Рабочая программа дисциплины механика раздел: Теоретическая механика для специальностей: 260201 Технология хранения и переработки зерна
| скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УТВЕРЖДАЮ Декан Технологического факультета _____________проф. Пащенко Л.П. “____”__________________2004 г. Декан факультета Прикладной биотехнологии _____________проф. Востриков С.В “____”__________________2004 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ МЕХАНИКАРаздел: Теоретическая механикадля специальностей: 260201 – Технология хранения и переработки зерна; 260202 – Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий; 260203 – Технологи сахаристых продуктов. 260204 – Технология бродильного производства и виноделия направление: 260200 – Производство продуктов из растительного сырья ^ на заседании кафедры, протокол № от “___”________________2004 г. Заведующий кафедрой теоретической механики ___________________________ проф. Колодежнов В.Н. на заседании методической комиссии по образованию в области технологии и сырья растительного происхождения протокол № от “___”____________ 2004 г. Председатель методической комиссии _________________________ проф. Петров С.М. ^ __________________________ проф. Шевцов А.А. Заведующий кафедрой Технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств__________________________ проф. Магомедов Г.О. ^ __________________________ проф. Громковский А.И. Заведующий кафедрой Технологии бродильных производств и виноделия__________________________ проф. Востриков С.В. Воронеж 2004 г. ^ . Современные требования к подготовке инженеров по специальностям 260201, 260202, 260203, 260204 в рамках направления 260200 – «Производство продуктов из растительного сырья» вызывают необходимость значительно улучшить их общетеоретическую подготовку. Составной частью этой подготовки является освоение курса теоретической механики как теоретического базиса для изучения ряда как традиционных общеинженерных, так и специальных технических дисциплин. Основная цель изучения теоретической механики - развитие и формирование у студентов единого подхода к математическому описанию широкого круга механических явлений, составляющих основу современной техники, и как следствие этого, подготовка студентов к успешному изучению других технических дисциплин по профилю избранной специальности. ^ . Теоретическая механика включает в себя три составные части: статику, кинематику, динамику. Изучив статику, студент должен знать: основные понятия и аксиомы статики; вид различных систем сил, действующих на твердые тела; операции, которые можно производить над силой и различными системами сил; приведение системы сил к простейшему виду; условия равновесия сил, приложенных к твердому телу; методы преобразования системы сил в эквивалентные системы; порядок решения задач статики по определению неизвестных параметров. Изучив кинематику студент должен знать: основные понятия кинематики и способы задания движения точки; физический (механический) смысл и определения кинематических параметров движущейся точки: дуговой координаты, пройденного пути по траектории, скорости, касательного, нормального и полного ускорений, формулы, по которым их можно вычислить при различных способах задания движения точки; классификацию частных случаев движения точки по значению его кинематических параметров: скорости, касательного, нормального и полного ускорений; определение трех видов движения твердого тела: поступательного движения, вращения вокруг неподвижной оси, плоского движения. физический (механический) смысл и определение кинематических параметров движущегося твердого тела: уравнений движения, угловой скорости, углового ускорения, мгновенного центра скоростей и ускорений; формулы для определения скорости, касательного, нормального и полного ускорений точки тела и их связь с кинематическими параметрами движущегося твердого тела; определение абсолютного, относительного и переносного движений точки; формулы скорости и ускорений точки в сложном движении для поступательного и вращательного переносных движений; порядок решения задач кинематики. Изучив динамику, студент должен знать: основные понятия и аксиомы динамики; получение дифференциальных уравнений движения относительно различных систем; постановку и порядок решения первой и второй задачи динамики точки; дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси; содержание общих теорем динамики материальной точки и механической системы; принцип Даламбера для материальной точки и твердого тела; содержание основных понятий аналитической динамики; уравнения Лагранжа 2 рода, методику решения задач динамики с их помощью. постановку и решение задач на колебания и устойчивость механических систем. В результате изучения данной дисциплины студенты должны: ^ об основных проблемах изучаемых в курсе теоретической механики; о приложениях задач теоретической механики в технических и специальных дисциплинах; о методах решения задач по теоретической механике; ^ основные понятия статики, кинематики, динамики; основные законы и теоремы статики, кинематики, динамики; общие принципы решения задач по теоретической механике; 3) уметь: четко формулировать основные законы, принципы и общие теоремы статики, кинематики, динамики; решать задачи по теоретической механики; применять теоремы и принципы механики к решению некоторых задач по специальным дисциплинам; 4) иметь опыт: в решении упражнений по теоретической механике; ^
^ 4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.
