Методические указания по курсу Специальность: 050502 - технология и предпринимательство (стр. 1 из 3)
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕРМСКИЙ ГОСДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра теоретической физики и компьютерного моделирования
Прикладная механика. Теоретическая механика
Методические указания по курсу
Специальность:
050502 - технология и предпринимательство
(квалификация учитель технологии и предпринимательства)
ББК
22.2
Составитель:
22.2 Прикладная механика. Теоретическая механика:
Методические указания по курсу / Сост. Мазунина Е.С.;
Перм. гос. пед. ун-т. - Пермь, 2008. - 18 с.
Методические указания, ориентирующие студентов на самостоятельную работу по разделу курса "Теоретическая механика", составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта по специальности 050502 - Технология и предпринимательство. Они содержат программу курса, список литературы, планы лекционного курса и практических занятий, контрольные вопросы и задачи.
Методические рекомендации предназначены студентам физического факультета.
Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, профессор,
зав. кафедрой теор. физики ПГУ, Д.В.Любимов
канд. физ.-мат. наук, доцент ПГПУ В.М.Мызников.
Печатается по решению кафедры теоретической физики и компьютерного моделирования ПГПУ
ББК
ãЕ.С. Мазунина, составление, 2008
ã Пермский государственный
педагогический университет, 2008
Теоретическую механику можно рассматривать как лингвистическую систему, с помощью которой удобно описывать механические процессы и решать практические задачи. Являясь, по существу, физико-математической дисциплиной, теоретическая механика использует термины физики и математики и объединяет их в единый язык, который далее превращается в научную основу для изучения состояния покоя и движения различных объектов. Выделившись из курса физики, сейчас механика превратилась в обширную и относительно независимую область знаний. Проблемы прочности материалов и конструкций изучаются такими дисциплинами, как сопротивление материалов, строительная механика, теория упругости. Движение механизмов, машин и различных манипуляторов с их механическими проблемами изучается в курсах: «Детали машин», «Теория механизмов и машин» и пр. Большой раздел механики образуют науки, изучающие движение сплошных сред. Сюда следует отнести гидравлику, аэро- и гидромеханику, газовую динамику. В баллистике исследуется движение космических объектов. Сложно описать всю область механической ветви знаний. Здесь важно отметить, что все эти науки имеют единую основу, которой является теоретическая механика.
Курс теоретической механики традиционно делится на три раздела: статику, кинематику и динамику. Специально для специальности «технология и предпринимательство» также в курсе рассматриваются жидкости, их свойства и некоторые технические приложения.
(36 часов - лекции, 30 часа - практ. занятия)
Статика. Аксиомы статики. Связи, реакции связей.
Сходящиеся силы. Параллельные силы. Система пар сил. Плоская система сил. Главный вектор и главный момент. Произвольная система сил.
Центр тяжести твердого тела. Условия равновесия.
Кинематика. Движение материальной точки. Движение твердого тела. Степени свободы. Поступательное движение. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Плоскопараллельное движение. Движение вокруг неподвижной точки. Углы Эйлера. Сложное движение точки.
Динамика материальной точки. Дифференциальные уравнения движения. Общие теоремы динамики точки. Динамика твердого тела. Трение покоя и движения.
Жидкость и ее свойства. Идеальная жидкость. Гидростатическое давление. Основное уравнение гидростатики. Измерение давления. Силы давления жидкости на плоскую и цилиндрическую стенку. Закон Архимеда. Гидростатическая подъемная сила. Расход. Средняя скорость. Уравнение постоянства расхода. Уравнение Бернулли. Напор. Гидравлические потери. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Истечение жидкости через отверстие и насадки. Основы расчета трубопроводов. Явление кавитации. Гидравлический удар в трубопроводах.
1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1995.
2. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. СПб.: Издательство «Лань», 2004.
3. В.С. Яблонский. Краткий курс технической гидромеханики. М.: ФИЗМАТЛИТ, 1961.
4. И.В. Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. М.: Наука, 1970.
5. А.А. Кудинов. Техническая гидромеханика: учеб. пособ. М: Машиностроение, 2008.
6. Мещерский И.В., Сборник задач по теоретической механике. М.: Наука, 1973.
7. Мещерский И.В., Сборник задач по теоретической механике. М.: Наука, 1981.
8. Мещерский И.В., Задачи по теоретической механике. СПб.: Издательство «Лань», 2004.
Темы лекций
1. Введение. Основные положения статики. Аксиомы статики и их следствия. Связи, реакции связей.
Литература: [1] - стр. 9 - 17; [2] - стр. 15 - 27.
2. Система сходящихся сил. Условия равновесия системы. Теорема о трех силах. Фермы. Пространственная система сходящихся сил.
