- •Кафедра теоретической и прикладной механики теоретическая механика Учебно-методический комплекс
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Раздел I. Статика (40 часов)
- •1.2. Моменты силы. Пара сил (10 часов)
- •1.3. Произвольная система сил (10 часов)
- •1.4. Плоская система сил (10 часов)
- •Раздел 2. Кинематика (60 часов)
- •2.1. Кинематика точки (13 часов)
- •2.2. Простейшие движения твердого тела (9 часов)
- •2.3. Сложное движение точки (15 часов)
- •2.4. Плоское движение твердого тела (15 часов)
- •2.5. Сферическое движение твердого тела. Общий случай движения свободного твердого тела (8 часов)
- •Раздел 3. Динамика (100 часов)
- •3.1. Дифференциальные уравнения движения материальной точки (10 часов)
- •3.2. Прямолинейные колебания материальной точки (12 часов)
- •3.3. Введение в динамику механической системы. Теорема об изменении количества движения системы и о движении центра масс системы (8 часов)
- •3.4. Теорема об изменении кинетического момента системы относительно неподвижных центра и осей (10 часов)
- •3.5. Теорема об изменении кинетической энергии системы (10 часов)
- •3.6. Динамика плоского движения твердого тела (10 часов)
- •3.7. Основы кинетостатики (10 часов)
- •3.8. Введение в аналитическую механику (8 часов)
- •3.9. Принцип возможных перемещений (11 часов)
- •3.10. Общее уравнение динамики. Уравнения Лагранжа второго рода (11 часов)
- •3.11. Элементарная теория гироскопа (13 часов)
- •3.12. Основы теории удара (17 часов)
- •Заключение
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.2.4. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.5. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.6. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.4.1.2. Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.4.1.3. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.4.2. Практические занятия
- •2.4.2.2. Практические занятия (очно-заочная форма обучения)
- •2.4.2.3. Практические занятия (заочная форма обучения)
- •2.5. Временной график изучения дисциплины
- •2.5.1. Временной график изучения дисциплины «Теоретическая механика»
- •2.5.2. Временной график изучения дисциплины «Теоретическая механика»
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект по дисциплине Введение
- •Раздел 1. Статика
- •1.1. Введение в механику
- •1.1.1. Некоторые основные понятия и определения
- •1.1.2. Основные законы механики
- •1.1.3. Свободные и несвободные тела. Связи и реакции связей
- •1.2. Моменты силы. Пара сил
- •1.2.1.Предмет статики
- •1.2.2. Условия и уравнения равновесия материальной точки
- •1.2.3. Момент силы относительно точки
- •1.2.4. Момент силы относительно оси
- •1.2.5. Пара сил и ее свойства
- •1.3. Произвольная система сил
- •1.3.1. Приведение силы к данному центру
- •1.3.2. Основная теорема статики
- •1.3.3. Определение модулей и направлений главного вектора и главного момента
- •1.3.4. Уравнения равновесия произвольной системы сил.
- •1.4. Плоская система сил
- •1.4.1. Уравнения равновесия плоской системы сил
- •1.4.2. Пример решения задачи на равновесие твердого тела под действием плоской системы сил
- •1.4.3. Равновесие системы тел
- •1.4.4. Пример решения задачи на равновесие твердого тела под действием произвольной системы сил
- •Раздел 2. Кинематика
- •2.1. Кинематика точки
- •2.1.1. Кинематические способы задания движения точки
- •2.1.2. Скорость точки
- •2.1.3. Ускорение точки
- •2.1.4. Естественные оси
- •2.1.5. Проекции вектора ускорения точки на естественные оси
- •2.1.6. Пример решения задачи на кинематику точки
- •2.2. Простейшие движения твердого тела
- •2.2.1. Поступательное движение твердого тела
- •2.2.2. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси и кинематические характеристики этого движения
- •2.2.3. Скорости и ускорения точек твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси
- •2.2.4. Векторные формулы для кинематических характеристик вращающегося твердого тела
- •2.2.5. Пример решения задачи на вращение твердого тела вокруг неподвижной оси
- •Раздел 3. Динамика
- •3.1. Динамика материальной точки
- •3.1.1. Основное уравнение динамики материальной точки в декартовых и естественных координатах
- •3.1.2. Две основные задачи динамики материальной точки
- •3.1.3. Инерциальные системы отсчета
- •3.2. Прямолинейные колебания материальной точки
- •3.2.1. Свободные гармонические колебания материальной точки
- •3.2.2. Пример решения задачи на свободные колебания точки
- •3.2.2. Свободные затухающие колебания материальной точки
- •3.2.3. Вынужденные колебания материальной точки