( Название раздела указывается в соответствии с обязательным минимумом содержания, изложенным в ГОС ВПО) ^ 4.2.1 Лекционные занятия 2 СЕМЕСТР (17 часов) СТАТИКА ( 4 часа) 1. Основные понятия и аксиомы статики. Предмет статики. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, сила, система сил, равновесие абсолютно твердого тела. Аксиомы статики и их следствия. Активные силы и реакции связей. Основные задачи статики. 2. Система сходящихся сил. Приведение системы сходящихся сил к равнодействующей. Условия равновесия системы сходящихся сил. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Момент силы относительно точки. Пара сил. Момент пары сил. Теорема о парах сил. 3. Плоская система сил. Лемма о параллельном переносе сил. Приведение плоской системы сил к простейшему виду. Частные случаи приведения плоской системы сил. Условия равновесия плоской системы сил. Теорема о моменте равнодействующей. Сосредоточенные и распределенные силы. Силы, распределенные по отрезку (распределенная нагрузка), и их равнодействующая. Статические определимые и статические неопределимые системы. Пространственная система сил. Момент силы относительно оси. Условия равновесия пространственной системы сил. 4. Равновесие тела при наличии трения скольжения. Коэффициент трения скольжения. Предельная сила трения. Угол и конус трения. Равновесие тела при наличии трения скольжения. Трение качения. Коэффициент трения качения. Центр системы параллельных сил и центр тяжести. Определение положения центра системы параллельных сил и центра тяжести. Методы нахождения положения центра тяжести. Центры тяжести простейших фигур. ^ 5. Основные понятия кинематики и способы задания движения точки. Предмет кинематики. Пространство и время классической механики. Относительность механического движения. Система отсчета. Траектория точки. Способы задания движения точки. Понятие о производной вектора по скалярному аргументу. Скорость точки при векторном координатном и естественном способах задания движения. Ускорение точки при векторном координатном и естественном способах задания движения. Касательное и нормальное ускорение. Частные случаи движения точки. 6. Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорения точек твердого тела в поступательном движении. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение твердого тела. Частные случаи вращения твердого тела вокруг неподвижной оси. Скорость и ускорение точки твердого тела. Векторы угловой скорости и углового ускорения тела. Понятие плоского движения твердого тела. Уравнения движения плоской фигуры. Теорема о зависимости между скоростями двух точек плоской фигуры. Следствие из теоремы. Мгновенный центр скоростей. Определение скоростей точек плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей. Определение ускорения любой точки плоской фигуры. 7. Сложное движение точки. Абсолютное и относительное движение точки. Переносное движение. Относительная, переносная и абсолютная скорости и относительное, переносное и абсолютное ускорения точки. Теорема о сложении скоростей. Теорема Кориолиса о сложении ускорений. Модуль и направление кориолисова ускорения. Введение в движение твердого тела вокруг неподвижной точки и движение свободного твердого тела. ^ 8. Введение в динамику. Основные понятия и определения. Законы динамики. Дифференциальные уравнения движения точки в инерциальной системе отсчета и их интегрирование. 9. Общие теоремы движения точки. Количество движения, кинетическая энергия точки, работа силы, импульс силы. Теоремы об изменении количества движения, моменты количества движения и кинетической энергии точки. 10. Введение в динамику системы. Внешние и внутренние силы. Масса системы, центр масс. Моменты инерции механической системы. Момент инерции относительно оси. Радиус инерции. Моменты инерции однородных тел. Теорема о движении центра масс. 11. Теорема об изменении количества движения системы. Закон сохранения количества движения системы. Теорема об изменении главного момента количества движения системы. Закон сохранения главного момента количества движения. Теорема об изменении кинетической энергии системы. Поступательное и вращательное движение твердого тела. 12. Принцип Даламбера для материальной точки и для системы. Динамические реакции. Давление на ось вращающегося тела. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики. Обобщенные координаты. Уравнение Лагранжа 2-го рода. ^ Практические занятия не предусматриваются. 5. Лабораторный практикум. 2 СЕМЕСТР (17 часов)
