Высшего профессионального образования
жүктеу/скачать 35,96 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- № се- мес- тра № недели Раздел учебной
- Всего 36
- Всего 45
- Задача – 2 Определить реакции опор А и В, а также уси- лия в промежуточном шарнире С составной
- Определить реакции опор А и В, а также усилия в промежуточном шарнире С составной конст- рукции, если Р=9кН, =30 0
- , q=2,0кН/м, G=6кН, М=4кН м, а=2,5м, в=1,5м.
- Определить реакции опор А и В, а также усилия в промежуточном шарнире С состав- ной конструкции, если Р=10кН, =60 0
5.1. Чтение лекций с применением мультимедийных технологий. 5.2. Применение программных продуктов MathCad, MATLAB, Microsoft Office Excel при выполнении расчетно-графических работ. 5.4. Занятия, проводимые в активной и интерактивной формах, проводятся в объеме 42 час. из общих 126 часов, что составляет 33,3 %. В том числе: – на лекционных занятиях – 28 часов; – на практических занятиях с использованием ЭВМ – 14 часов. На лекционных занятиях разбираются конкретные случаи применения рассматри- ваемых процессов, а также используется компьютерное моделирование физических процессов и их наглядное отображение с последующим обсуждением основных момен- тов в следующих разделах курса: – кинематика точки; – кинематика твердого тела; – динамика точки; – динамика механической системы. На практических занятиях с использованием ЭВМ студенты работают в группах по несколько человек и активно взаимодействуют друг с другом, развивая навыки де- ловой коммуникации, эффективной организации рабочего процесса, распределения обязанностей при выполнении следующих работ: – определение кинематических характеристик движения точки – построение век- торных диаграмм перемещений, скоростей и ускорений точки; – определение кинематических характеристик движения плоских механизмов – построение векторных диаграмм перемещений, скоростей и ускорений различных тел плоских механизмов; – определение динамических характеристик движения материальной точки – по- строение векторных диаграмм сил, скоростей и ускорений точки; – определение динамических характеристик движения механической системы – построение векторных диаграмм сил, скоростей и ускорений различных тел механиче- ской системы. На занятиях КСР преподаватель работает индивидуально с каждым студентом. Наличие учебно-методических указаний к решению практических задач повышает до- лю самостоятельной работы студента, развивает навыки поиска нужной информации и ее самостоятельной переработки. Защита расчетно-графических работ проходит в фор- ме диалога, посвященного разбору конкретных ситуаций.
15
Студенты имеют доступ к учебно-методическому комплексу дисциплины, пред- ставленному в электронной форме в университетской сети, в том числе ко всем опуб- ликованным учебно-методическим разработкам кафедры, включающим материалы по организации самостоятельной работы: выполнению индивидуальных заданий, расчет- но-графических работ, использованию компьютерных технологий при их выполнении.
6. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТА
мес- тра № недели Раздел учебной дисциплины Вид самостоятельной работы студента Всего часов 1 2 3 4 5 2
3-4 Плоская система сил
Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 1 Определение реакций опор составной конст- рукции. Расчетно-графическая работа С-3 [3]. 2 Аудиторная контрольная работа № 1 на тему: «Равновесие плоской составной конструкции». 2 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4 5-6 Пространственная система сил Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 1 Определение реакций опор твердого тела. Расчетно-графическая работа С-7 [3]. 2 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4 9-10 Определение кинематических характеристик точки
Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 1 Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения. Расчетно-графическая работа К-1 [3]. 2 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4 11-12 Простейшие виды движения твердого тела Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 1 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 2 13-18 Плоское движение твердого тела Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 2 Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при его плоском движении. 2
16
Расчетно-графическая работа К-3 [3]. Аудиторная контрольная работа № 2 на тему: «Определение скоростей точек твердого тела при его плоском движении». 2 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4
