Рабочая программа учебной дисциплины " теоретическая механика " Цикл



Скачать 166.96 Kb.
Дата03.01.2013
Размер166.96 Kb.
ТипРабочая программа



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Институт Проблем Энергетической Эффективности (ИПЭЭф)


Направление подготовки: 140100 – Теплоэнергетика и теплотехника

Профили подготовки:

Энергетика теплотехнологии

Энергообеспечение предприятий

Промышленная теплоэнергетика

Автономные энергетические системы

Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА ”


Цикл:

математический и естественнонаучный




Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

Б 2. 6




Часов (всего) по учебному плану:

144




Трудоёмкость в зачётных единицах:

4

3 семестр – 4

Лекции

36 час

3 семестр – 36

Практические занятия

36 час

3 семестр – 36

Лабораторные работы

не предусмотрены




Расчётные задания, рефераты

16 час самостоят. работы

3 семестр – 16

Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)

72 час

3 семестр – 72

Экзамены

3 семестр




Курсовые проекты (работы)

не предусмотрены






Москва - 2010

1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение общих законов, которым подчиняются движение и равновесие материальных тел и возникающие при этом взаимодействия между телами, а также овладение основными алгоритмами исследования равновесия и движения механических систем. На данной основе становится возможным построение и исследование механико-математических моделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления. Помимо этого, при изучении теоретической механики вырабатываются навыки практического использования методов, предназначенных для математического моделирования движения систем твёрдых тел.

Освоение данной дисциплины вносит существенный вклад в формирование у студента следующих компетенций:

Общекультурные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

–умения логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

–способности в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовности приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);

–готовности к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

–способности и готовности применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);

–способности и готовности к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-12);

Профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности и готовности использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);

–способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные их законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

–готовности выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способности привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);

–способности формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчёта с его публикацией (публичной защитой) (ПК-7);

–способности к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);

Задачами дисциплины являются:

–изучение механической компоненты современной естественнонаучной картины мира, понятий и законов теоретической механики;

–овладение важнейшими методами решения научно-технических задач в области меха­ники, основными алгоритмами математического моделирования механических явлений;

–формирование устойчивых навыков по применению фундаментальных положений теоретической механики при научном анализе ситуаций, с которыми инженеру приходится сталкиваться в ходе создания новой техники и новых технологий;

–ознакомление с историей и логикой развития теоретической механики.
2.МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла Б.2 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям подготовки «Энергетика теплотехнологии», «Энергообеспечение предприятий», «Промышленная теплоэнергетика», «Автономные энергетические систем», «Экономика и управление на предприятии теплоэнергетики».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: “Высшая математика”, “Ин­фор­матика”.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бака­лаврской выпускной квалификационной работы и изучении большинства дисциплин профессионального цикла.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

–основные понятия и концепции теоретической механики, важнейшие теоремы механики и их следствия, порядок применения теоретического аппарата механики в важнейших практических приложениях (ПК-2);

–определения основных механических величин, понимая их смысл и значение для теоретической механики (ПК-2);

–основные модели механических явлений, основы идеологии моделирования технических систем и принципы построения математических моделей механических систем (ПК-2);

–основные методы исследования равновесия и движения механических систем (включая составление уравнений равновесия или движения и решение данных уравнений), важнейших (типовых) алгоритмов такого исследования (ПК- 2)

Уметь:

–использовать основные понятия законы и модели механики для интерпретации и исследования механических явлений с применением соответствующего теоретического аппарата (ОК-7, ПК-2,3);

–пользоваться определениями механических величин и понятий для правильного истолкования их смысла (ПК-2,3);

–объяснять характер поведения механических систем с применением важнейших теорем механики и их следствий (ПК-2,3);

–записывать уравнения, описывающие поведение механических систем, учитывая размерности механических величин и их математическую природу (скаляры, векторы, линейные операторы) (ПК-2,3);

–применять основные методы исследования равновесия и движения механических систем, а также типовые алгоритмы такого исследования при решении конкретных задач (ПК-2,3);

–решать типовые задачи по основным разделам курса (ПК-2,3);

–пользоваться при аналитическом и численном исследования математико-механических моделей технических систем возможностями со­временных компьютеров и информационных технологий (ОК-11, ПК-1).

Владеть:

–навыками построения и исследования математических и механических моделей технических систем (ОК-1);

–навыками применения основных законов теоретической механики при решении естественнонаучных и технических задач (ПК-2,3);

–навыками применения типовых алгоритмов исследования равновесия и движения механических систем (ПК-2,3,18);

–навыками использования возможностей со­временных компьютеров и информационных технологий при аналитическом и численном исследования математико-механических моделей технических систем (ОК-11, ПК-1);

–навыками письменного аргументированного изложения собственной точки зрения (ОК-2,7, ПК-7);

–навыками практического анализа логики различного рода рассуждений (ОК-2, ПК-7).

