Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Российский государственный гидрометеорологический университет»
в г. Туапсе
|
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Теоретическая механика»
по направлению (специальности) 020602 «Метеорология»
Форма обучения очная Блок дисциплин ОПД
Всего учебных занятий, (в академических часах) в том числе: аудиторных, из них: лекций лабораторных практических (семинарских) самостоятельных (КСР) | 70 36 18 18 30(4) | |||
Отчетность Курсовой проект (работа) Зачет | - 3 семестр | |||
Туапсе
2011
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО и учебного плана Филиала РГГМУ в г. Туапсе специальности (направления) 020602 «Метеорология»
на кафедре «Метеорологии и природопользования».
Составители рабочей программы
Доцент, к. х.н. _________________
(должность, ученое звание, степень) (подпись) ()
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Метеорологии и природопользования»
Протокол заседания № ___от «__»___ 20__ г.
Заведующий кафедрой
«___»________20__г. _________________
(подпись) ()
Согласовано с научно-методической комиссией
Председатель научно-методической комиссии
«___»________20__г. _________________ ___________________
(подпись) ()
Выписка из ГОС ВПО по направлению подготовки дипломированного специалиста 020602 «Метеорология»:
Индекс | Наименование дисциплины и ее основные разделы | Всего часов |
ОПДФ.02.02 | Теоретическая механика: статика, кинематика, динамика материальной точки и сплошной среды, неинерциальные системы отсчета | 70 |
1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью преподавания теоретической механики является формирование у студентов знаний о классических теоремах и методах теоретической механики с изложением современных инженерных методов расчетов, а также формирование навыков решения конкретных задач, соответствующих профилю специальности.
Задачей изучения дисциплины является получение студентами теоретических знаний и практических навыков, необходимых:
- для классификации, качественного анализа и математического описания изученных механических процессов;
- для постановки и решения типовых задач, связанных с расчетами статики, кинематики, динамики твердых тел;
- для анализа и обобщения результатов экспериментальных исследований.
1.2. Краткая характеристика дисциплины, ее место в учебном процессе
Курс «Теоретическая механика» является одним из базовых курсов в системе образования специалистов в области метеорологии. Включая основные вопросы, связанные с механическими расчетами, он служит основой для ряда дисциплин прикладного характера.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Изучение курса «Теоретическая механика» базируется на знаниях полученных студентами при прохождении курсов физики, математики, и др.
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания, полученные при изучении курса «Механика жидкости и газа» применяются при изучении курсов гидравлики, динамической метеорологии, физики океана и физики вод суши.
2. Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
иметь представление:
- о равновесии материальных тел под действием приложенных сил;
- о геометрических свойствах механического движения тел без учета их массы и причин, вызывавших движение;
- об общих законах движения материальных тел под действием приложенных сил.
знать:
- основные понятия, законы и методы теоретической механики;
уметь:
- решать практические задачи.
- ориентироваться в справочной и специальной литературе по механике.
3. Распределение учебных занятий по семестрам и тематический план дисциплины
Таблица 1
Распределение видов и часов занятий по семестрам
Вид занятий | Количество часов в семестр | Всего | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
Лекции Лабораторные работы Практические (семинарские) занятия Самостоятельная работа, в т. ч. - курсовой проект (работа) - экзамен (сем.) - зачет (сем.) Итого | 18 18 34 4 | 18 18 34 70 |
Таблица 2
Тематический план изучения дисциплины
№ | Наименование разделов | Количество часов | Всего часов | |||
Аудиторных | Самостоятельных (в том числе контроль | |||||
Лекции | Практ. (сем.) занятия | Лабораторные работы | ||||
1 | Статика | 6 | 6 | 10(1) | 22 | |
2 | Кинематика | 6 | 6 | 12(1) | 24 | |
3 | Динамика | 6 | 6 | 12 (1) | 24 | |
Итого часов | 18 | 18 | 34(3) | 70 |
4. Содержание дисциплины
4.1. Теоретический курс
Таблица 3
Теоретический курс
Раздел, тема учебной дисциплины, | Номер лекции | Количество часов | |
лекции | СРС | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