36 3
1-2 Динамика точки Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 2 Интегрирование дифференциальных уравне- ний движения материальной точки (случай по- стоянных сил). Расчетно-графическая работа Д-1 [3]. 4 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4
2 3 4 5
6-8 Теорема об изменении кинетической энергии системы Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 3 Аудиторная контрольная работа № 3 на тему: «Теорема об изменении кинетической энергии механической системы». 4 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 6 13-14 Общее уравнение динамики Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 3 Применение общего уравнения динамики к ис- следованию движения механ. системы с одной степенью свободы. Расчетно-графическая ра- бота Д-19 [3]. 4 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4 15-18 Свободные колебания системы Проработка лекционного материала, подготовка к практическим занятиям 3 Малые свободные колебания консервативной механической системы с одной степенью сво- боды. Расчетно-графическая работа Д-23 [3]. 4 Самостоятельная работа под контролем преподавателя 4
45
7. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
17
1 2 3 4 5 2 3 Плоская система сил
Определение реакций опор составной конструкции. Расчетно-графическая ра- бота С-3. Защита РГР 4 Аудиторная контрольная работа № 1 на тему: «Равновесие плоской составной конструкции». Оценка по пятибалльной шкале 5-6
Пространст- венная систе- ма сил Определение реакций опор твердого те- ла. Расчетно-графическая работа С-7. Защита РГР 9-10 Определение кинематиче- ских характе- ристик точки Определение скорости и ускорения точ- ки по заданным уравнениям ее движения. Расчетно-графическая работа К-1. Защита РГР 13-16
Плоское движение твердого тела Определение скоростей и ускорений то- чек твердого тела при его плоском дви- жении. Расчетно-графическая работа К-3. Защита РГР
16 Аудиторная контрольная работа № 2 на тему: «Определение скоростей точек твердого тела при его плоском движе- нии». Оценка по пятибалльной шкале.
6, 12, 18
Все Рейтинговая оценка знаний по итогам контрольных недель семестра Баллы в соответ- ствии с рейтин- говой системой оценки качества знаний (прило- жение к кален- дарному плану)
3 1-2 Динамика точки
Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точ- ки (случай постоянных сил). Расчетно- графическая работа Д-1. Защита РГР 8 Теорема об изменении кинетической энергии сис- темы
Аудиторная контрольная работа № 3 на тему: «Теорема об изменении кинетиче- ской энергии механической системы». Оценка по пятибалльной шкале.
13-14 Общее
уравнение динамики Применение общего уравнения динамики к исследованию движения механ. систе- мы с одной степенью свободы. Расчетно- графическая работа Д-19 [3]. Защита РГР 15-18
Свободные колебания системы Малые свободные колебания консерва- тивной механической системы с одной степенью свободы. Расчетно- графическая работа Д-23 [3]. Защита РГР 6, 12, Все
Рейтинговая оценка знаний по итогам Баллы в соответ- 18
18 контрольных недель семестра ствии с рейтин- говой системой оценки качества знаний (прило- жение к кален- дарному плану)
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО СТАТИКЕ И КИНЕМАТИКЕ
1. Статика. Основные понятия и задачи, изучаемые статикой.
2. Основные понятия и аксиомы статики. 3. Связи в механике. Реакции связей. Примеры.
4. Система сходящихся сил. Условия равновесия систем сходящихся сил (геометриче- ские и аналитические).
5. Произвольная плоская система сил. Главный вектор и главный момент. 6. Алгебраический момент силы относительно произвольного центра. Свойства мо- мента силы относительно центра.
7. Проекции силы на координатные оси. Условия равновесия произвольной плоской системы сил.
8. Произвольная пространственная система сил. Векторный момент силы относитель- но центра. Момент силы относительно оси.
9. Главный вектор и главный момент относительно центра произвольной системы сил. 10. Пара сил. Векторный момент пары сил. Свойства момента пары сил.
11. Основная теорема статики. Условия равновесия произвольной системы сил. 12. Процессы трения в механике. Трение скольжения и трение качения. 19
13. Трение скольжения. Законы о силе трения скольжения. Равновесие тел с учетом сил трения скольжения.
14. Трение качения. Идеальный и реальный случаи качения колеса без проскальзыва- ния по неподвижной опорной поверхности.