4.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1.Структура дисциплины

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачётных единиц, 144 часа.





п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоёмкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.

Теория сил. Статика твердого тела и системы тел

24

3

8

8



8

Контрольная работа; защита типового расчёта

2.

Кинематика точки и системы точек.

6

3

2

2



2

Тест на умение строить уравнения движения

3.

Кинематика твёрдого тела. Плоское движение системы тел

30

3

10

10



10

Контрольная работа; защита типового расчета

4.

Динамика. Скалярные меры движения и взаимодействия : кинетическая энергия твёрдого тела и системы тел; обобщенные силы

6

3

2

2



2

Тест на определение мер движения и взаимодействия

5.

Дифференциальные уравнения движения механической системы в обобщенных координатах.

40

3

14

14




12

Контрольная работа; защита типового расчета




Зачёт

2

3







2







Экзамен

36

3







36

письменный




Итого:

144




36

36



72






4.2.Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1.Лекции

1. Теория сил. Статика твердого тела и системы тел

Основные понятия теории сил. Абсолютно твердое тело и аксиомы. Моменты силы относительно точки и оси. Теорема о связи моментов силы относительно точки и оси. Главный вектор и главный момент системы сил. Пара сил, ее главный вектор и главный момент. Элементарные преобразования системы сил. Леммы теории сил. Теорема о приведении системы сил к силе и паре сил. Теорема об условиях равновесия абсолютно твердого тела. Уравнения равновесия абсолютно твердого тела под действием произвольной системы сил. Частные случаи условий равновесия. Статически определенные и неопределенные задачи. Теорема об условиях эквивалентности систем сил. Следствия теоремы об условиях эквивалентности систем сил: теорема о моменте равнодействующей (теорема Вариньона), эквивалентные преобразования пар сил. Центр параллельной системы сил и центр тяжести.

2. Кинематика точки и системы точек

Основные понятия кинематики. Способы задания движения точки. Скорость и ускорение точки при векторном и координатном способах задания движения. Скорость и ускорение точки при естественном способе задания движения. Равномерное и равнопеременное движение точки.

3. Кинематика твердого тела. Плоское движение системы тел

Произвольное движение твердого тела. Вектор угловой скорости. Формулы Пуассона.

Теорема о распределении скоростей точек твердого тела при произвольном движении. Теорема о независимости угловой скорости от выбора полюса. Теорема о проекциях скоростей двух точек твердого тела. Распределение ускорений точек твердого тела при произвольном движении. Поступательное движение твердого тела. Распределение скоростей и ускорений точек. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Векторы угловой скорости и углового ускорения. Распределение скоростей и ускорений точек. Плоское движение твердого тела. Распределение скоростей и ускорений точек плоской фигуры.

Теорема о мгновенном центре скоростей (МЦС). Примеры определения МЦС. Методика определения скоростей и ускорений (линейных и угловых) при плоском движении системы твердых тел. Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей в сложном движении точки. Теорема о сложении ускорений в сложном движении точки (теорема Кориолиса).
4. Динамика. Скалярные меры движения и взаимодейсивия
Основные понятия динамики. Аксиомы динамики. Дифференциальные уравнения движения системы материальных точек. Две основные задачи динамики. Основные характеристики распределения масс механической системы. Кинетическая энергия механической системы. Теорема Кенига. Кинетическая энергия твердого тела при различных случаях движения. Элементарная работа и мощность силы. Мощность системы сил, приложенной к твердому телу. Частные случаи.

5. Дифференциальные уравнения движения механической системы в обобщенных координатах

Классификация связей. Возможные перемещения и скорости. Идеальные связи.

Обобщенные координаты. Возможные перемещения и скорости в обобщенных координатах. Тождества Лагранжа. Кинетическая энергия в обобщенных координатах и скоростях. Обобщенные силы. Условия равновесия механической системы в обобщенных координатах. Принцип Даламбера. Метод кинетостатики. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики (Принцип Даламбера-Лагранжа).

Общее уравнение динамики в обобщенных координатах. Уравнения Лагранжа второго рода. Анализ структуры уравнений движения в обобщенных координатах. Дифференциальные уравнения движения твердого тела в различных случаях. Определение динамических реакций связей при плоском движении системы твердых тел. Консервативные системы. Силовое поле. Потенциальная энергия механической системы. Обобщенные потенциальные силы.

Уравнения Лагранжа второго рода для консервативных систем. Циклические интегралы.

Интеграл энергии для консервативных систем. Теорема об изменении полной механической энергии.
4.2.2.Практические занятия

Составление и решение уравнений равновесия для плоской системы сил.

Техника решения задач статики с использованием уравнений равновесия

для нерасчленённой системы.

Кинематика точки. Составление уравнений движения. Определение скоростей и ускорений.

