Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»



Скачать 157.25 Kb.
Дата03.01.2013
Размер157.25 Kb.
ТипПрограмма



ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано





Утверждаю

Руководитель ООП

по специальности 130102

декан ГРФ

проф. А.С. Егоров




Зав. кафедрой

механики

проф. В.Г. Гореликов



ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»

Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»

Специализации:

«Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»,

«Сейсморазведка»

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: очная
Составитель: доц. Е.В. Шишкин

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

Составитель: доц. Е.В. Шишкин

Научный редактор: проф. В.Г. Гореликов


  1. Цели и задачи дисциплины

“Теоретическая механика” – это наука, изучающая движение и равновесие материальных тел, а также возникающее при этом взаимодействие между телами.

Целью теоретической механики является изучение общих законов движения и равновесия материальных тел и возникающих при этом взаимодействий между телами. 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.


Задачами курса теоретической механики 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 студентов с историей и логикой развития теоретической механики.
2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Теоретическая механика» относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла основной образовательной программы по направлению подготовки 130102 «Технология геологической разведки».

“Теоретическая механика” – фундаментальная естественнонаучная дисциплина, лежащая в основе современной техники. На материале теоретической механики базируются такие общетехнические дисциплины, как «Прикладная механика», «Сопротивление материалов», «Теория механизмов и машин», «Детали машин», «Строительная механика», «Гидравлика», «Теория упругости и пластичности», «Гидродинамика и аэродинамика», «Теория колебаний», «Теория управления движением», «Мехатроника», «Робототехника». Сюда следует отнести и большое число специальных инженерных дисциплин, предметом которых служат: динамика и управление машинами и транспортными системами, методы расчёта, сооружения и эксплуатации высотных зданий, мостов, тоннелей, плотин, гидромелиоративных сооружений, трубопроводного транспорта.

Изучение теоретической механики даёт цельное представление о механической компоненте современной естественнонаучной картины мира и весьма способствует формированию системы фундаментальных знаний. Именно наличие такой системы знаний позволяет будущему специалисту научно анализировать проблемы его профессиональной области (в том числе связанные с созданием новой техники и технологий), успешно решать разнообразные научно-технические задачи в теоретических и прикладных аспектах, самостоятельно – используя современные образовательные и информационные технологии – овладевать той новой информацией, с которой ему придётся столкнуться в производственной и научной деятельности.

Именно в рамках теоретической механики студенты впервые получают возможность практически применить арсенал математических и физических понятий к исследованию реальных систем, осваивают важнейшие алгоритмы такого исследования. С учётом всех этих обстоятельств (а также характерного для аппарата теоретической механики сочетания непосредственной наглядности и логической стройности) дисциплина “Теоретическая механика” играет среди дисциплин отечественной высшей технической школы уникальную дидактическую роль.
3. Требования к результатам освоения дисциплины

    Для эффективного освоения дисциплины выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

        • способностью представлять современную картину мира на основе целостной системы естественнонаучных и математических знаний, ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры (ОК-1);

        • умением обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения (ОК-2);

        • способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-3);

        • способностью работать в коллективе в кооперации с коллегами (ОК-4);

        • способностью к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9).

В результате изучения дисциплины «Теоретическая механика» студенты должны приобрести следующие знания, умения и навыки, применяемые в их последующем обучении и профессиональной деятельности:

Знания:

–основных понятий и концепций теоретической механики, важнейших теорем механики и их следствий, порядка применения теоретического аппарата механики в важнейших практических приложениях;

–основных механических величин, их определения, смысла и значения для теоретической механики;

–основных моделей механических явлений, идеологии моделирования технических систем и принципов построения математических моделей механических систем;

–основных методов исследования равновесия и движения механических систем, важнейших (типовых) алгоритмов такого исследования.

Умения:

–интерпретировать механические явления при помощи соответствующего теоретического аппарата;

–пользоваться определениями механических величин и понятий для правильного истолкования их смысла;

–объяснять характер поведения механических систем с применением важнейших теорем механики и их следствий;

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

–применять основные методы исследования равновесия и движения механических систем, а также типовые алгоритмы такого исследования при решении конкретных задач;

–пользоваться при аналитическом и численном исследованиях математико-механических моделей технических систем возможностями со­временных компьютеров и информационных технологий.

