WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ» Т.К.Гадельшин, Г.И.Норицина, В.К.Петров, Д.А.Макаров Под редакцией В.С.Бондаря ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА РАЗДЕЛ «ДИНАМИКА» учебно-методическое пособие для студентов заочной формы обучения по специальностям:

190201.65; 190603.65; 150201.65; 150400.62; 151002.65 МОСКВА 2010 2 Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000 г. для специальностей подготовки:

190201.65 – Автомобиле- и тракторостроение;

190603.65 – Сервис транспортных и технологических машин и оборудования;

150201.65 – Машины и технологии обработки давлением;

150400.62 – Технологические машины и оборудование;

151002.65 – Металлообрабатывающие станки и инструменты;

на основе рабочей программы дисциплины «Теоретическая механика».

Рецензенты: профессор кафедры «Теоретическая механика» МГТУ «МАМИ» Л.Г.Сухомлинов профессор кафедры «Теоретическая механика» МГТУ «МАМИ» Ю.М.Темис Работа подготовлена на кафедре «Теоретическая механика».

Теоретическая механика. Раздел «Динамика». : учебно-методическое пособие. / Т.К.Гадельшин, Г.И.Норицина, В.К.Петров, Д.А.Макаров, под редакцией д.ф.-м.н., проф. Бондаря В.С. – М.: МГТУ «МАМИ», 2010. – 114 с.

В учебно-методическом пособии приведены общие указания для студентов заочной формы обучения, программа курса «Теоретическая механика» (раздел «Динамика»), порядок изучения курса, вопросы для самопроверки, контрольные задания в виде расчетно-графических работ, краткий обзор раздела «Динамика», а также варианты расчетно-графических работ и порядок их оформления.

© Т.К.Гадельшин, Г.И.Норицина, В.К.Петров, Д.А.Макаров, 2010 © МГТУ «МАМИ», 2010 3 ПРЕДИСЛОВИЕ Теоретическая механика, как одна из важнейших физикоматематических наук, играет важную роль в подготовке инженеров любых специальностей.

На основных законах теоретической механики базируются многие общеинженерные дисциплины, такие, как сопротивление материалов, строительная механика, гидравлика, теория механизмов и машин, детали машин и др.

В различных курсах по машиностроительным, технологическим и другим специальностям широко используются положения курса теоретической механики.

На основе теорем и принципов теоретической механики решаются многие инженерные задачи и осуществляется проектирование новых машин, конструкций и сооружений.

Чтобы хорошо усвоить курс теоретической механики, нужно не только глубоко изучить его теоретический материал, но и получить твердые навыки в решении задач. Для этого необходимо самостоятельно решить большое количество задач по всем разделам курса и выполнить ряд специальных расчетно-графических заданий.

Серия из трех учебно-методических пособий разработана для студентов заочной формы обучения всех специальностей с объемом программ 200-250 часов и состоит из трех частей, соответствующих трем основным разделам курса теоретической механики: статики, кинематики и динамики.

В данном учебно-методическом пособии по разделу «Динамика» приведены: программы, краткий теоретический обзор, вопросы для самопроверки, задания на расчетно-графические работы и указания по их выполнению.

ПРОГРАММА КУРСА "ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА" РАЗДЕЛ «ДИНАМИКА» Введение в динамику Предмет динамики. Основные понятия и определения: масса, материальная точка, сила. Законы механики Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Задачи динамики.

Динамика точки Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной материальной точки в декартовых координатах. Естественные уравнения движения свободной и несвободной материальной точек. Две основные задачи динамики для материальной точки. Решение первой задачи динамики.

Вторая задача динамики. Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки в простейших случаях. Постоянные интегрирования и их определение по начальным условиям. Свободные колебания материальной точки без сопротивления и с сопротивлением пропорциональном скорости. Вынужденные колебания.

Несвободное движение материальной точки. Дифференциальные уравнения движения точки по заданной гладкой неподвижной кривой. Определение закона движения и реакции связи. Дифференциальные уравнения относительного движения. Переносная и кориолисова силы инерции.

Введение в динамику механической системы Механическая система. Масса системы. Центр масс системы и его координаты. Классификация сил, действующих на механическую систему:

силы внутренние и внешние, задаваемые силы и реакции связей. Свойства внутренних сил.

Моменты инерции системы и твердого тела относительно плоскости, оси и полюса. Радиус инерции. Теорема о моментах инерции относительно параллельных осей. Примеры вычисления моментов инерции тел в простейших случаях.

Общие теоремы динамики Теорема о движении центра масс Дифференциальные уравнения движения механической системы.

Теорема о движении центра масс механической системы. Закон сохранения движения масс.

Теорема об изменении количества движения Две меры механического движения; количество движения и кинетическая энергия материальной точки. Импульс силы и его проекции на координатные оси. Теорема об изменении количества движения материальной точки в дифференциальной и конечной формах. Количество движения механической системы и его выражение через массу системы и скорость ее центра масс. Теорема об изменении количества движения механической системы в дифференциальной и конечной формах. Закон сохранения количества движения механической системы.



