Теоретическая механика (стр. 1 )

 

Федеральное агентство по образованию

 

ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

 

,

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

(раздел «Динамика»)

 

Учебно-методическое пособие для студентов

заочной и дистанционной форм обучения при подготовке

дипломированного специалиста по направлению

«СТРОИТЕЛЬСТВО»

 

Издание 2-е, исправленное и дополненное

 

Омск

СибАДИ

2010

 

ББК 22.21

УДК 531.8

Л 84

 

Рецензенты:

д–р техн. наук, проф. (СибАДИ);

канд. техн. наук (СибАДИ)

 

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом

академии в качестве учебно-методического пособия

 

,

Л84 Теоретическая механика (раздел «Динамика»): учебно-методическое пособие для студентов заочной и дистанционной форм обучения при подготовке дипломированного специалиста по направлению «СТРОИТЕЛЬСТВО». – Изд. 2-е, испр. и доп. – Омск: СибАДИ, 2010. – 336 с.

 

ISBN 978–5–93204–547–3

 

Курс теоретической механики разбит на две самостоятельные книги, что в основном соответствует распределению материала по семестрам и содержит необходимый минимум для сдачи экзамена. Наглядность и удачно подобранные примеры позволяют в кратчайшие сроки самостоятельно усвоить и повторить программу курса. Первая книга учебно-методического пособия посвящена разделам «Статика» и «Кинематика». Вторая книга этого пособия рассматривает раздел «Динамика» изучаемого студентами курса теоретической механики.

Предназначено для студентов заочной и дистанционной форм обучения при подготовке дипломированного специалиста по направлению «СТРОИТЕЛЬСТВО» (специальности: «Промышленное и гражданское строительство»; «Гидротехническое строительство»; «Городское строительство и хозяйство»; «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»; «Теплогазоснабжение и вентиляция»; «Водоснабжение и водоотведение»; «Механизация и автоматизация строительства»; «Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций»; «Экспертиза и управление недвижимостью»; «Проектирование зданий»).

 

ISBN 978–5–93204–547–3 © ГОУ «СибАДИ», 2010

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Развитие современной техники ставит перед её разработчиками разнообразные задачи, связанные с проектированием объектов: строительных конструкций и сооружений, машин различного функционального назначения и т. д. Несмотря на разнообразие, решения поставленных задач основываются на общих принципах и имеют общую научную базу. Объясняется это тем, что в большинстве задач значительное место занимают вопросы, требующие изучения законов движения или равновесия тел.

Теоретическая механика представляет собой одну из научных основ современных технических дисциплин, таких как теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин и т. д. Теоретическая механика является одним из разделов механики.

 

Механика – наука о механическом движении и механическом взаимодействии материальных тел.

 

Теоретическая механика – раздел механики, в котором изучаются законы движения механических систем и общие свойства этих движений.

 

Курс теоретической механики состоит из трёх разделов: статика, кинематика, динамика.

Настоящее учебно-методическое пособие по разделу «Динамика» теоретической механики предназначено для студентов заочной и дистанционной форм обучения.

Необходимость создания учебно-методического пособия вызвана тем, что студенты дистанционной и заочной форм обучения не всегда имеют свободный доступ к учебной литературе и консультациям преподавателя. Эта проблема особенно актуальна для студентов, проживающих в глубинных сельских районах и на Крайнем Севере.

Следует также отметить, что опубликованные ранее вузовские учебники по теоретической механике очень объёмны. Как правило, в рабочих программах этой дисциплины при подготовке дипломированного специалиста по направлению «СТРОИТЕЛЬСТВО» (специальности: «Промышленное и гражданское строительство»; «Гидротехническое строительство»; «Городское строительство и хозяйство»; «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»; «Теплогазоснабжение и вентиляция»; «Водоснабжение и водоотведение»; «Механизация и автоматизация строительства»; «Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций»; «Экспертиза и управление недвижимостью»; «Проектирование зданий») в настоящее время используется не более 50 % информации, приведённой в рекомендуемой для высшего профессионального образования учебной литературе. Студентам дистанционной и заочной форм обучения, самостоятельно изучающим учебный материал, достаточно сложно ориентироваться в обширном списке рекомендуемой литературы при поиске теоретических положений, необходимых для выполнения контрольных работ.

