатель______________________ 1. ^ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ 1.1 Цель и задачи изучения дисциплины. изучение общих законов, которым подчиняются движение и равновесие материальных тел и возникающие при этом взаимодействия между телами; построение и исследование механико-математических моделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления; выработка навыков практического использования методов, предназначенных для математического моделирования движения систем твёрдых тел. 1.2 Требования к знаниям и умениям. Задача изучения дисциплины состоит в том, что в результате изучения курса «Теоретическая Механика» студент должен знать: - основные законы теоретической механики, а также методы и приемы решения задач для твердого тела и системы твердых тел; - основные законы статики; - основные законы кинематики; - основные законы динамики; Студент должен уметь: - решать задачи на равновесие и задачи по кинематике, а также по определению динами­ческих характеристик твердого тела; 1.3 Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины. - Математика – математический анализ, элементы линейной алгебры, решение дифференциальных уравнений - Программирование и основы алгоритмизации ^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1 Наименование тем, их содержание и объем в часах 2.2. Содержание разделов дисциплины Наименование тем Общая трудоемкость (часов) Лекции Лабораторные занятия СРС Всего часов Введение Тема 1. Кинематика 10 4 8 22 Тема 2. Винт 1 2 2 5 Тема 3. Динамика: основные соотношения статики 4 2 4 10 Тема 4. Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела 2 2 3 7 Тема 5 Общие теоремы и законы сохранения 8 8 8 24 Тема 6. Удар 2 2 2 6 Тема 7. Гироскопы 2 2 2 6 Тема 8. Принципы механики и общее уравнение динамики 4 2 6 12 Тема 9. Обобщенные координаты 2 2 3 7 Тема 10. Связи, обобщённые скорости, обобщённые силы. 2 2 3 7 ^ Тема 11 Уравнения Лагранжа. 8 1 6 15 Тема 12 Колебания и устойчивость 4 4 8 16 Итого 51 34 55 140 ^ Тема 1. Кинематика Способы задания движения точки. Уравнения траектории точки. Скорость и ускорение точки при различных способах задания её движения. Траектории, скорости и ускорения точек тела при поступательном движении. Векторы угловой скорости и углового ускорения твёрдого тела. Распределение скоростей и ускорений точек твёрдого тела при плоском движении. Мгновенный центр скоростей, методы его нахождения. Мгновенный центр ускорений, методы его нахождения. Сложное движение точки; абсолютное, переносное и относительное движения. Теоремы о скоростях и ускорениях точки при сложном движении. Кориолисово ускорение. Сложное движение твёрдого тела. Теорема о сложении угловых скоростей. Сложение мгновенных движений. Тема 2. Винт Кинематический винт и его элементы приведения; параметр невырожденного винта. Кинематические инварианты. Стандартное представление кинематического винта (при помощи коллинеарных элементов приведения). Ось кинематического винта. Мгновенно-винтовое движение. ^ Тема 3. Динамика: основные соотношения статики Вектор силы, его модуль, направление и компоненты; точка приложения силы. Момент силы относительно точки (полюса), его свойства. Момент силы относительно оси. Системы сил, их эквивалентность. Пара сил и её момент. Главный вектор и главный момент произвольной системы сил. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Центр системы параллельных сил. Центр тяжести тела. Приведение произвольной системы сил к простейшему виду. Уравнения равновесия для произвольной системы сил. Законы трения скольжения (при покое); угол трения и конус трения. Понятие о трении качения и верчения. Инварианты произвольной системы сил (статические инварианты). Силовой винт и его элементы приведения; параметр невырожденного винта. Стандартное представление силового винта (при помощи коллинеарных элементов приведения). Ось силового винта (центральная ось системы сил), уравнения оси невырожденного винта. Условия приведения произвольной системы сил к равнодействующей. Теорема Вариньона. ^ Тема 4. Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела Аксиомы динамики. Первая и вторая задачи динамики. Дифференциальные уравнения движения материальной точки в векторной и координатной формах. ^ Тема 5. Общие теоремы и законы сохранения Теорема об изменении количества движения системы в дифференциальной и интегральной формах. Теорема о движении центра масс. Теорема об изменении кинетического момента системы относительно неподвижного полюса в дифференциальной и интегральной формах. Момент инерции и кинетический момент твёрдого тела относительно оси. Оператор инерции (тензор инерции) твёрдого тела. Осевые и центробежные моменты инерции, их свойства; радиус инерции. Эллипсоид инерции. Главные оси инерции, главные центральные оси инерции. Теорема Гюйгенса – Штейнера. Теорема об изменении кинетической энергии системы в дифференциальной и интегральной формах. Силовые поля. Полная механическая энергия. Теорема об изменении полной механической энергии. Условия сохранения полной механической энергии; интеграл энергии. Тема 6. Удар Основные уравнения теории удара. Гипотеза Ньютона. Определение коэффициента восстановления. Частные вопросы теории удара. ^ Тема 7. Гироскопы Уравнение динамики твёрдого тела с неподвижной точкой. Динамические уравнения Эйлера. Задача о движении тяжёлого твёрдого тела с неподвижной точкой. Понятие о регулярной