Навыки:

–применения основных законов теоретической механики в важнейших практических приложениях;

–применения основных методов исследования равновесия и движения механических систем для решения естественнонаучных и технических задач;

–построения и исследования математических и механических моделей технических систем;

–применения типовых алгоритмов исследования равновесия и движения механических систем;

–использования возможностей со­временных компьютеров и информационных технологий при аналитическом и численном исследованиях математико-механических моделей технических систем.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

4

Аудиторные занятия (всего)

51

51

В том числе:







Лекции

34

34

Практические занятия (ПЗ)

17

17

Семинары (С)

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

-

-

Самостоятельная работа (всего)

93

93

В том числе:







Курсовая работа

-

-

Расчетно-графические работы

36

312=36

Реферат

-

-

Другие виды самостоятельной работы







Проработка учебного материала лекций

30

30

Домашняя работа

24

24

Подготовка к контрольной работе

3

3

Вид промежуточной аттестации (зачет - З,

экзамен - Э)




Э

Общая трудоемкость час.

зач. ед.

180

180

5

5

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

Введение

Механическое движение как одна из форм движения материи. Предмет механики - изучение механического движения и механического взаимодействия материальных тел; содержание разделов механики. Теоретическая механика как одна из фундаментальных физико-математических наук; ее мировоззренческое значение и место среди других естественных и технических наук. Объективный характер законов механики. Значение теоретической механики как научной базы большинства областей современной техники. Значение механики для специалистов данного профиля (детализируется в рабочей программе). Основные исторические этапы развития механики.
Раздел 1. СТАТИКА

1.1. Основные понятия и определения статики. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Система сходящихся сил.

1.2. Теория механических пар сил. Пара сил. Момент пары. Теоремы об эквивалентности и сложении пар.

1.3. Момент силы относительно центра (или точки). Момент силы относительно оси. Теорема о связи моментов силы относительно оси и относительно центра, находящегося на этой оси. Момент силы относительно начала декартовой системы координат.

1.4. Приведение произвольной пространственной системы сил к простейшему виду. Главный вектор и главный момент системы сил. Векторные и аналитические условия равновесия произвольной системы сил. Аналитические условия равновесия произвольной плоской системы сил. Статически определимые и статически неопределимые системы.

1.5. Различные случаи приведения произвольной пространственной системы сил к простейшему виду. Теорема о моменте равнодействующей силы (теорема Вариньона).

1.6. Сосредоточенные и распределенные силы. Равновесие при наличии сил трения. Приведение системы параллельных сил к равнодействующей. Центр системы параллельных сил. Центр тяжести твердого тела. Методы нахождения центров тяжести тел.

Раздел 2. КИНЕМАТИКА



2.1. Кинематика точки. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки. Векторы скорости и ускорения точки (годограф скорости).

2.2. Координатный способ задания движения точки в декартовых прямоугольных координатах. Определение траектории точки. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси. Некоторые сведения из дифференциальной геометрии (понятие о радиусе кривизны траектории, естественное или натуральное уравнение кривой, естественные оси кривой, производная от радиус-вектора по криволинейной координате, производная от орта касательной по криволинейной координате).

2.3. Естественный способ задания движения точки. Скорость и ускорение точки в проекциях на оси естественного трехгранника, касательное и нормальное ускорения точки.

2.4. Кинематика твердого тела. Поступательное движение твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения тела. Угловая скорость и угловое ускорение тела. Скорости и ускорения точек твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

2.5. Векторы угловой скорости и углового ускорения тела. Выражение скорости точки вращающегося тела и ее касательного и нормального ускорений в виде векторных произведений. Сложное движение точки. Теорема о сложении скоростей. Теорема о сложении ускорений (теорема Кориолиса).

2.6. Плоскопараллельное движение твердого тела. Уравнения плоскопараллельного движения (движения плоской фигуры). Разложение движения плоской фигуры на поступательное вместе с полюсом и вращательное вокруг полюса. Определение скоростей точек плоской фигуры. Мгновенный центр скоростей.

Раздел 3. ДИНАМИКА



3.1. Динамика точки. Основные понятия и определения. Законы (аксиомы) динамики. Дифференциальные уравнения движения материальной точки. Две задачи динамики точки.

3.2. Прямолинейные колебания материальной точки. Свободные колебания точки без учета сил сопротивления. Свободные колебания точки при вязком сопротивлении (затухающие колебания). Вынужденные колебания точки. Резонанс.

3.3. Общие теоремы динамики точки. Количество движения точки. Импульс силы. Теорема об изменении количества движения точки. Кинетические моменты точки. Теорема об изменении кинетического момента точки.

3.4. Работа силы. Мощность. Примеры вычисления работы силы. Кинетическая энергия материальной точки.

3.5. Теорема об изменении кинетической энергии точки. Закон сохранения полной механической энергии точки. Метод кинетостатики для материальной точки (принцип Даламбера).
5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п.п.

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

1.

Механика

+

+

+

2.

Прикладная гидродинамика

+

+

+

3.

Динамическая теория упругости

+

+

+


5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п.п.

Наименование раздела дисциплины

Лекции

Практич.

занятия

Лаб.