- •3.3. Теоремы об изменении количества движения и о движении центра масс механической системы
- •3.3.1. Механическая система
- •3.3.2. Количество движения материальной точки и системы
- •3.3.3. Теорема об изменении количества движения системы
- •3.3.4. Теорема о движении центра масс системы
- •3.3.5. Пример решения задачи на теорему о движении центра масс
- •3.4. Теорема об изменении кинетического момента механической системы относительно неподвижных центра и оси
- •3.4.1. Момент количества движения материальной точки относительно центра и оси
- •3.4.2. Кинетический момент системы относительно центра и оси
- •3.4.3. Кинетический момент твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси
- •3.4.4. Осевые моменты инерции однородных тел простейшей геометрической формы
- •3.4.5. Теоремы об изменении кинетического момента системы относительно неподвижных центра и оси
- •3.4.6. Дифференциальное уравнение вращения твердого тела вокруг неподвижной оси
- •3.4.7. Пример решения задач на теорему об изменении кинетического момента системы
- •3.5. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы
- •3.5.1. Кинетическая энергия материальной точки, твердого тела и механической системы
- •3.5.2. Кинетическая энергия твердого тела
- •3.5.3. Работа и мощность силы
- •3.5.4. Работа силы тяжести и силы упругости
- •3.5.5. Работа и мощность сил, приложенных к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси
- •3.5.6. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки
- •3.5.7. Теорема об изменении кинетической энергии системы
- •3.5.8. Потенциальное силовое поле
- •3.5.9. Закон сохранения механической энергии
- •3.5.10. Пример решения задачи на теорему об изменении кинетической энергии механической системы
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задания на контрольные работы и методические указания к их выполнению
- •4.1.1. Общие указания
- •4.1.2. Указания к выполнению контрольной работы 1 (Таблица 1)
- •4.1.3. Указания к выполнению контрольной работы 2 (Таблица 2)
- •4.1.4. Указания к выполнению контрольной работы 3 (Таблица 3)
- •4.1.5. Указания к выполнению контрольной работы 4 (Таблица 4)
- •4.1.6. Указания к выполнению контрольной работы 3 (Таблица 5)
- •4.1.7. Указания к выполнению контрольной работы 4 (Таблица 6)
- •4.2. Тестовые задания текущего контроля
- •4.3. Итоговый контроль. Вопросы к экзамену
2.5.2. Временной график изучения дисциплины «Теоретическая механика»
для направлений и специальностей подготовки дипломированного специалиста:
151001.65, 150202.65, 190205.65, 190601.65
№ п/п |
Название раздела (темы) |
Продолжительность изучения раздела (темы) ( из расчета 4 часа в день) |
1. |
Раздел 1. Статика |
|
1.1. |
Введение в механику |
2 дн. |
1.2. |
Момент силы. Пара сил |
2 дн. |
1.3. |
Произвольная система сил |
2 дн. |
1.4. |
Плоская система сил |
2 дн. |
|
Контрольная работа № 1 |
2 дн. |
2. |
Раздел 2. Кинематика |
|
2.1. |
Кинематика точки |
3 дн. |
2.2. |
Простейшие движения твердого тела |
1 дн. |
2.3. |
Сложное движение точки |
3 дн. |
2.4. |
Плоское движение твердого тела |
3 дн. |
2.5. |
Сферическое движение твердого тела. Общий случай движения свободного твердого тела |
3 дн. |
|
Контрольная работа № 2 |
2 дн. |
3. |
Раздел 3. Динамика |
|
3.1. |
Дифференциальные уравнения движения материальной точки |
3 дн. |
3.2. |
Прямолинейные колебания материальной точки |
3 дн. |
3.3. |
Теорема об изменении количества движения и о движении центра масс системы |
2 дн. |
3.4. |
Теорема об изменении кинетического момента механической системы |
2 дн. |
3.5. |
Теорема об изменении кинетической энергии системы |
3 дн. |
|
Контрольная работа № 3 |
2 дн. |
3.6. |
Динамика плоского движения твердого тела |
1 дн. |
3.7. |
Метод кинетостатики |
2 дн. |
3.11. |
Элементарная теория гироскопа |
1 дн. |
3.12. |
Основы теории удара |
4 дн. |
|
Контрольная работа № 4 |
2 дн. |
Итого: |
|
50 дн. |
2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
Дисциплина «Теоретическая механика» состоит из двух частей. Изучение первой части курса осуществляется в первом семестре второго курса и завершается сдачей зачета. Первая часть курса содержит два раздела (статика и кинематика), при изучении которых необходимо выполнить две контрольные работы, охватывающие девять тем курса. После изучения каждой темы необходимо ответить на вопросы для самопроверки и на вопросы теста текущего (промежуточного) контроля; после завершения работы с разделом – на вопрос теста рубежного контроля. Для подготовки к рубежному тесту студенту предлагается пройти тренировочный тест.