Литература: [1] - стр. 18 - 25; [2] - стр. 28 - 32.
3. Системы двух параллельных сил. Сложение двух параллельных сил направленных в одну сторону. Сложение двух не равных по модулю сил, направленных в противоположную сторону. Центр тяжести твердого тела. Виды равновесия.
Литература: [1] - стр. 86 - 94; [2] -стр. 38 - 40, 108 - 120; [3] -стр. 49 - 51.
4. Пара сил, момент пары. Момент силы, относительно точки. Свойства пар. Сложение. Условия равновесия.
Литература: [1] - стр. 31 - 37; [2] -стр. 40 - 48.
5. Плоская система сил. Главный вектор и главный момент. Условия равновесия. Произвольная пространственная система сил.
Литература: [1] - стр. 41 - 63; [2] - стр. 49 - 54, 91 - 101.
6. Трение. Законы трения скольжения. Угол трения. Трение качения. Равновесие при наличие трения.
Литература: [1] - стр. 41 - 63; [2] - стр. 49 - 54, 91 - 101.
7. Кинематика. Способы задания движения точки. Некоторые частные случаи движения точки. Поступательное движение твердого тела. Вращательное движение твердого тела вокруг оси.
Литература: [1] - стр. 95 - 126; [2] - стр. 121 - 165.
8. Плоскопараллельное движение твердого тела. Определение траекторий точек. Определение скоростей точек. Мгновенный центр скоростей. Ускорение точек при плоском движении.
Литература: [1] - стр. 127 - 146; [2] -стр. 166 - 176.
9. Движение твердого тела с одной неподвижной точкой. Углы Эйлера. Мгновенная ось вращения. Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей. Теорема о сложении ускорений.
Литература: [1] - стр. 147 - 164; [2] -стр. 189 - 206.
10.Введение в динамику. Дифференциальные уравнения движения материальной точки.
Литература: [1] - стр. 180 - 200; [2] - стр. 237 - 252.
11. Общие теоремы динамики точки. Теорема об изменении количества движения материальной точки. Теорема об изменении момента количества движения материальной точки. Работа силы. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии.
Литература: [1] - стр. 201 - 218; [2] - стр. 289 - 305.
12. Динамика системы и твердого тела. Масса системы, центр масс. Момент инерции тела относительно оси. Теорема о движении центра масс. Литература: [1] - стр. 263 - 276; [2] -стр. 382 - 386, 394 - 397, 470 - 474.
13. Основные задачи динамики твердого тела. Количество движения, момент количества движения и кинетическая энергия.
Литература: [1] - стр. 280 - 320; [2] - стр. 492 - 512.
14. Жидкость и ее свойства. Идеальная жидкость. Гидростатическое давление. Основное уравнение гидростатики.
Литература: [3] - стр. 11 - 22;. [4] - стр. 473 - 478;. [5] - стр. 27 - 38.
15. Измерение давления. Силы давления жидкости на плоскую и цилиндрическую стенку.
Литература: [3] - стр. 23 - 44;. [5] - стр. 62 - 77.
16. Гидростатическая подъемная сила. Расход. Средняя скорость. Уравнение постоянства расхода. Уравнение Бернулли.
Литература: [3] - стр. 47 - 49, 53 - 64;. [5] - стр. 77 - 84, 100 - 103, 171 - 202.
17. Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Гидравлические потери. Истечение жидкости через отверстие и насадки. Напор.
Литература: [3] - стр. 119 - 128, 165 - 192, 259 - 276;. [5] - стр. 90 - 100, 203 - 211.
18. Основы расчета трубопроводов. Явление кавитации. Гидравлический удар в трубопроводах.
Литература: [3] - стр. 200 - 225;. [5] - стр. 39 - 41, 211 - 246.
Занятие № 1. Система сходящихся сил.
Контрольные вопросы:
Система сходящихся сил.
Условия равновесия системы.
Теорема о трех силах.
Фермы.
Пространственная система сходящихся сил.
Литература: [1] - стр. 25 - 30; [2] - стр. 32 - 37.
Задачи:
1.1.
[6] - 1.4, [7] - 1.3, [8] - 1.3.1.2. [6] - 2.11, [7] - 2.10, [8] - 2.10.
1.3. [6] - 2.18, [7] - 2.18, [8] - 2.18.
1.4. Прямоугольная пластина со сторонами АВ=а и ВС=b шарнирно закреплена в вершине В, а в вершине А опирается на гладкую вертикальную стену ЕЕ. Пренебрегая весом пластины, определить реакции стены и шарнира, если к вершине С подвешен груз М весом Р.