Кроме этого, имеется еще один существенный недостаток известных учебных пособий, заключающийся в следующем. Для одних и тех же специальностей дневной и заочной форм обучения используются различные задания. Парадокс в том, что для студентов-заочников эти задания гораздо труднее, чем для студентов дневной формы обучения.

Содержание данного курса соответствует программе и требованиям государственного образовательного стандарта ГОС ВПО РФ по дисциплине «Теоретическая механика» (раздел «Динамика») при подготовке дипломированного специалиста по направлению «СТРОИТЕЛЬСТВО».

Отличительные особенности данного учебно-методического пособия от многих известных учебников по теоретической механике следующие:

1.         Краткость изложения теоретического материала. Громоздкие выводы и доказательства в нём не приведены, но вместе с тем уделено большое внимание чёткости формулировок определений основных понятий, теорем и принципов. Это позволяет глубже уяснить физический смысл формул и математических выражений, описывающих изучаемые механические процессы. В книге приведено достаточное количество рисунков, наглядно иллюстрирующих теоретический материал.

2.         Сформирован подробный словарь терминов и определений, используемых в изучаемых разделах теоретической механики. Это позволяет студенту выработать чёткие навыки владения грамотной инженерно-технической лексикой.

3.         Теория, примеры решения задач, варианты курсовых заданий, алгоритмы решения и примеры их выполнения сведены в одну книгу. Это существенно повышает удобства при изучении теоретического курса.

4.         К изучаемым темам занятий приведены вопросы для самоконтроля. По этим вопросам студент имеет возможность самостоятельно проверить качество усвоения теоретического материала по всему комплексу вопросов, изучаемых в теоретической механике. По результатам самостоятельно провёденной проверки студент выявляет те вопросы, которые изучены недостаточно хорошо, и принимает решение о целесообразности коррекции своих знаний по изучаемому предмету.

5.         В качестве контрольных работ использованы задания, аналогичные заданиям, приведенным в «Сборнике заданий для курсовых работ по теоретической механике»: Учеб. пособие для техн. вузов/ , , и др.; Под ред. . – 4–е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1985. – 367 с., ил. Это учебное пособие применяется практически во всех высших учебных заведениях Российской Федерации.

Такой подход к выбору вариантов заданий позволяет обеспечить единство требований государственных образовательных стандартов РФ к качеству высшего образования и поднять качество дистанционного и заочного образования до уровня очного образования.

Перечисленные особенности делают данный курс легко доступным для хорошего понимания и усвоения студентами изучаемого материала, позволяют в короткие сроки подготовиться к экзаменам и зачётам.

Настоящее учебно-методическое пособие является вторым изданием, переработанным и дополненным. Идя навстречу многочисленным пожеланиям студентов, использующим эту книгу в качестве учебно-методического пособия, авторы внесли дополнительные разделы курса теоретической механики.

Хочется надеяться, что и впредь читатели будут помогать совершенствованию книги своими предложениями, которые будут с благодарностью рассмотрены.

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам и редактору за внимательное прочтение рукописи и замечания, которые позволили в значительной мере улучшить содержание книги.

 

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»

(раздел «Динамика»)

 

Программа дисциплины «Теоретическая механика» (раздел «Динамика») составлена согласно требованиям государственного образовательного стандарта ГОС ВПО РФ по дисциплине «Теоретическая механика» при подготовке дипломированных специалистов по направлению «СТРОИТЕЛЬСТВО».

 

Выдержка из ГОС ВПО РФ по дисциплине

«Теоретическая механика»

 

Требования

к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы при подготовке дипломированных специалистов по направлению «СТРОИТЕЛЬСТВО».

 

Индекс	Наименование дисциплин и их основные разделы	Всего часов
1	2	3
ЕН.Ф.06	Теоретическая механика Статика: приведение системы сил к простейшему виду; условия равновесия абсолютно твёрдого тела и системы тел; центр тяжести; трение скольжения Кинематика: кинематика точки; кинематика твёрдого тела (поступательное, вращательное, плоскопараллельное, сферическое, произвольное движения); сложное движение точки Динамика: динамика точки в инерциальной и неинерциальной системах отсчёта; уравнения движения системы материальных точек; общие теоремы динамики механических систем; динамика твёрдого тела (поступательное, вращательное, плоскопараллельное, сферическое, произвольное движения); принцип Даламбера; элементы теории гироскопа; теория удара Аналитическая механика: принцип возможных перемещений; общее уравнение динамики; уравнения Лагранжа в обобщённых координатах	268