15. Центр тяжести тела. Методы определения центров тяжести различных тел и фи- гур.
16. Кинематика точки. Основные задачи, понятия и определения. 17. Способы задания движения точки (векторный , координатный и естественный). Натуральный триэдр.
18. Скорость точки. Способы определения скорости точки (векторный, координатный и естественный).
19. Ускорение точки. Способы определения ускорения точки (векторный, координат- ный и естественный).
20. Кинематика твердого тела. Основные задачи. Виды движения твердого тела. 21. Простейшие виды движения твердого тела (поступательное и вращательное вокруг неподвижной оси). Примеры.
22. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек поступательно движущегося тела.
23. Вращение тела вокруг неподвижной оси вращения. Угловая скорость и угловое ускорение вращающегося тела.
24. Определение скорости и ускорения любой точки вращающегося тела. 25. Плоскопараллельное (плоское) движение твердого тела. Примеры. Разложение плоского движения на простейшие виды.
26. Теорема об определении скорости любой точки плоской фигуры. 27. Мгновенный центр скоростей (МЦС). Определение скорости любой точки плоской фигуры с помощью метода МЦС. Частные случаи нахождения МЦС.
28. Теорема об определение ускорения любой точки плоской фигуры. 29. Сложное движение точки. Абсолютная скорость точки при ее сложном движении.
30. Абсолютное ускорение точки при ее сложном движении. Ускорение Кориолиса. Физический смысл ускорений.
20
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ПО СТАТИКЕ И КИНЕМАТИКЕ
21
Задача – 3 Определить реакции опор А и В, а также уси- лия в промежуточном шарнире С составной конструкции, если Р=7кН, =45 0 , q=2,0кН/м, G=6кН, М=4кН м, а=2,5м, в=1,5м. Задача – 4 Определить реакции опор А и В, а также усилия в промежуточном шарнире С со- ставной конструкции, если q=2,2кН/м, G=10кН, М=6кН м, а=1,5м, в=2,5м. 22
Задача – 5 Определить реакции опор А и В, а также усилия в промежуточном шарнире С составной конст- рукции, если Р=9кН, =30 0 , q=2,0кН/м, G=6кН, М=4кН м, а=2,5м, в=1,5м. Задача – 6 23
Определить реакции опор А и В, а также усилия в промежуточном шарнире С состав- ной конструкции, если Р=10кН, =60 0 , q=1,0кН/м, G=4кН, М=2кН м, а=2,0м, в=1,5м.
Задача – 7
Прямоугольная плита расположена в горизонтальной плоско- сти и находится в равновесии. На нее действуют вес плиты G = 10кН, пара сил с моментом М = 5кН м, сосредо- точенная сила Р = 6кН. АВ = 2м, ВС = 1,4м, АЕ = ВЕ. Определить реакции пространственного шарнира А, подшипника В, а также усилие в стержне СС I .
Задача – 8
Квадратная плита расположена в горизонтальной плоскости и находится в равновесии. На нее действуют вес плиты G = 8кН, пара сил с моментом М = 4кН м, сосредоточенная сила 24
Р = 6кН. АВ = ВС = 1,2м, АЕ = 0,6м. Определить реакции пространственного шарнира А, подшипника В, а также усилие в стержне СС I .
Задача – 9 Прямоугольная плита расположена в горизонтальной плос- кости и находится в равновесии. На нее действуют вес плиты G = 6кН, пара сил с моментом М=3кН м, сосредо- точенная сила Р=4кН. АВ = 2м, ВС = 1,2м, АЕ = 0,6м. Определить реакции пространственного шарнира А, подшипника В, а также уси- лие в стержне СС I .
Задача – 10
Прямоугольная плита расположена в вертикальной плоско- сти и находится в равновесии. На нее действуют вес плиты G = 5кН, пара сил с моментом М = 4кН м, сосредо- точенная сила Р = 6кН. АВ = 1,6м, ВС = 0,6м, ВЕ = 0,3м. Определить реакции пространственного шарнира А, подшипника В, а также усилие в стержне СС I .