Теорема об изменении момента количества движения Момент количества движения материальной точки относительно центра и оси. Теорема об изменении момента количества движения материальной точки. Сохранение момента количества движения материальной точки в случае центральной силы. Понятие о секторной скорости. Закон площадей.

Главный момент количества движения или кинетический момент механической системы относительно центра и оси. Кинетический момент вращающегося твердого тела относительно оси вращения. Теорема об изменении кинетического момента механической системы. Закон сохранения кинетического момента механической системы. Теорема об изменении кинетического момента механической системы в относительном движении по отношению к центру масс.

Теорема об изменении кинетической энергии Элементарная работа силы. Работа силы на конечном перемещении.

Мощность. Аналитическое выражение элементарной работы силы. Работа силы тяжести, силы упругости и силы тяготения. Равенство нулю суммы работ внутренних сил в твердом теле. Работа и мощность сил, приложенных к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси.

Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки в дифференциальной и конечной формах. Кинетическая энергия механической системы. Вычисление кинетической энергии твердого тела в различных случаях его движения. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы.

Динамика твердого тела Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела. Дифференциальное уравнение вращения твердого тела вокруг неподвижной оси. Физический маятник. (Опытное определение моментов инерции тел). Дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела.

Принцип Даламбера Сила инерции материальной точки. Принцип Даламбера для материальной точки и механической системы. Определение динамических реакций при несвободном движении материальной точки и системы. Приведение сил инерции точек твердого тела к центру: главный вектор и главный момент сил инерции. Определение динамических реакций подшипников при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси. Случай, когда ось вращения является главной центральной осью инерции тела. (Понятие о статической и динамической балансировках).

Элементы аналитической механики Связи и их уравнения. Классификация связей: голономные и неголономные, стационарные и нестационарные, неосвобождающие и освобождающие связи. Возможные и виртуальные перемещения системы. Число степеней свободы системы. Идеальные связи.

Принцип возможных перемещений. Применение принципа возможных перемещений и определение реакций связей в простейших механизмах. Общее уравнение динамики.

Уравнения Лагранжа Обобщенные координаты и обобщенные скорости. Выражение элементарной работы в обобщенных координатах. Обобщенные силы и их вычисление. Дифференциальные уравнения движения системы в обобщенных координатах или уравнения Лагранжа второго рода.

Теория удара Явление удара. Ударная сила и ударный импульс. Действие ударной силы на материальную точку. Теорема об изменении количества движения механической системы при ударе. Прямой центральный удар тела о неподвижную поверхность; упругий и неупругий удары. Коэффициент восстановления при ударе и его опытное определение. Прямой центральный удар двух тел. Теорема Карно.

ПОРЯДОК ИЗУЧЕНИЯ КУРСА ДИНАМИКА Изучение теории Тема 1. Введение в динамику. Основные понятия. Законы динамики.

Дифференциальные уравнения движения материальной точки в декартовых координатах. Естественные уравнения движения материальной точки.

Естественные уравнения движения материальной точки. Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки в простейших случаях [1, §73-82].

Тема 2. Колебательное движение точки. Свободные колебания материальной точки. Затухающие и вынужденные колебания. Примеры [1, §9496].

Тема 3. Введение в динамику механической системы. Теорема о движении центра масс механической системы. Теорема об изменении количества движения материальной точки и механической система в дифференциальной и конечной формах [1, §100, 101, 106-112].

Тема 4. Введение в динамику механической системы и общие теоремы динамики. Моменты инерции системы и твердого тела относительно оси и полюса. Радиус инерции. Теорема о моментах инерции относительно параллельных осей. Примеры вычисления моментов инерции тел в простейших случаях. Теорема об изменении моментов количества движения материальной точки и механической системы. Дифференциальное уравнение вращения твердого тела вокруг неподвижной оси. Дифференциальные уравнения плоскопараллельного движения твердого тела. [1, §102-105, 115-118, 128-130].

Тема 5. Общие теоремы динамики. Работа силы. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки и механической системы. Закон сохранения механической энергии [1, §121-125].

Тема 6. Принцип Даламбера для материальной точки и механической системы [1, §133-136].

Тема 7. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение статики и динамики [1, §137-141].

Тема 8. Уравнения Лагранжа второго рода [1, §142-146].

Тема 9. Элементы теории удара [1, §151-157].

Решение задач Тема 1. Интегрирование дифференциальных уравнений движения материальной точки [2, № 27.7, 27.17, 27.22, 27.25, 27.31, 27.32, 27.58].

Тема 2. Колебательные движения точки [2, № 32.1, 32.3,32.4, 32.16, 32.24, 32.26, 32.26, 32.28, 32.52, 32.63, 32.64, 32.69-32.71, 32.78-32.80, 32.85-32.87].





Тема 3. Теорема о движении центра масс механической системы.