зан.

СРС

Всего

часов

1.

Статика

12

8

-

33

53

2.

Кинематика

12

4

-

30

46

3.

Динамика

10

5

-

30

45



6. Лабораторный практикум

Лабораторный практикум учебным планом не предусмотрен.
7. Практические занятия (семинары)

№ п.п.

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1.

1

Произвольная плоская система сил

4

2.

1

Произвольная пространственная система сил

4

3.

2

Кинематика точки

2

4.

2

Сложное движение точки

2

5.

3

Две задачи динамики точки

2

6.

3

Прямолинейные колебания точки

3


8. Тематика курсовых проектов (работ)

Курсовые проекты (работы) учебным планом не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Рекомендуемая литература


Основная литература

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

2.Журавлёв В.Ф. Основы теоретической механики: Учебник. М.: Физматлит, 2008.304 с.

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

4.Кирсанов М.Н. Решебник. Теоретическая механика. М.: Физматлит, 2008. 384 с.
Дополнительная литература

5.Никитин Н.Н. Курс теоретической механики: Учебник. М.: Высшая школа, 2003. 719 с.

6.Сборник задач по теоретической механике: Учебное пособие / Под ред. К.С. Колесникова. СПб.: Лань, 2008. 448 с.

7.Новожилов И.В., Зацепин М.Ф. Типовые расчёты по теоретической механике на базе ЭВМ: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1986. 136 с.

8. Горшков Л.К. Сборник задач по теоретической механике. Учебное пособие. / Л.К. Горшков, Р.Ф. Нагаев, Ветюков М.М., В.Н. Монахов. СПб.: СПГГИ (ТУ), 2004. 123 с.

9. Ветюков М.М. Теоретическая механика. Статика и кинематика: Методические указания к расчетно-графическим заданиям / М.М. Ветюков, В.Г. Гореликов, В.Н. Монахов, М.Ю. Платовских, Е.В. Шишкин, А.А. Яковлев. СПб.: СПГГИ (ТУ), 2007. 60 с.

Программное обеспечение

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

Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы


Не предусмотрено.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Специализированные аудитории, оснащенные необходимыми демонстрационными материалами.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Для привития необходимых выпускнику навыков самостоятельной работы и навыков практического использования методов теоретической механики студенты выполняют за время изучения курса теоретической механики три расчетно-графические работы: одну - по статике, одну - по кинематике, одну - по динамике.

Тематика расчетно-графических работ:

  • Составная конструкция.

  • Комплексная задача по кинематике.

  • Колебательное движение материальной точки.

Для более эффективного усвоения материала курса, привития навыков решения задач и осуществления текущего контроля за учебной работой на каждом практическом занятии студентам даются соответствующие домашние задания (решение 1-3 задач из [3] или [8]). Выполнение домашних заданий систематически проверяет преподаватель, ведущий занятия. В целях текущего контроля учебной работы студентов проводится одна аудиторная контрольная работа по статике.

Предполагается использование компьютерной техники для решения отдельных задач механики (решение систем уравнений равновесия в статике, исследование движения плоского механизма в кинематике, численное интегрирование дифференциальных уравнений движения точки, вычисление при решении задач механики определенных интегралов и др.) [7].
Разработчик:

Доцент кафедры механики, к.т.н. Шишкин Е.В.
Эксперты:



Похожие:

Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconПрограмма учебной дисциплины «механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»
«механика» является приобретение студентами знаний и навыков в области способов расчета отдельных элементов конструкций и сооружений...
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconПрограмма учебной дисциплинЫ «компьютерные технологии» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»
...
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconПрограмма учебной дисциплинЫ «цифровая обработка сигналов» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»
Задачами дисциплины являются: изучение в требуемом объеме соответствующего математического аппарата цифровой обработки сигналов;...
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconРабочая программа учебной дисциплины (модуля) «Теоретическая механика»
Дисциплина «Теоретическая механика» входит в вариативную часть (Б2) математического и естественнонаучного цикла
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconРабочая программа учебной дисциплины «теоретическая механика»

Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconРабочая программа учебной дисциплины " теоретическая механика " Цикл

Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconПрограмма учебной дисциплины «физика земли» (наименование по рабочему учебному плану)
Рабочая программа составлена с учетом требований (нормативный документ: фгос впо) к содержанию и уровню подготовки выпускника по...
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconРабочая программа учебной дисциплины механика специальность: 130101 «прикладная геология»
«Механика» для постановки и решения технических задач при изучении и освоении различных учебных дисциплин
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» iconПрограмма учебной дисциплинЫ «теоретическая механика»
Направление подготовки: 261400. 62 «Технология художественной обработки материалов»
Программа учебной дисциплины «теоретическая механика» Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки» 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»...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


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