Введение Предмет теоретической механики. Краткие сведения из истории развития дисциплины. Связь теоретической механики с другими естественными науками. Основные методы исследования. Реальные явления и абстрактные модели. Пространство и время в механике. Механическое движение взаимодействие материальных тел. Система отсчета. Объекты исследования теоретической механики. Основные разделы курса: кинематика, динамика, статика. Раздел 1 Статика Тема 1.1 Основные понятия статики 1.1.1 Основные понятия статики: абсолютно твердое поле, масса, сила, эквивалентная система сил, уравновешенная система сил, равнодействующая. 1.1.2 Аксиомы статики. Свободное и несвободное тело. Связи и реакции связей. Тема 1.2 Момент силы относительно точки 1.2.1 Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси и связь его с моментом силы относительно точки. Пара сил. Момент пары. Теоремы об эквивалентности и о сложении пар. Приведение системы сил к данному центру Условия равновесия системы сил. Теорема о моменте равнодействующей. Условия равновесия системы сходящихся и параллельных сил. 1.2.2 Условия равновесия плоской системы сил. Статически определенные и статически неопределенные задачи. Раздел 2 Кинематика Тема 2.1 Кинематика материальной точки 2.1.1 Предмет кинематики. Способы задания движения материальной точки: векторный, координатный, естественный. Траектория точки. Векторы скорости и ускорения точки. Проекции векторов скорости и ускорения на неподвижные оси декартовых координат и оси естественного трехгранника. Частные случаи движения точки: равномерное и равнопеременное движения. Скорость и ускорение точки в криволинейных координатах. Коэффициенты Лямэ. 2.1.2 Сложное движение точки. Относительное, переносное, абсолютное движения. Теорема сложения скоростей. Теорема сложения ускорений. Ускорение Кориолиса, его численное значение и направление. Тема 2.2 Кинематика абсолютно твердого тела 2.2.1 Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек тела при поступательном движении. 2.2.2 Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение. 2.2.3 Равномерное и равнопеременное вращение. Траектории, скорости и ускорения точек тела, вращающего вокруг неподвижной оси. Передаточные механизмы. 2.2.4 Плоскопараллельное движение твердого тела. Закон движения плоской фигуры. Скорости и ускорения точек плоской фигуры. Мгновенные центры скоростей и ускорений. 2.2.5 Вращение твердого тела вокруг неподвижной точки. Углы Эйлера. Уравнение вращения твердого тела вокруг неподвижной точки. Мгновенная угловая скорость и мгновенная ось вращения. Кинематические уравнения Эйлера. Распределение скоростей и ускорений точек тела, движущегося вокруг неподвижной точки. Регулярная прецессия. 2.2.6 Общий случай движения свободного твердого тела. Закон движения. Скорости и ускорения точек тела в общем случае его движения. Мгновенное винтовое движение. Раздел 3 Динамика Тема 3.1 Динамика точки 3.1.1 Предмет динамики. Основные законы механики Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Задачи динамики материальной точки. Основные виды сил: сила тяжести, сила трения, сила упругости, сила тяготения. Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной точки. 3.1.2 Дифференциальные уравнения относительного движения точки. Силы инерции. Относительное равновесие точки вблизи поверхности Земли. Влияние вращения Земли на равновесие и движение тел. 3.1.3 Колебательное движение материальной точки. Свободные колебания без учета сил сопротивления. Свободные затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс. Тема 3.2 Механическая система 3.2.1 Внешние и внутренние силы. Дифференциальное уравнения движения механической системы. Масса системы и центр масс. Момент инерции тела относительно оси. Радиус инерции. Моменты инерции относительно параллельных осей. Моменты инерции простейших однородных тел. Тема 3.3 Количество движения материальной точки и системы точек 3.3.1Импульс силы. Теоремы об изменении количества движения точки и системы. Теорема о движении центра масс. Явление удара. Момент количества движения материальной точки относительно центра и оси. Теорема об изменении момента количества движения материальной точки. Кинетический момент системы материальных точек. 3.3.2 Кинетический момент вращающегося твердого тела относительно оси вращения. Терема об изменении кинетического момента системы материальных точек. Дифференциальное уравнение вращательного движения. Тема 3.4 Кинетическая энергия материальной точки и системы точек 3.4.1 Кинетическая энергия материальной точки и системы точек. Кинетическая энергия твердого тела при поступательном, вращательном и плоскопараллельном движении. Работа силы. Примеры вычисления работы. Работа внутренних сил. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки и системы. Силовое поле. Потенциал силы. Потенциальная энергия. Сохранение механической энергии точки при движении в потенциальном поле. | 1 2 3 4 5,6 7 8 9 | 2 1 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5 1 0.5 1 0.5 0.5 0.5 1 0.5 2 | 2 3 2 4 4 4 3 1 3 |