Теорема об изменении количества движения материальной точки и механической системы [2, № 28.1, 28.3, 28.6, 35.7, 35.10, 35.18, 35.20, 36.936.11].

Тема 4. Теорема об изменении моментов количества движения материальной точки и механической системы. Дифференциальное уравнение вращения твердого тела вокруг неподвижной оси [2, № 28.4, 28.8, 37.4, 37.5, 37.51, 37.56, 37.57, 37.58].

Тема 5. Теорема об изменении кинетической энергии точки и системы [2, № 30.4, 30.14, 30.16, 38.20, 38.27, 38.29].

Тема 6. Принцип Даламбера для материальной точки и механической системы [2, № 31.3, 31.6.31.9, 41.25, 42.6, 42.7].

Тема 7. Принцип возможных перемещений [2, № 46.1, 46.3,46.19, 46.21].

Тема 8. Уравнения Лагранжа второго рода [2, № 48.5, 48.6, 48.28, 48.29].

Тема 9. Теория удара [2, № 44.1. 44.5, 44.11, 44.15].

ЛИТЕРАТУРА 1. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. - М.: Наука, 1974 и последующие издания.

2. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. - М.:

Физматгиз, 1973 и последующие издания.

3. Бать К.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах. - М.: Физматгиз, 1975, ч 1 и 2 и последующие издания.

4. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. – М.: Наука, 1970, Т.1 и последующие издания.

5. Добронравов В.В., Никитин Н.Н., Дворников А.Л. Курс теоретической механики. - М.: Высшая школа, 1983 и последующие издания.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1. При каком условии материальная точка при действии на нее нескольких сил будет двигаться прямолинейно и равномерно 2. В чем состоят две основные задачи динамики точки 3. Как выражается закон гармонического колебания материальной точки 4. Зависит ли период гармонического колебания от начальных условий движения материальной точки 5. Что называется количеством движения материальной точки 6. Что называется элементарным импульсом силы 7. Как направлен элементарный импульс силы 8. В чем заключается теорема о количестве движения материальной точки 9. Как направлен вектор-момент количества движения относительно данной точки 10. Какая зависимость существует между моментами количества движения относительно данной точки и относительно оси, проходящей через эту точку 11. Как выражается теорема о моменте количества движения материальной точки в векторной и координатной формах 12. В каком случае момент количества движения материальной точки относительно данного центра остается постоянным 13. Как выражается величина элементарной работы 14. Как выражается работа силы на конечном пути 15. В чем состоит теорема о работе равнодействующей 16. Чему равна работа силы тяжести при перемещении данного тела из одного положения в другое 17. Что называется кинетической энергией (живой силой) материальной точки 18. В чем состоит теорема о кинетической энергии материальной точки 19. В чем состоит закон сохранения механической энергии 20. Что называется механической системой материальных точек 21. Какие две классификации сил, действующих на систему, применяются в динамике системы 22. Что называется количеством движения системы 23. В чем состоит теорема о количестве движения системы 24. Почему главный вектор внутренних сил всегда равен нулю 25. В каком случае количестве движения системы останется постоянным 26. Какая точка называется центром масс (центром инерции) системы 27. Как выражается количество движения системы через количество движения ее центра масс 28 Твердое тело весом P вращается вокруг неподвижной оси с угловой скоростью. Расстояние центра тяжести этого тела от оси вращения равно h. Чему равно количество движения этого тела 29. В чем состоит теорема о движении центра масс системы 30. Какие силы, действующие на систему, не влияют на движение ее центра масс 31. Что называется кинетическим моментом системы относительно данной точки, данной оси 32. Как выражается теорема о кинетическом моменте системы в векторной и координатной формах 33. В каком случае кинетический момент системы относительно данной оси остается постоянным 34. Как выражается кинетический момент вращающегося твердого тела относительно оси вращения 35. Что называется моментом инерции твердого тела относительно данной оси и данной точки 36. Каково физическое значение момента инерции тела относительно данной оси 37. Что называется радиусом инерции тела относительно данной оси и данной точки 38. Какая зависимость существует между моментами инерции относительно трех координатных осей и относительно начала координат 39. В чем состоит теорема о зависимости между моментами инерции тела относительно двух параллельных осей 40. Что называется кинетической энергией системы 41. Как выражается кинетическая энергия твердого тела при поступательном и вращательном движении этого тела 42. В чем состоит теорема о кинетической энергии системы 43. Входят ли в уравнение, выражающее теорему о кинетической энергии системы, внутренние силы этой системы 44. В каком случае в уравнение, выражающее теорему о кинетической энергии системы, не входят силы реакции связей 45. Как выражается элементарная работа силы, приложенной к твердому телу, вращающемуся вокруг неподвижной оси, через момент этой силы относительно оси вращения 46. Как направлена и чему равна по величине сила инерции материальной точки 47. Как направлена (по движению или против движения) сила инерции вагона на прямолинейном участке пути при торможении 48. В чем состоит принцип Даламбера для материальной точки 49.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.