Рабочая программа учебной дисциплины “теоретическая механика”

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

РОССИЙСКО-ГЕРМАНСКИЙ ИНСТИТУТ БИЗНЕСА

И ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИКИ (ЦП МЭИ-ФЕСТО)

Направление подготовки: 220400 – Управление в промышленных системах

Профиль подготовки: №1 Управление и информатика в технических системах

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

“ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА”

Цикл:	профессиональный
Часть цикла:	базовая
№ дисциплины по учебному плану:	ЦП МЭИ-Фесто; Б 3.2
Часов (всего) по учебному плану:	300
Трудоёмкость в зачётных единицах:	7	3 семестр – 3; 4 семестр – 4
Лекции	72 час	3 семестр – 36; 4 семестр – 36
Практические занятия	72 час	3 семестр – 36; 4 семестр – 36
Лабораторные работы	нет	нет
Расчётные задания, рефераты	36 час самостоят. работы	3 семестр – 18; 4 семестр – 18
Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)	156 час	3 семестр – 78; 4 семестр – 88
Зачеты		3.4 семестры
Экзамены		3, 4 семестры
Курсовые проекты (работы)	нет	нет

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

–способности иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-5);

–способности использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-9);

Дополнительные общекультурные компетенции:

–владения математической и естественнонаучной культурой (в том числе – в области теоретической механики) как частью профессиональной и общечеловеческой культуры (ОК-12);

–готовности к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-13);

–способности аргументированно – в плане логики и содержания – обосновывать свои рассуждения, логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь, целенаправленно выявлять причинно-следственные связи между явлениями, отличать научный подход к изучению окружающего мира от антинаучного (ОК-14);

–способности и готовности к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-15);

–способности приобретать новые знания (в частности – в области теоретической механики), используя как традиционные, так и современные образовательные и информационные технологии (ОК-16);

–настойчивости в достижении цели, терпения и выносливости, способности критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-17);

Профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности и готовности проводить кинематические расчёты (ПК-3);

Дополнительные профессиональные компетенции:

–способности использовать знания о механической компоненте современной естественнонаучной картины мира для понимания процессов и явлений, происходящих в природе и техносфере (ПК-6);

–способности применять знания о механических явлениях на практике, в том числе выдвигать гипотезы, составлять теоретические и информационные модели, проводить анализ границ их применимости, выбирать подходящие методы для научного анализа данных проблем (ПК-7);

–способности выполнять численные и экспериментальные исследования, проводить обработку и анализ результатов (ПК-8);

–способности использовать усвоенные при изучении теоретической механики понятия и методы для решения задач теоретического и прикладного характера, для самостоятельного приобретения новых знаний в области механики, для понимания принципов работы технических приборов и устройств (ПК-9);

–способности собирать и формализовывать имеющуюся информацию механического характера о природных объектах и технических системах с целью последующего создания соответствующих математических моделей (ПК-10);

–владения идеологией моделирования природных объектов и технических систем, алгоритмами и практическими навыками моделирования динамических процессов и явлений (ПК-11);

–умения эффективно применять аналитические и численные методы и алгоритмы решения задач теоретической механики с использованием языков и систем программирования, систем компьютерной математики, инструментальных средств компьютерного моделирования (ПК-12);

–способности использовать знания о кинематической структуре и инерционных характери­стиках механических систем, об определяющих соотношениях для активных сил для по­нимания сути и особенностей механических явлений, происходящих в природе и технике, и для решения конкретных практических задач (ПК-13);

–знания – на соответствующем уровне – предметного содержания всех изучаемых в вузе разделов теоретической механики, её основных понятий и законов, понимания их значимости как теоретического фундамента современной техники и технологий (ПК-14);

–владения основывающимися на этих законах методами и алгоритмами исследования равновесия и движения материальной точки, твёрдого тела и механической системы (ПК-15);

–понимания пределов применимости математических моделей механических систем, необходимости проверки адекватности используемых моделей применительно к конкретным задачам и верификации теоретических выводов (ПК-16);

–способности формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчёта с его публикацией (публичной защитой) (ПК-17).

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 базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю подготовки «Управление и информатика в технических системах» направления 220400 “Управление в технических системах”.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: “Высшая математика”, “Ин­фор­матика”. Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бака­лаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин “Сопротивление материалов”, “Механика жидкости и газа”, “Теория автоматического управления”, “ Ро­бо­то­техника”, а также при прохождении учебно-произ­вод­ственной практики и выполнении НИРС.