4.2. Практические (семинарские) занятия
Таблица 4
Практические (семинарские) занятия
Номер заня тия | Наименование темы | Номер раздела, | Формы | Объем в часах | |
Ауди-торных | СРС | ||||
1 | 1. эквивалентная система сил, уравновешенная система сил, равнодействующая. | Раздел 1. Тема 1.1. | Коллоквиум | 2 | 1 |
2 | 2. Теоремы об эквивалентности и о сложении пар. Приведение системы сил к данному центру | Раздел 1. Тема 1.2. | Коллоквиум | 2 | 1 |
3 | Условия равновесия плоской системы сил | Раздел 1. Тема 1.2. | Контрольная работа | 2 | 1 |
4 | Кинематика материальной точки. Составное движение материальной точки. | Раздел 2. Тема 2.1. | Тест по пройденной теме | 2 | 1 |
5 | Простейшие движения твердого тела: поступательное и вращательное. | Раздел 2 Тема 2.2. | Контрольное задание | 2 | 1 |
6 | Общий случай движения свободного твердого тела. Закон движения. | Раздел 2. Тема 2.2. | Контрольное задание | 2 | 1 |
7 | Дифференциальные уравнения относительного движения. | Раздел 3. Тема 3.1. | Контрольное задание | 2 | 1 |
8 | Теоремы о движении центра масс, об изменении количества движения, кинематического момента механической системы. | Раздел 3. Тема 3.2. | Контрольная работа | 2 | 1 |
9 | 3. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы. | Раздел 3. Тема 3.3. | Тест по пройденной теме | 2 | 1 |
ИТОГО | 18 | 9 |
4.3. Лабораторные занятия
Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены
4.4. Курсовой проект (работа)
Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.
4.5. Самостоятельная работа студентов
Таблица 6
Программа самостоятельной работы студентов
Номера | Виды СРС | Сроки выполнения | Формы конт-роля СРС | Объём, |
Введение | Изучение дополнительной литературы в библиотеке филиала, города. Изучение информации по теме в сети интернет. Оформление краткого реферата в электронном виде. | В течение недели после тематической лекции | Защита реферата | 2 |
Раздел 1. Тема 1.1. | Решение задач и упражнений, подготовка к коллоквиумам, подготовка к тестированию по теме | В течение недели после тематической лекции | Контрольная работа, коллоквиум, тест по теме | 4 |
Раздел 1. Тема 1.2. | Решение задач и упражнений, проработка учебного материала, подготовка к тестированию по теме | В течение недели после тематической лекции | Контрольная работа, тест по теме | 4 |
Раздел 2. Тема 2.1. | Конспектирование первоисточников и другой учебной литературы, подготовка к коллоквиуму | В течение недели после тематической лекции | Коллоквиум | 5 |
Раздел 2. Тема 2.2. | Проработка учебного материала, подготовка к выполнению и сдаче лабораторных работ | В течение недели после тематической лекции | Защита лабораторной работы | 5 |
Раздел 3. Тема 3.1. | Проработка учебного материала, подготовка к коллоквиуму, подготовка к выполнению и сдаче лабораторных работ | В течение недели после тематической лекции | Коллоквиум, защита лабораторной работы | 5 |
Раздел 3. Тема 3.2. | Проработка учебного материала, подготовка к тестированию по теме | В течение недели после тематической лекции | Тест по теме | 4 |
Раздел 3. Тема 3.3. | Проработка учебного материала, подготовка к коллоквиуму | В течение недели после тематической лекции | Коллоквиум | 2 |
Раздел 3. Тема 3.4. | Проработка учебного материала, подготовка к коллоквиуму | В течение недели после тематической лекции | Коллоквиум | 3 |
ИТОГО | 34 |
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
5.1. Перечень рекомендуемой литературы
Основная литература:
1. Бухгольц курс теоретической механики. М., т.1-1972, 456 с.; т.2-1997, 544 с.
2. , Лурье теоретической механики. М.: Наука, т.1- 1982, 352 с., т.2-1983, 640 с.
3. Мещерский задач по теоретической механике. М.: Наука, 1986. 448 с.
Дополнительная литература:
1. Тарг курс теоретической механики. М.:Высш. Шк., 1995. 416с.
2. , Никифорова теоретической механики. Спб.: Лань, 1998. 764с.
5.2. Методические рекомендации (материалы) преподавателю
По дисциплине «Теоретическая механика» учебным планом предусмотрены следующие виды учебных занятий: лекции, практические (семинарские).
Лекции являются одним из основных методов обучения и должны решать следующие задачи:
· изложение важнейшего материала программы курса, освещающего основные моменты;
· формирование у студентов потребности к самостоятельной работе над учебной и научной литературой.
Методика чтения лекций зависит от этапа изучения предмета и уровня общей подготовки обучающихся, форма ее проведения - от характера темы и содержания материала.