Лабораторные занятия способствуют прочному усвоению основных положений теоретического курса механики, знакомят студентов с практическими приложениями и служат введением к задачам решаемых в технических и специальных дисциплинах. ^ 6.1 ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ. В рамках текущего контроля осуществляется рейтинговая оценка знаний студентов. ^ Промежуточный контроль знаний студентов предполагает проведение одного коллоквиума, выполнение трех РГР и одной домашней контрольной работы. ^ 1. Какое тело называется абсолютно твердым? 2. Сформулируйте аксиомы статики. 3. Какая сила называется равнодействующей данной системы сил? 4. Чем отличается равнодействующая данной системы сил от силы, уравновешивающей эту систему? 5. В чем состоит принцип затвердевания? 6. Если деформируемое (не абсолютно твердое) тело находится в равновесии под действием системы сил, то будут ли эти силы удовлетворять условиям равновесия абсолютно твердого тела? 7. Что называется связями? 8. Что называется реакцией связи? 9. Как направлена реакция гладкой неподвижной поверхности, на которую опирается абсолютно твердое тело? Как направлена сила давления тела на эту поверхность? Всегда ли эти силы равны по величине? 10. Геометрический и аналитический способы определения равнодействующей силы? 11. Как формулируется теорема о проекции равнодействующей силы на данную ось? 12. Сформулируйте условия равновесия плоской сходящейся системы сил. 13. Как формулируются условия равновесия системы сходящихся сил.? 14. Сформулируйте теорему о трех уравновешивающихся непараллельных силах? 15. Что называется моментом силы относительно данной точки? 16. Сформулируйте теорему Вариньона. 17. В каком случае момент силы относительно точки равен нулю? 18. Как формулируются условия равновесия плоской системы сил? 19. Что называется моментом силы относительно данной оси? 20. В каких случаях момент силы относительно данной оси равен нулю? 21. Как направлен вектор-момент силы относительно данного центра? 22. Какая зависимость существует между вектором-моментом силы относительно данной точки и моментом той же силы относительно оси, проходящей через эту точку? 23. Если вектор-момент данной силы относительно начала координат лежит в координатной плоскости хОу, то чему равен момент этой силы относительно оси Oz? 24. Момент данной силы относительно начала координат направлен по биссектрисе координатного угла xOy. Чему равны моменты этой силы относительно координатных осей Ox, Oy, Oz? 25. Чему равны проекции главного вектора данной системы сил на каждую из координатных осей? 26. Чему равны проекции главного момента данной системы сил относительно начала координат на каждую из координатных осей? 27. Как формулируются условия равновесия пространственной системы сил? 28. Центр тяжести. Понятие об устойчивости. ^ РГР №1. Задание С1. «Определение реакций опор твердого тела.» РГР №2. Задание К1. «Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения.» РГР №3. Задание Д1. «Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки, находящейся под действием постоянных сил.» Тема домашней контрольной работы Домашняя контрольная работа проводится с целью закрепления знаний по разделу «Кинематика». Контрольная работа на тему «Кинематика твердого тела» включает задачи на поступательное, вращательное и плоско-параллельное движение. ^ В качестве итогового контроля при изучении дисциплины используется зачет. ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ 1. Основные способы задания движения материальной точки. 2. Скорость точки при векторном и естественном способах задания движения материальной точки. 3. Скорость точки при координатном способе задания движения материальной точки. 4. Как определяется траектория точки из уравнений ее движения в декартовых координатах? 5. Ускорение точки при векторном и координатном способах задания движения материальной точки. 6. Ускорение точки при естественном способе задания движения материальной точки. 7.Теорема о скоростях и ускорениях точек твердого тела, движущегося поступательно? 8. Какое движение твердого тела называется вращением относительно неподвижной оси. Угловая скорость и угловое ускорение твердого тела. 9.