25
Задача – 11 По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для мо- мента времени t1 (с) найти положение точки М на траектории, ее скорость, ускорение, а так- же радиус кривизны траектории. Дано:
x
1 2 t (см),
y t 2 (см), t 1 = 1 с.
Задача – 12 По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для мо- мента времени t1 (с) найти положение точки М на траектории, ее скорость, ускорение, а так- же радиус кривизны траектории. Дано:
x
2 3 3t t (см),
y 2 5 4 5 3
t (см), t 1 = 1 с.
Задача – 13 По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для мо- мента времени t1 (с) найти положение точки М на траектории, ее скорость, ускорение, а также радиус кривизны траектории. Дано:
x
2 75cos 2
(см),
2 75sin 2 t (см), t 1 = 2 с.
Задача – 14 По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для мо- мента времени t1 (с) найти положение точки М на траектории, ее скорость, ускорение, а так- же радиус кривизны траектории. Дано:
x
2 sin 2
(см),
2 cos 2 t (см), t 1 = 0,5 с.
Задача – 15 По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для мо- мента времени t1 (с) найти положение точки М на траектории, 26
ее скорость, ускорение, а также радиус кривизны траектории. Дано:
x
4cos 3 t (см),
y 3sin
3 t (см), t 1 = 1 с.
Задача – 16 По заданным уравнениям движения точки М установить вид ее траектории и для мо- мента времени t1 (с) найти положение точки М на траектории, ее скорость, ускорение, а так- же радиус кривизны траектории. Дано:
x
2 2 3
(см),
5t (см), t
= 0,5 с.
Для заданного положения кривошипно-ползунного механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. АВ = 40см, АС = 15см, V A = 2м/с.
Задача – 18
Для заданного положения кривошипно-ползунного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 10см, АВ = 30см, АС = 10см,
27
ОА = 2рад/с.
Задача – 19
Для заданного положения кривошипно- ползунного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точ- ки принадлежат. ОА = 20см, АВ = 30см, АС = 20см, ОА = 1,5рад/с.
Задача – 20 Для заданного положения кривошипно- ползунного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 15см, АВ = 40см, АС = 10см, ОА = 1рад/с.
Задача – 21 Для заданного положения планетарного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. Колесо катится без проскальзывания.
28
ОА = 30см, r = 10см, ОА = 1,5рад/с.
Задача – 22 Для заданного положения планетарного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. Колесо катится без проскальзывания. ОА = 20см, r = 10см, АС = 5 см, ОА = 2рад/с.
Задача – 23
Для заданного положения планетарного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 30см, r = 10см, АC = 5cм, ОА = 2рад/с, I = 1,5рад/с.
29
Задача – 24
Для заданного положения планетарного механизма определить скорости его точек А, В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 15см, r = 10см, АС = 7см, ОА = 1,5рад/с, I = 2,5рад/с.
Задача – 25
Для заданного положения плоского механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 25см, r = 10см, ВС = 30см, ОА = 2,3рад/с, О 1 С = 36см.
Задача – 26
30
Для заданного положения плоского механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 22см, r = 11см, ВС = 24см, ОА = 3рад/с, О 1 С = 30см.
Задача – 27
Для заданного положения плоского механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 27см, r = 12см, ВС = 34см, ОА = 2,5рад/с.
Задача – 28
Для заданного положения плоского механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 26см, r = 12см, ВС = 36см, ОА = 1,2рад/с.
31
Задача – 29
Для заданного положения плоского механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 25см, r = 10см, ВС = 40см, ОА = 2рад/с.