Главной задачей каждой лекции является раскрытие сущности темы и анализ ее главных положений. Рекомендуется на первой лекции довести до внимания студентов структуру курса и его разделы, а в дальнейшем указывать начало каждого раздела, суть и его задачи, а, закончив изложение, подводить итог по этому разделу, чтобы связать его со следующим.
Содержание лекций определяется рабочей программой курса. Каждая лекция должна охватывать и исчерпывать определенную тему курса и представлять собой логически законченную работу.
Практическое занятие - форма организации учебного процесса, направленная на закрепление теоретических знаний путем обсуждения первоисточников и решения конкретных задач.
5.3. Методические рекомендации студентам
При изучении дисциплины «Теоретическая механика» студент может использовать материалы, находящиеся в электронной библиотеке филиала, в студенческой библиотеке филиала, а также в городской библиотеке.
Кроме того, в сети интернет можно найти соответствующую информацию по многим темам курса. Недопустимо заниматься плагиатом. Студент должен собирать теоретическую и фактологическую информацию и применять ее к решению конкретной проблемы.
Главной целью семинаров является обсуждение наиболее сложных теоретических вопросов курса, их методологическая и методическая проработка. В связи с этим студент должен быть готов к коллективному обсуждению теоретических и методических вопросов курса, что достигается путем самостоятельного изучения пройденного материала.
6. Формы и методика текущего, промежуточного и итогового контроля
В соответствие с положением филиала РГГМУ в г. Туапсе «О модульной системе обучения», утвержденной ученым советом филиала 3 июля 2007 г., протокол № 15.
1. Максимальная сумма рейтинговых баллов, полученных студентом по результатам любого вида контроля и в целом по всей учебной дисциплине в семестре, составляет 100 баллов.
2. Пересчет оценки в баллах по любому виду контроля в академическую оценку осуществляется по единой методике на основе специально разработанной интервальной шкалы перевода.
3. Итоговая академическая оценка студента по дисциплине за семестр определяется общей рейтинговой оценкой. Общая рейтинговая оценка студента по учебной дисциплине за семестр складывается из накопительного рейтинга, который формируется в процессе учебной деятельности студента в семестре, и экзаменационного рейтинга (экзаменационная оценка в баллах).
В свою очередь формирование накопительного рейтинга также осуществляется по двум составляющим: текущий рейтинг (активность аудиторной и ритмичность самостоятельной работы), промежуточный рейтинг (объем и качество усвоения учебного материала модуля, оценка работы над заданиями творческой компоненты).
4. По результатам успешной и ритмичной учебной деятельности в течение семестра студентам может быть выставлена оценка по дисциплине без сдачи экзамена (оценка – «автомат»).
5. Формирование рейтинга студента по любой дисциплине осуществляется по единой для всего вуза методике.
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ
Теоретическая механика 2 курс
ПОКАЗАТЕЛИ | КОЛ-ВО ЧАСОВ | КОЛ-ВО ТЕСТОВ, К/Р | БАЛЛЫ | ИТОГО |
Входной рейтинг | 1 | 4 | 4 | |
Посещение в т. ч. лекции практические занятия | 36 18 18 | 1 | 36 | |
Тесты по модулям | 2 | 14 | 28 | |
Контрольная работа | 2 | 14 | 28 | |
Итоговый тест | 4 | |||
ИТОГО | 100 |
РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ
ПОКАЗАТЕЛИ | 60-72% «УДОВЛЕТВ.» | 73-85% «ХОРОШО» | 86-100% «ОТЛИЧНО» |
Входной рейтинг | 2,4 | 2,9 | 3,4 |
Посещение | 21,6 | 26,3 | 31 |
Тесты по модулям | 16,8 | 20,45 | 24,1 |
Контрольная работа | 16,8 | 20,45 | 24,1 |
Итоговый тест | 2,4 | 2,9 | 3,4 |
Итого минимальное количество баллов | 60 | 73 | 86 |
Формы контроля практических (семинарских) занятий представлены в таблице 4 раздела 4.2 рабочей программы соответственно. Формы контроля усвоения разделов и тем рабочей программы, выделенных для самостоятельного изучения представлены в таблице 6 раздела 4.5.
Итоговой формой контроля по дисциплине «Теоретическая механика» является зачет и экзамен. При проведении зачета студенту выставляется итоговая оценка "зачтено" или "не зачтено". В качестве основы такой оценки, как правило, используются результаты текущего контроля по дисциплине (результаты выполнения контрольных работ, контрольных заданий, тестов по разделам, результативность работы на практических и семинарских занятиях).