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 (ОК-9, ПК-14);

–определения основных механических величин, понимая их смысл и значение для теоретической механики (ПК-6);

–основные модели механических явлений, основы идеологии моделирования технических систем и принципы построения математических моделей механических систем (ОК-9, ПК-10,11);

–основные методы исследования равновесия и движения механических систем (включая составление уравнений равновесия или движения и решение данных уравнений), важнейших (типовых) алгоритмов такого исследования (ПК-8,11,12,15).

Уметь:

–интерпретировать механические явления при помощи соответствующего теоретического аппарата (ОК-9,14, ПК-6);

–пользоваться определениями механических величин и понятий для правильного истолкования их смысла (ПК-14);

–объяснять характер поведения механических систем с применением важнейших теорем механики и их следствий (ПК-6);

–записывать уравнения, описывающие поведение механических систем, учитывая размерности механических величин и их математическую природу (скаляры, векторы, линейные операторы) (ПК-7);

–применять основные методы исследования равновесия и движения механических систем, а также типовые алгоритмы такого исследования при решении конкретных задач (ПК-8, 11,12,15);

–решать типовые задачи по основным разделам курса (ПК-17);

–пользоваться при аналитическом и численном исследования математико-механических моделей технических систем возможностями со­временных компьютеров и информационных технологий (ОК-5, ПК-8,12).

Владеть:

–навыками построения и исследования математических и механических моделей технических систем (ОК-1,9, ПК-10,11);

–навыками применения основных законов теоретической механики при решении естественнонаучных и технических задач (ОК-9, ПК-6,7,11,13);

–навыками применения типовых алгоритмов исследования равновесия и движения механических систем (ПК-3,7,11,12,15);

–навыками использования возможностей со­временных компьютеров и информационных технологий при аналитическом и численном исследования математико-механических моделей технических систем (ОК-5,16, ПК-8,12,15);

–навыками письменного аргументирования собственной точки зрения (ОК-13,14,15, ПК-17);

–навыками практического анализа логики различного рода рассуждений (ОК-1,14,15, ПК-16).

4.СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1.Структура дисциплины

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 10 зачётных единиц, 360 часов.

№ 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.	Статика твёрдого тела и задачи о равновесии систем твёрдых тел	32	3	12	12	–	8	Контрольная работа; защита типового расчёта
2.	Равновесие твёрдых тел при наличии сил трения	12	3	4	4	–	4	Индивидуальная домашняя задача
3.	Кинематика точки и системы точек	24	3	8	8	–	8	Индивидуальная домашняя задача
4.	Кинематика твёрдого тела	38	3	12	12	–	14	Контрольная работа; защита типового расчёта
	Зачёт	2	3	–	–	–	2
	Экзамен	34	3	–	–	–	34	письменный
5.	Динамика материальной точки	28	4	8	8	–	12	Индивидуальная домашняя задача
6.	Динамика системы материальных точек и абсолютно твёрдого тела	36	4	12	12	–	12	Контрольная работа; защита типового расчёта
7.	Аналитическая механика	58	4	16	16	–	26	Контрольная работа; защита типового расчёта
	Зачёт	2	4	–	–	–	2
	Экзамен	34	4	–	–	–	34	письменный
	Итого:	300		72	72	–	156

4.2.Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1.Лекции

Третий семестр

Лекции

1. Статика твёрдого тела и задачи о равновесии систем твёрдых тел

Предмет теоретической механики, её основные разделы. Предмет статики. Фундаментальные понятия механики. Сила как мера механического воздействия на материальное тело. Характеристики силы (модуль, направление, точка приложения). Задание силы при помощи вектора силы и радиус-вектора точки приложения. Момент силы относительно точки. Свойства момента силы. Плечо силы. Вычисление проекций момента силы на координатные оси; формула Пуансо. Момент силы относительно оси; аналитический и геометрический способы его вычисления. Общие аксиомы механики (аксиомы сплошности, движения, массы). Модели абсолютно твёрдого тела и материальной точки. Равновесие механической системы. Системы сил, их эквивалентность. Уравновешенные системы сил (нуль-сис­темы). Равнодействующая. Главный вектор и главный момент системы сил. Теорема об изменении главного момента при смене полюса. Аксиомы статики. Следствие о переносе силы вдоль её линии действия. Реакции связей. Односторонние и двусторонние связи, их примеры. Принцип отвердевания. Элементарные операции над системами сил; преобразование главного вектора и главного момента системы сил при элементарных операциях. Лемма о приведении двух параллельных сил. Теорема о приведении системы параллельных сил к равнодействующей. Центр параллельных сил и его основное свойство. Центр тяжести твёрдого тела. Теорема о приведении произвольной системы сил к двум силам. Пара сил, её плечо и момент. Теорема о приведении произвольной системы сил к силе и паре. Теорема об условиях равновесия абсолютно твёрдого тела. Уравнения равновесия для пространственной системы сил. Уравнения равновесия для плоской и сходящейся систем сил, для системы параллельных сил. Статически определимые и статически неопределимые задачи. Критерий эквивалентности двух систем сил. Условие эквивалентности двух пар сил.