Задача – 30
Для заданного положения кривошипно-ползунного механизма определить скорости его точек В и С, а также угловую скорость звена, которому эти точки принадлежат. ОА = 20см, АВ = 50см, ВС = 24см, ОА = 1,4рад/с. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИНАМИКЕ
1. Динамика. Динамика материальной точки. Основные законы Галилея-Ньютона. 2. Дифференциальные уравнения движения материальной точки (векторная, коорди- натная и естественная формы). 3. Первая и вторая задачи динамики материальной точки. Начальные условия движе- ния точки при решении второй (основной) задачи. 4. Динамика механической системы. Классификации сил, действующих на механиче- скую систему. Свойства внутренних сил. 32
5. Дифференциальные уравнения движения механической системы. Центр масс сис- темы (тела). 6. Центр масс механической системы (тела). Теорема о движении центра масс систе- мы. Закон сохранения движения центра масс системы (следствия из теоремы). 7. Общие теоремы динамики точки и системы. Количество движения точки и систе- мы. Импульс силы. 8. Теорема об изменении количества движения точки. Теорема об изменении количе- ства движения механической системы. Закон сохранения количества движения системы (следствия из теоремы). 9. Кинетическая энергия точки и системы. Кинетическая энергия твердого тела при различных случаях его движения. Работа силы. 10. Теорема об изменении кинетической энергии точки. Теорема об изменении кине- тической энергии механической системы. Частные случаи применения теоремы об измене- нии кинетической энергии системы. 11. Момент количества движения точки. Теорема об изменении момента количества движения точки. Главный момент (кинетический момент) количества движения системы. 12. Кинетический момент твердого тела в различных случаях его движения (при по- ступательном, вращательном вокруг неподвижной оси и плоскопараллельном). 13. Теорема об изменении кинетического момента механической системы. Закон со- хранения кинетического момента системы (следствия из теоремы). 14. Момент инерции тела. Осевой и полярный моменты инерции тела, связь между ними.
15. Момент инерции тела относительно параллельных осей (теорема Гюйгенса- Штейнера). Экспериментальный метод определения момента инерции твердого тела. 16. Динамика твердого тела. Дифференциальные уравнения движения твердого тела (при поступательном, вращательном и плоском движении). 17. Частные случаи вращения тела вокруг неподвижной оси (равномерное, равнопе- ременное, переменное). 18. Общие теоремы вращения твердого тела вокруг неподвижной оси (теорема об из- менении кинетического момента и теорема об изменении кинетической энергии). 19. Сила инерции. Принцип Даламбера для материальной точки. Принцип Даламбера для механической системы. 20. Главный вектор и главный момент сил инерции для твердого тела в различных случаях его движения (при поступательном, вращательном и плоском). 33
21. Принцип возможных перемещений (принцип Лагранжа). Возможные перемеще- ния. Идеальные и реальные связи. 22. Общее уравнение динамики (принцип Даламбера-Лагранжа). 23. Силовое поле. Потенциальное силовое поле. Потенциальная энергия. Закон сохра- нения механической энергии. 24. Связи и их классификация. Степень свободы. Обобщенные координаты. Обоб- щенные скорости. 25. Обобщенные силы. Общее уравнение динамики в обобщенных силах. 26. Уравнения Лагранжа 2-го рода. Уравнения Лагранжа 2-го рода для потенциально- го силового поля. 27. Условия равновесия системы. Устойчивость равновесия (устойчивое, неустойчи- вое и безразличное положения равновесия). 28. Теория колебаний. Свободные колебания системы с одной степенью свободы. 29. Обобщенные силы трения. Затухающие колебания системы с одной степенью сво- боды. 30. Вынужденные колебания механической системы с одной степенью свободы. Яв- ление резонанса. 31. Последовательное и параллельное соединение пружин. Применение последова- тельного и параллельного соединения пружин в рессорном подвешивании современного подвижного состава.
ПО ДИНАМИКЕ
Задача – 1 Тело движется из точки А по участку АВ длиной L на- клонной плоскости, составляющей угол с горизонтом, в течение τ (с). Его начальная скорость V A , коэффициент трения скольжения по плоскости равен f. В точке В тело покидает плоскость со скоростью V B и попадает со скоро- стью V C в точку С плоскости ВД, наклоненной под углом β к горизонту, находясь в воздухе Т (с). При решении за- 34
дачи тело принять за материальную точку, сопротивление воздуха не учитывать. Дано: =30 0 ; V
A =0; f=0,2; L=10м; β=60 0 .
жүктеу/скачать 35,96 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|