Аналитический метод решения задач кинематики системы твёрдых тел при плоском движении.

Геометрический метод решения задач кинематики системы твёрдых тел при плоском движении.

Вычисление кинетической энергии системы твёрдых тел в плоском движении.

Решение задач на составление уравнений Лагранжа 2-го рода для систем с одной степенью свободы.

Определение динамических реакций связей в задачах динамики.

4.3.Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.
4.4.Расчётные задания

Решение индивидуальных заданий по теме “Статика абсолютно твёрдых тел на плоскости” (выполнение задания включает составление системы линейных алгебраических уравнений 6-го или 9-го порядка с её последующим решением и предусматривает использование обучающей программы ).

Решение индивидуальных заданий по теме “Кинематика плос­кого движения системы твёрдых тел” (выполнение задания включает моделирование управляемого движения трёхзвенного робота-манипулятора, для чего студент составляет алгебро-дифференциальную систему нелинейных уравнений с последующими численным интегрированием и проверкой полученных результатов, и предусматривает использование обучающей программы ).

Решение индивидуальных заданий по теме “Уравнения Лагранжа 2-го рода” (выполнение задания включает составление дифференциальных уравнений движения механической системы с последующим нахождением обобщённых ускорений).
5.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме с обязательным обсуждением трудных для понимания мест курса.

Практические занятия проводятся в традиционной форме и включают как разбор типовых задач на доске, так и индивидуальное решение задач под контролем преподавателя.

Самостоятельная работа включает: повторение студентом изложенного на лекциях и практических занятиях учебного материала, решение индивидуальных домашних задач, выполнение расчётных заданий, подготовку к контрольным работам, зачётам и экзаменам.

6.ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля используются устный опрос, контрольные работы (три работы в семестре), проверка решения индивидуальных домашних задач и защиты типовых расчётов.

Аттестация по дисциплине – зачёт, экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому выносится оценка экзамена.

7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1.Литература:

а)основная литература:

1.Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики: Учебник. Спб.: Лань, 2008. 736 с.

2.Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: Учебное пособие. СПб.: Лань, 2005. 448 с.

3.Кирсанов М.Н. Решебник. Теоретическая механика. М.: Физматлит, 2008. 384 с.

б)дополнительная литература:

4.Корецкий А.В., Осадченко Н.В. Решение задач статики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 64 с.

5.Корецкий А.В., Осадченко Н.В. Решение задач кинематики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2004. 48 с.

6.Корецкий А.В., Кузнецов А.А., Осадченко Н.В. Решение задач динамики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2006. 68 с.

7.2.Электронные образовательные ресурсы:

а)лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Сайт в Интернете: http://vuz.exponenta.ru (имеются наборы задач по различным разделам курса теоретической механики, много полезных компьютерных программ и анимированных иллюстраций).

б)другие:

Во время самостоятельной работы студентов рекомендуется использование Электронного курса “Теоретическая механика. Статика” (MediaShell, 2010; авторы: Кирсанов М.Н., Осадченко Н.В.).
8.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебных аудиторий, а для выполнения расчетных заданий – компьютерных классов с надлежащим программным обеспечением.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки: 140100 – Теплоэнергетика и теплотехника.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т н., доцент Устинов В.Ф.

СОГЛАСОВАНО:

Директор ИПЭЭф

д.т.н., профессор Клименко А.В.

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой теоретической механики и мехатроники

д.т.н., доцент Меркурьев И.В.


Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины (модуля) «Теоретическая механика»
Дисциплина «Теоретическая механика» входит в вариативную часть (Б2) математического и естественнонаучного цикла
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «теоретическая механика»

Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconПрограмма учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»
Теоретическая механика” – это наука, изучающая движение и равновесие материальных тел, а также возникающее при этом взаимодействие...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " вычислительная механика" Цикл: профессиональный
Профили подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины "статистическая механика и теория надёжности" Цикл
Профили подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «Физика конденсированного состояния, термодинамика, статистическая физика, физическая кинетика»
Программа предназначена для подготовки специалистов по всем физическим специальностям. Курс «Термодинамика и статистическая физика»...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " теоретическая электрохимия " Цикл
Целью дисциплины является изучение основных понятий и законов электрохимии, в частности, вопросов электрохимии, составляющих базу...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины прикладная механика цикл: профессиональный
Целью дисциплины является изучение основных современных методов расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов электроэнергетических...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «строительная механика машин» Цикл: профессиональный
Целью дисциплины является изучение методов расчета на прочность статически определимых и статически неопределимых систем, находящихся...
Рабочая программа учебной дисциплины \" теоретическая механика \" Цикл iconРабочая программа дисциплины теоретическая механика и механика сплошных сред блок «Общие математические и естественнонаучные дисциплины»
«Общие математические и естественнонаучные дисциплины»; раздел «Федеральный компонент»; основная образовательная программа специальности...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org