2. Равновесие твёрдых тел при наличии сил трения

Условия равновесия твёрдого тела при наличии трения скольжения (случаи точечного и поверхностного контакта). Сила трения скольжения. Понятие о трении качения и о трении верчения. Законы трения скольжения (при покое). Закон Амонтона – Кулона. Равновесие твёрдых тел при наличии сил сухого трения. Угол трения и конус трения.

3. Кинематика точки и системы точек

Предмет кинематики. Четыре способа задания движения точки. Уравнения траектории точки. Закон движения точки. Скорость точки при векторном и координатном способах задания движения. Скорость точки при естественном способе задания движения. Алгебраическая скорость точки. Равномерное движение точки. Ускорение точки при различных способах задания движения. Лемма о векторе кривизны. Векторы касательного и нормального ускорения. Равнопеременное движение точки. Конфигурация и закон движения системы материальных точек. Уравнения сближения двух точек по экспоненте. Неизменяемые системы материальных точек. Число степеней свободы неизменяемой механической системы. Связанная система координат. Теорема Грасгофа о проекциях скоростей.

4. Кинематика твёрдого тела

Конфигурации абсолютно твёрдых тел, их основное свойство. Связанная система отсчёта. Нахождение текущего положения телесной точки по компонентам её радиус-вектора в связанной системе отсчёта. Оператор ориентации абсолютно твёрдого тела. Ортогональность оператора ориентации. Основная формула геометрии движения. Поступательное движение твёрдого тела; критерий поступательного движения. Траектории, скорости и ускорения телесных точек при поступательном движении. Мгновенное движение абсолютно твёрдого тела. Компоненты и матрица линейного оператора. Матрица направляющих косинусов твёрдого тела. Транспонирование линейных операторов. Свойства матрицы направляющих косинусов. Антисимметричные линейные операторы. Присоединённое представление алгебры векторов трёхмерного пространства; присоединённый оператор. Теорема о взаимно однозначном соответствии между векторами и антисимметричными операторами в трёхмерном пространстве. Закон движения абсолютно твёрдого тела. Дифференцирование линейных операторов; мультипликативная производная. Оператор угловой скорости твёрдого тела. Формула Эйлера для скоростей телесных точек в операторной записи. Теорема об антисимметричности оператора угловой скорости. Вектор угловой скорости; его независимость от выбора полюса. Формула Эйлера для скоростей телесных точек в векторной записи. Сферическое движение твёрдого тела; траектории и скорости телесных точек при сферическом движении. Плоское движение твёрдого тела; плоскость движения. Матрица направляющих косинусов и соотношения для координат двух телесных точек при плоском движении. Компоненты оператора и вектора угловой скорости при плоском движении. Соотношения для проекций скоростей двух телесных точек. Лемма о разложении вектора на параллельную и ортогональную составляющие. Вычисление вектора угловой скорости по вектору относительной скорости при плоском движении. Вращательное движение твёрдого тела; ось вращения. Траектории и скорости телесных точек при вращательном движении. Теорема о мгновенном центре скоростей твёрдого тела. Вектор углового ускорения твёрдого тела. Формула Ривальса для ускорений телесных точек. Направление и модуль вектора осестремительного ускорения. Распределение ускорений телесных точек при плоском движении твёрдого тела. Теорема о мгновенном центре ускорений.

Четвертый семестр

Лекции

5. Динамика материальной точки

Предмет динамики. Законы динамики (аксиома массы, три закона Ньютона, закон независимости действия сил, аксиома объективности сил, принцип освобождаемости от связей). Основное допущение об определяющих соотношениях для сил в динамике точки. Дифференциальное уравнение движения свободной материальной точки в инерциальной системе отсчёта. Две основные задачи динамики материальной точки, порядок их решения. Задача Галилея о движении точки в однородном поле тяжести. Путь, пройдённый материальной точкой при свободном падении. Дифференцирование вектора в подвижной системе отсчёта; локальная производная. Формула Бура. Сложное движение точки. Абсолютная, относительная и переносная скорости. Теорема о сложении скоростей. Абсолютное, относительное и переносное ускорения. Теорема Кориолиса. Интерпретация и свойства кориолисова ускорения. Сложное движение твёрдого тела. Теорема о сложении угловых скоростей при сложном движении твёрдого тела. Дифференциальное уравнение движения свободной материальной точки в неинерциальной системе отсчёта; переносная и кориолисова силы инерции. Принцип относительности Галилея. Уравнение относительного равновесия материальной точки. Уравнение движения математического маятника; вычисление реакции связи для математического маятника.