Какое вращение твердого тела называется равномерным, равнопеременным? Основные закономерности равномерного и равнопеременного вращения. 10.Как выражается зависимость между угловой скоростью вращающегося тела и линейной скоростью какой-либо точки этого тела? 11.Какое движение материальной точки называется относительным, переносным? 12.Что называется относительной и переносной скоростью? Сформулируйте теорему сложения скоростей. 33. Что называется переносным и относительным ускорением точки? Сформулируйте теорему сложения ускорений. 14. Как вычисляется и куда направляется кориолисово ускорение? 15.Какое движение твердого тела называется плоскопараллельным? 16. Определение скоростей точек тела при плоско-параллельном движении. 17. Теорема о проекциях скоростей двух точек плоской фигуры на ось, проходящую через эти точки. 18. Определение ускорений точек тела при плоско-параллельном движении. 19.Что называется мгновенным центром скоростей плоской фигуры. Определение скоростей точек тела по величине и направлению через мгновенный центр скоростей. 20. Частные случаи определения положения мгновенного центра скоростей. 21. Мгновенный центр ускорений. Определение ускорений точек тела через мгновенный центр ускорений. 22. Основные законы динамики. Две основные задачи динамики. 23. Дифференциальные уравнения динамики материальной точки. 24. Гармонические колебания материальной точки. 25. Движение несвободной материальной точки по идеально гладкой пространственной кривой. 26. Динамика относительного движения материальной точки. 27. Количество движения, импульс силы. Теорема об изменении количества движения материальной точки. 28. Работа силы. Примеры вычисления работы характерных сил. 29. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки. 30. Мощность. 31. Центр масс механической системы. 32. Классификация сил в динамике механической системы. Основное свойство внутренних сил системы. 33. Теорема о движении центра масс механической системы. 34. Теорема об изменении количества движений механической системы. 35. Теорема об изменении момента количества движений механической системы. 36. Теорема о связи между моментами инерции тела относительно двух параллельных осей, одна из которых проходит через центр масс тела. 37. Кинетический момент твердого тела относительно оси вращения. 38. Дифференциальные уравнения динамики поступательного движения твердого тела и его вращения относительно неподвижной оси. 39. Дифференциальные уравнения динамики проско-параллельного движения твердого тела. 40. Кинетическая энергия механической системы. Вычисление кинетической энергии твердого тела при поступательном движении, вращении вокруг неподвижной оси и при плоско-параллельном движении. 41. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы. 42. Принцип Даламбера для материальной точки. 43. Принцип Даламбера для механической системы. 44. Возможные перемещения системы. Принцип возможных перемещений. 45. Обобщенные координаты. Понятие о степенях свободы. Условия равновесия системы в обобщенных координатах. 46. Общее уравнение динамики. 47. Уравнения Лагранжа II рода. ^ 7.1. ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА: 1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учебник для студ. втузов (гриф МО). – 12-е изд., стереотип. – М.: Высш. шк., 2002. – 416 с. 2. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики: Учеб. пособие для студ. вузов (гриф МО): Статика. Кинематика. Динамика – 8-е изд. стереотип. – СПб: Лань, 2001. – 768 с. 3. Мещерский И.В. Задачи по теоретической механике: Учеб. пособие для студ., обуч. По технич. спец./ Под ред. В.А.Палькова, Д.Р.Меркина. – 37-е изд., испр. – СПб: Лань, 1998. – 448 с. 4. Аркуша А.И. Руководство к решению задач по теоретической механике: Учеб. пособие для студ. вузов. – 4-е изд., испр., - М.: Высш. шк., 1999. – 336 с. 5.Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике. Под общ. ред. А.А.Яблонского. Учебное пособие для технических вузов. – 11-е стереотип. – М.: Интеграл-Пресс, 2003. – 384 с. 6. Теоретическая механика в примерах и задачах: учеб. пособие для студ. втузов./ Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. – 10-е изд.: перераб. И доп. _СПб.: Политехника, 1995. – 670 с. ^ 1. Кущев Б.И. Теоретическая механика: Учеб. пособие для студ. вузов/ ВГТА. – Воронеж. 2000. – 166 с. 2. Авдеев Н.Е. Теоретическая механика: Учеб. пособие для студ. вузов/ ВГТА. – Воронеж. 