Изучение второй части курса осуществляется во втором семестре и завершается сдачей экзамена. Эта часть курса содержит один раздел (динамика), при изучении которого необходимо выполнить две контрольные работы, охватывающие одиннадцать тем курса. После изучения каждой темы ответить на вопросы для самопроверки и на вопросы теста текущего (промежуточного) контроля; после завершения работы под разделом «Динамика» студенту необходимо ответить на вопросы теста рубежного контроля. Для подготовки к рубежному тесту студенту предлагается пройти тренировочный тест.
За каждый вид самостоятельной работы начисляется определенное число баллов.
Примем максимальное количество баллов (максимальный рейтинг) по дисциплине за 100 баллов на каждый семестр.
Пусть базисный рейтинг за первый семестр составляет 80 баллов и состоит из:
27 баллов – лекционные занятия и самостоятельная работа с учебным материалом (теоретический материал);
53 балла – практические занятия, две контрольные работы, самостоятельная работа по решению задач (практический материал).
Теоретический материал оценивается 27 баллами.
Весь материал первого семестра разбит на 9 лекционных тем; по каждой теме студент проходит тест из шести вопросов.
Оценка за тест
Количество правильных ответов |
Балл |
0…1 |
0 |
2…3 |
1 |
4…5 |
2 |
6 |
3 |
Итого максимальное количество баллов за теоретический материал составляет:
9 лекционных тем х 3 балла = 27 баллов.
Практический материал оценивается 53 баллами.
Перед выполнением контрольных работ студент должен выработать навыки решения задач по двум разделам курса. Для этого студент должен выполнить по тренировочные тесты, обязательно самостоятельно решив задачи (точнее фрагменты задач), аналогичным тем, которые содержатся в контрольных работах. После этого важнейшего этапа студент может решать задачи своих контрольных работ.
Самостоятельное выполнение контрольных работ (8 задач) максимально даст 8х3=24 балла. Каждая задача даст – 3 балла.
Если сданные контрольные работы после контроля преподавателя отправляются на исправление, то в этом случае число баллов за них уменьшается с 24 до 10 баллов.
Перед зачетом за первый семестр студент проходит обязательно контроль по рубежному тесту, содержащему 6 вопросов. Оценка за рубежный тест максимально составляет 20 баллов.
Оценка рубежного теста
Количество правильных ответов |
Балл |
0…1 |
0 |
2…3 |
6 |
4…5 |
12 |
6 |
20 |
Если студент перед зачетом набрал 40 баллов и более, то он допускается к зачету по дисциплине. В противном случае он должен повторно пройти рубежный контроль.
Решение на зачете задач повышенной сложности может быть дополнительно оценено в 10-20 баллов.
Пусть базисный рейтинг за второй семестр составляет 80 баллов и состоит из:
33 балла – лекционные занятия и самостоятельная работа с учебным материалом (теоретический материал);
47 баллов – практические занятия, две контрольные работы, самостоятельная работа по решению задач (практический материал).
Теоретический материал оценивается 33 баллами.
Весь материал разбит на 11 лекционных тем; по каждой теме студент проходит тест из шести вопросов.
Оценка за тест
Количество правильных ответов |
Балл |
0…1 |
0 |
2…3 |
1 |
4…5 |
2 |
6 |
3 |
Итого максимальное количество баллов за теоретический материал:
11 лекционных тем х 3 балла=33 балла.
Практический материал составляет 47 баллов.
Перед выполнением контрольных работ студент должен выработать навыки решения задач по двум разделам курса. Для этого студент должен выполнить по тренировочные тесты, обязательно самостоятельно решив задачи (точнее фрагменты задач), аналогичным тем, которые содержатся в контрольных работах. После этого важнейшего этапа студент может решать задачи своих контрольных работ.
Самостоятельное выполнение контрольных работ (8 задач) максимально дает 8х3=24 балла.
Если сданные контрольные работы после проверки преподавателем отправляются на исправление, то в этом случае число баллов за них уменьшается с 24 до 10 баллов.
Перед экзаменом за второй семестр студент проходит обязательно контроль по рубежному (итоговому) тесту, содержащему 6 вопросов.
Оценка рубежного теста
Количество правильных ответов |
Балл |
0…1 |
0 |
2…3 |
6 |
4…5 |
12 |
6 |
20 |
Если студент набрал перед экзаменом 44 балла и более, то он допускается к экзамену по дисциплине. В противном случае ему необходимо повторно пройти контроль по рубежному тесту.
Решение задач повышенной сложности на экзамене может быть дополнительно оценено в 10-17 баллов.
Каждый студент в итоге может получить не более 100 баллов за один семестр изучения дисциплины.
Оценка результатов обучения проводится в соответствии со следующей схемой
Оценка |
Количество набранных баллов |
Удовлетворительно (зачтено за 1сем) |
55…60 |
Хорошо |
70…84 |
Отлично |
85…100 |