6. Динамика системы материальных точек и абсолютно твёрдого тела

Динамика системы материальных точек; внешние и внутренние силы. Теорема о свойствах внутренних сил в системе материальных точек. Дифференциальные уравнения движения системы материальных точек, их первые интегралы. Количество движения системы материальных точек. Теорема об изменении количества движения системы материальных точек в дифференциальной и интегральной форме; следствия из неё. Центр масс системы материальных точек, его свойства. Теорема о движении центра масс системы материальных точек, следствия из неё. Условия применимости модели материальной точки в динамике. Движение центра масс системы материальных точек по отношению к неинерциальной системе отсчёта; главные векторы переносных и кориолисовых сил инерции. Главные векторы и главные моменты сил инерции в случае невращающейся системы отсчёта. Кёнигова система отсчёта и её основное свойство; оси Кёнига. Кинетический момент системы материальных точек, его проекции на координатные оси и правило преобразования при смене полюса. Оператор момента. Теорема об изменении кинетического момента системы материальных точек в дифференциальной и интегральной форме; следствия из неё. Неизменяемая плоскость Лапласа. Формула для проекции кинетического момента неизменяемой системы материальных точек на ось вращения; момент инерции системы относительно оси. Дифференциальное уравнение вращения неизменяемой системы материальных точек во­круг неподвижной оси. Динамика абсолютно твёрдого тела. Элементарный материальный объём. Принцип материальных частиц Эйлера и следствия из него. Масса и количество движения абсолютно твёрдого тела. Вычисление момента инерции однородного тонкого стержня относительно поперечной оси. Относительный кинетический момент системы материальных точек. Собственный кинетический момент системы материальных точек и его свойства. Формула Кёнига для кинетического момента системы материальных точек. Теорема об изменении собственного кинетического момента системы материальных точек; следствия из неё. Дифференциальные уравнения плоского движения абсолютно твёрдого тела. Оператор (тензор) инерции материальной точки и его использование при вычислении момента количества относительного движения материальной точки. Оператор инерции абсолютно твёрдого тела и его использование при вычислении относительного кинетического момента тела. Кинетический момент твёрдого тела с одной неподвижной точкой. Матричное представление операторов инерции. Осевые и центробежные моменты инерции, их свойства. Радиус инерции абсолютно твёрдого тела. Вычисление оператора инерции однородного тонкого кольца и однородного тонкого диска. Главные оси инерции. Положительно полуопределённые и положительно определённые симметричные линейные операторы. Положительная определённость оператора инерции абсолютно твёрдого тела. Момент инерции твёрдого тела относительно произвольно ориентированной оси. Уравнение Эйлера динамики абсолютно твёрдого тела с неподвижной точкой. Динамические уравнения Эйлера (уравнения динамики абсолютно твёрдого тела с неподвижной точкой в проекциях на главные оси инерции). Уравнения Ньютона – Эйлера (уравнения динамики свободного абсолютно твёрдого тела).