прецессии. Приближённая теория гироскопа. Теорема Резаля. Гироскопы с тремя и двумя степенями свободы. Гироскопический момент. Прецессия тяжёлого гироскопа. Примеры применения гироскопов в технике. ^ Тема 8. Принципы механики и общее уравнение динамики Возможные перемещения; условия на их компоненты, налагаемые связями. Принцип Даламбера и уравнения динамического равновесия для системы материальных точек; метод кинетостатики. Общее уравнение динамики ^ Тема 9. Обобщенные координаты Конфигурационное пространство голономной механической системы; число её степеней свободы. Обобщённые координаты; требования к параметризации механической системы. Выражение возможных перемещений через вариации обобщённых координат. ^ Тема 10. Связи, обобщённые скорости, обобщённые силы. Связи и их уравнения. Обобщённые скорости. Выражение скорости точки системы через обобщённые скорости. Возможная работа и возможная мощность системы сил. Обобщённые силы, способы вычисления обобщённых сил. Идеальные связи; геометрическая интерпретация условия идеальности. Идеальность внутренних связей в неизменяемой системе материальных точек. ^ Тема 11. Уравнения Лагранжа. Уравнения Лагранжа второго рода: вывод и методика применения. Обобщённые импульсы. Порядок решения задач динамики голономных механических систем при помощи компьютера. Тема 12. Колебания и устойчивость Понятие об устойчивости равновесия. Малые свободные колебания механической системы с двумя (или n) степенями свободы и их свойства, собственные частоты и коэффициенты формы. 2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах № п/п Наименование лабораторных занятий Объем в часах по формам обучения Очная Очно-заочная Заочная 1 Лабораторные работы № 1,2,3,4,5,6. Составление программ для ПК при решении задач по кинематике 4 2 Составление программ для ПК при решении задач по теме: Винт 2 3 Составление программ для ПК при решении задач по статике 2 4 Составление программ для ПК при решении задач по теме: Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела 2 5 Лабораторные работы:№7,8,9,11,12 Составление программ для ПК при решении задач по теме: Общие теоремы и законы сохранения 8 6 Лабораторные работы № 10. Составление программ для ПК при решении задач по теме: Удар 2 7 Лабораторные работы № 17,18,19,20,21. Составление программ для ПК при решении задач по теме: Гироскопы 2 8 Составление программ для ПК при решении задач по теме: Принципы механики и общее уравнение динамики 2 9 Составление программ для ПК при решении задач по теме: Обобщенные координаты 2 10 Составление программ для ПК при решении задач по теме: Связи, обобщённые скорости, обобщённые силы. 2 11 Лабораторные работы № 15,16. Составление программ для ПК при решении задач по теме: Уравнения Лагранжа 2 12 Лабораторные работы № 13,14, ,22. Составление программ для ПК при решении задач по теме: Колебания и устойчивость 4 2.4. Курсовая работа, ее характеристика Курсовая работа не выполняется . 2.5. Организация самостоятельной работы №№ п/п ^ НАИМЕНОВА­НИЕ ТЕМ, РАЗ­ДЕЛОВ Виды и формы самостоятельной работы (распределение часов по формам обучения) Подготовка к практиче­скому (семи­нару, лаб., работе ) Подготов­ка рефера­тов, док-ладов, сообщений и ин­формаци­онных ма­териалов Выполнение домашних контрольных и иных заданий Подготовка к промежу­точной атте­стационной работе (в т.ч. коллоквиум, тестиро­вание и про­чее) Подготовка к зачету (экза­мену) Очная Очная Очная Очная Очная СРС 1 Введение Тема 1. Кинематика 2 1 1 2 6 2 Тема 2. Винт 1 0,5 0,5 2 3 Тема 3. Динамика: основные соотношения статики 1 1 1 1 4 4 Тема 4. Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела 0,5 0,5 2 3 5 Тема 5 Общие теоремы и законы сохранения 2 2 2 2 8 6 Тема 6. Удар 0.5 0.5 1 2 7 Тема 7. Гироскопы 0.5 0.5 1 2 8 Тема 8. Принципы механики и общее уравнение динамики 2 2 2 2 8 9 Тема 9. Обобщенные координаты 0.5 0.5 1 1 3 10 Тема 10. Связи, обобщённые скорости, обобщённые силы. 0.5 0.5 1 1 3 11 ^ Тема 11 Уравнения Лагранжа. 1 2 1 2 6 12 Тема 12 Колебания и устойчивость 1 3 4 I 8 ИТОГО 55 ^ 3. УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 3.1.Основная и дополнительная литература Основная основная литература 1. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Часть 1, 2. – М.: Высш. шк., 1984. 2. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Наука. (любое издание после 1986 г.) 3. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. – М.: Наука. (любое издание после 1986 г.) 4. Силенко П.Н. Задания для курсовых, расчетно-графических и лабораторных работ по направлению 550200, 550300, 551800. – М.: Изд-во МГУП «Мир книги», 2005. 5. Силенко П.Н. Теоретическая механика. Конспект лекций. – М.: Изд-во МГУП, 2003. 6. Силенко П.Н. Аналитическая динамика. – М.: Изд-во МГУП, 2007. 7. Невенчанная Т.О., Егорова Л.Л., Цукерников И.Е. Общее уравнение динамики в примерах. – М., Изд-во МГУП, 2010. дополнительная литература 8. Быстров К.Н., Силенко П.Н. Сборник лабораторных работ по теоретической механике. – М.: Изд-во МГУП, 2005. 9. Сборник заданий для курсовых, расчётно-графических и лабораторных работ по теоретической механике\ Под ред. А.А.Яблонского. Изд. 3-е, 4-е и т.д. 3.2.Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий Кинофильмы, Учебные плакаты, Модели механизмов. Скачать 211,98 Kb. оставить комментарий Дата 04.03.2012 Размер 211,98 Kb. Тип Рабочая программа, Образовательные материалы