2003. – 172 с. 3.Колодежнов В.Н. Теоретическая механика в задачах статики на взаимодействие тел с жидкостью. Учеб. пособие / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2000. -160 с. 4. Кущев Б.И., Колодежнов В.Н. Теория и практика решения задач по статике. / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж,1997. -112 с. 5. Кущев Б.И., Лукашевский В.Н. Многовариантность решения задач по динамике. / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж. 1998.-92 с. 6. Теоретическая механика. Сборник заданий для расчетно-графических работ. Под ред. Колодежнова В.Н., / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж. 1995. –164 с. 7. Кущев Б.И., Сумин В.А. Динамика прямолинейного движения точки: Методические указания и задания для самостоятельной работы по теоретической механике / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 1999. – 26 с. 8. Колодежнов В.Н., Кущев Б.И., Сумин В.А. Динамика материальной точки. Задания для рубежного контроля знаний по теоретической механике/Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2000. 8 с. 9. Колодежнов В.Н., Кущев Б.И., Сумин В.А. Статика и кинематика. Задания для проверки остаточных знаний по теоретической механике/ Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2000. 12 с. 10. Кущев Б.И. Теория и практика решения задач по кинематике: Учеб. пособие// Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2003. - 208 с ^ 1.Айзенберг Т.Б. и др. Руководство к решению задач по теоретической механике./ Под ред. И.М.Воронкова. Изд. 6-е, стереотип. –М.:Высшая школа, 1968. –419 с. 2. Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах. И 3 т. Т.1.: Статика и кинематика. - М.:Наука, 1990. – 670 с.. 3. Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах. И 3 т. Т.2.: Динамика. - М.:Наука, 1991. – 638 с. 4. Кущев Б.И., Колодежнов В.Н. Теория и практика решения задач по статике.: Учеб. пособие. / Воронеж. гос. технол. акад. –Воронеж,1997. – 112с. 5. Кущев Б.И. Теория и практика решения задач по кинематике: Учеб. пособие. / Воронеж. гос. технол. акад. -Воронеж, 2003. - 208 с 6. Кущев Б.И., Лукашевский В.Н. Многовариантность решения задач по динамике.: Учеб. пособие. / Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 1998. – 92 с.. 7.Казбан А.М. Проблемы основ механики./ Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж: 2000, -110 с. 8.Теоретическая механика во втузах. Изд. 2-е, испр./ Под. общей ред. А.А.Яблонского. –М.: Высшая школа, 1975. –311с.
При проведении лекционных и лабораторных занятий используются плакаты и макеты. Для проведения входного тестирования, коллоквиумов и других видов промежуточного контроля используются следующие контролирующие программы для ПЭВМ: 1. Кущев Б.И., Лукашевский В.Н. «Вращательное движение твердого тела». 2. Колодежнов В.Н. «Плоская система сил (входное тестирование) – 1 блок». 3. Кущев Б.И., Байко А.В. «Плоская система сил – 2 блок». 4. Колодежнов В.Н., Кущев Б.И., Марков А.С., Харченко Л.А. «Способы задания движения. Вычисление скоростей и ускорений точки». 5. Авдеев Н.Н. «Плоская система сил. Теоретическая механика в вопросах и ответах». 6. Колодежнов В.Н., Кущев Б.И., Байко А.В., Лукашевский В.Н. «Кинематика точки». 7. Байко А.В., Кущев Б.И. «Равновесие плоской системы сил». 8. Колодежнов В.Н., Кущев Б.И., Авдеев Н.Е., Марков А.С., Харченко Л.А., Казбан А.М., Лукашевский В.Н. «Динамика материальной точки» части 1, 2, 3, 4. 9. Авдеев Н.Е. Коллоквиум «Динамика материальной точки». 10. Колодежнов В.Н., Сумин В.А. «200 задач по статике и кинематике – входное тестирование». 11. Колодежнов В.Н., Кущев Б.И., Сумин В.А., Некрасов А.В. «Методика и примеры решения задач на равновесие сходящейся системы сил» 12. Колодежнов В.Н., Марков А.С., Сумин В.А. «Пакет 20 типов задач по 15 вариантов из статики, кинематики и динамики» Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования подготовки дипломированного специалиста в рамках направления 260200 – Производство продуктов из растительного сырья по специальностям: 260201 – «Технология хранения и переработки зерна», 260202 – «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», 260203 – «Технологи сахаристых продуктов», 260204 – «Технология бродильного производства и виноделия». Программу составили: канд. ф-м наук, проф. Б.И. Кущев канд. техн. наук, ст. преп. А.В. Некрасов
|
хорошо
1 