7. Аналитическая механика

Аналитическое задание связей; требования непротиворечивости и независимости условий связей. Примеры связей в плоских и пространственных задачах механики. Классификация связей (двусторонние и односторонние, стационарные и нестационарные, геометрические и кинематические, голономные и неголономные). Задача о движении конька на льду как пример задачи с неголономной связью. Кинематически осуществимые движения механических систем. Элементарные перемещения точек механической системы, условия на их компоненты. Пространство положений системы материальных точек. Условия, налагаемые связями на скорости и ускорения точек механической системы. Конфигурационное пространство системы материальных точек. Обобщённые координаты и скорости; требования к параметризации механической системы. Кинематические передаточные функции. Возможные перемещения точек механической системы и их трактовка по Остроградскому и по Четаеву. Условия на компоненты возможных перемещений. Выражение возможных перемещений через вариации обобщённых координат. Число степеней свободы механической системы. Свойства возможных перемещений. Критерий независимости условий связей. Работа и мощность системы сил. Теорема о мощности системы сил, действующих на абсолютно твёрдое тело. Мощность пары сил. Возможная работа и возможная мощность системы сил. Обобщённые силы, способы их вычисления. Идеальные связи и геометрическая интерпретация условия идеальности. Идеальность связей в неизменяемой системе материальных точек. Состояние системы материальных точек. Оператор масс. Теорема об определяющих соотношениях для реакций идеальных связей. Лемма о независимых направлениях в пространстве положений системы материальных точек. Даламберовы силы инерции. Принцип Даламбера и уравнения даламберова равновесия для системы материальных точек. Выражения для главного вектора и главного момента даламберовых сил инерции. Принцип Даламбера – Лагранжа; общее уравнение динамики. Принцип Даламбера – Лагранжа как пример вариационных принципов механики. Общее уравнение динамики и уравнения даламберова равновесия системы материальных точек в обобщённых координатах. Тождества Лагранжа. Вывод уравнений Лагранжа 2-го рода. Обобщённые импульсы. Теорема об изменении кинетической энергии системы материальных точек в дифференциальной и интегральной форме; следствие из неё. Кинетическая энергия в обобщённых скоростях и координатах; кинетические коэффициенты. Силовые поля в трёхмерном пространстве; работа силы стационарного силового поля. Потенциальная энергия материальной точки. Основное свойство стационарного потенциального поля и следствия из него. Силовые поля на пространстве положений системы материальных точек. Потенциальная энергия механической системы. Свойства стационарных потенциальных полей. Теорема об изменении полной механической энергии. Условия сохранения полной механической энергии; интеграл энергии. Вычисление обобщённых потенциальных сил. Функция Лагранжа. Уравнения Лагранжа для систем с потенциальными силами. Циклические координаты и циклические интегралы. Кинематический критерий равновесия системы материальных точек. Контрпри­мер Маркеева. Условия, налагаемые связями на ускорения точек механической системы при её равновесии. Принцип возможных перемещений; общее уравнение статики. Общее уравнение статики и уравнения равновесия механической системы в обобщённых координатах. Уравнения равновесия для систем с потенциальными силами.

4.2.2.Практические занятия

Третий семестр

Составление и решение уравнений равновесия для плоской системы сил.

Составление и решение уравнений равновесия для прост­ранственной системы сил.

Решение задач статики при наличии сил трения.

Решение задач по кинематике точки.

Решение задач по кинематике плоских механизмов с использованием аналитического метода решения задач кинематики.

Решение задач по кинематике плоских механизмов с использованием геометрического метода решения задач кинематики.

Четвертый семестр

Составление и решение уравнений динамики материальной точки.

Сложное движение точки. Уравнения динамики материальной точки в неинерциальной системе отсчёта.

Решение задач динамики системы твёрдых тел с помощью теорем об изменении количества движения и о движении центра масс.

Решение задач динамики системы твёрдых тел с помощью теорем об изменении кинетического момента.

Дифференциальные уравнения плоского движения твёр­дого тела.

Определение реакций в подшипниках для твёрдого тела с неподвижной осью вращения.

Вычисление кинетической энергии системы твёрдых тел.

Вычисление обобщённых сил в задачах динамики системы твёрдых тел.

Решение задач динамики с помощью уравнений Лагранжа 2-го рода для систем с одной степенью свободы.

Решение задач динамики с помощью уравнений Лагранжа 2-го рода для систем с двумя степенями свободы.

4.3.Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4.Расчётные задания

Третий семестр

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 ).

Четвертый семестр

Решение индивидуальных заданий по теме “Динамика плоского движения системы твёрдых тел” (выполнение задания включает составление уравнений динамики плоского движения и нахождение с их помощью компонент векторов ускорений и реакций связей).

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 и (в третьем семестре) заданий курсовой работы, 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 (по две в каждом семестре.

Аттестация по дисциплине – экзамен (в каждом семестре).

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому выносятся оценки экзамена за четвертый семестр.

7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1.Литература:

а)основная литература:

1., , Меркин теоретической механики: Учебник. Спб.: Лань, 20с.

2., Зацепин расчёты по теоретической механике на базе ЭВМ: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 19с.

3.Мещерский задач по теоретической механике: Учебное пособие. СПб.: Лань, 20с.

4.Кирсанов . Теоретическая механика. М.: Физматлит, 20с.

б)дополнительная литература:

5., Осадченко задач статики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 20с.

6., Осадченко задач кинематики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 20с.

7., , Осадченко задач динамики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 20с.

8., , Филиппов материальной точки: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 19с.

9.Кирсанов по теоретической механике с решениями в Maple 11. М.: Физматлит, 20с.

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: , ).

8.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

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

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учётом рекомендаций Примерной основной образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки 220400 “Управление в технических системах” и профилю подготовки “Управление и информатика в технических системах”.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д. ф.-м. н. профессор

УТВЕРЖДАЮ:

Директор ЦП МЭИ-Фесто

д. ф.-м. н. профессор