
- •Теоретическая механика (краткий конспект лекций)
- •Ведение
- •Кинематика основные понятия и задачи кинематики
- •Кинематика точки Способы задания движения точки
- •Векторный способ.
- •Координатный способ.
- •Естественный способ.
- •Скорость точки
- •Скорость точки при векторном задании движения.
- •Скорость точки при координатном задании движения.
- •Скорость точки при естественном задании движения.
- •Определение проекций ускорения на естественные оси при координатном способе задания движения
- •Классификация движений точки по ускорению
- •Простейшие движения твердого тела Поступательное движение тела
- •Вращательное движение тела
- •Сферическое движение твердого тела Определение сферического движения.
- •Теорема Эйлера-Даламбера о конечном повороте
- •Угловая скорость, угловое ускорение
- •Скорость точки тела, участвующего в сферическом движении
- •Мгновенная ось вращения
- •Ускорение точки тела
- •Составное движение точки
- •Дифференцирование вектора в подвижных координатах (Формула Бура)
- •Теорема сложения скоростей
- •Сложение ускорений в составном движении
- •Плоскопараллельное движение твердого тела
- •Разложение движения плоской фигуры на поступательное и вращательное
- •Теорема о скоростях плоской фигуры
- •Мгновенный центр скоростей
- •Примеры определения мцс.
- •Теорема об ускорениях точек плоской фигуры
- •Мгновенный центр ускорений
- •Примеры нахождения мцу.
- •Статика введение в статику Основные понятия статики, область их применения
- •Аксиомы статики Аксиома о равновесии системы двух сил.
- •Аксиома о добавлении (отбрасывании) системы сил эквивалентной нулю.
- •Аксиома параллелограмма сил
- •Аксиома о равенстве сил действия и противодействия.
- •Аксиома затвердевания.
- •Аксиома связей
- •Система сходящихся сил Сложение и разложение сил. Проекция силы на ось и на плоскость.
- •Сходящаяся система сил. Условия равновесия систем сходящихся сил.
- •Теория моментов. Теория пар сил. Момент силы относительно точки на плоскости
- •Векторное представление момента силы
- •Момент силы относительно оси
- •Пара сил. Момент пары
- •Свойства пар сил. Сложение пар сил.
- •Произвольная пространственная система сил Лемма о параллельном переносе силы
- •Основная теорема статики
- •Сравнение понятий главного вектора и равнодействующей.
- •Зависимость между главными моментами, вычисленными относительно различных центров приведения
- •Инварианты системы сил
- •Частные случаи приведения системы сил к центру
- •Условия равновесия произвольной системы сил
- •Различные типы систем сил и условия их равновесия:
- •Теорема о моменте равнодействующей (теорема Вариньона)
- •Применение условий равновесия Различные формы условий равновесия
- •Статически определимые и статически неопределимые задачи
- •Методика решения задач на равновесие пространственной системы сил
- •Распределённые силы
- •Частные случаи распределенных нагрузок.
- •Силы трения Трение скольжения
- •Угол и конус трения
- •Трение качения
- •Центр параллельных сил
- •Центр тяжести объёма, площади, линии
- •Динамика
- •Динамика материальной точки
- •Динамика свободной материальной точки
- •Законы механики Галилея-Ньютона
- •1. Закон инерции
- •2. Основной закон динамики точки
- •3. Закон о равенстве сил действия и противодействия.
- •4. Принцип суперпозиции (закон независимого действия сил)
- •Дифференциальные уравнения движения материальной точки
- •Классификация задач динамики.
- •Первая основная задача динамики
- •Вторая основная задача динамики.
- •Динамика несвободной материальной точки
- •Динамика относительного движения точки
- •Принцип относительности Галилея. Относительный покой.
- •Сила веса и сила тяжести.
- •Основы динамики механических систем Основные понятия и определения Cвязи и их классификация
- •Возможные (виртуальные) перемещения
- •Обобщенные координаты. Число степеней свободы системы
- •Центр масс
- •Моменты инерции твердых тел
- •Количество движения
- •Кинетический момент
- •Кинетическая энергия
- •Элементарный и полный импульс силы
- •Работа силы
- •Силовое поле, силовая функция, потенциальная энергия.
- •Силы инерции. Главный вектор и главный момент сил инерции механической системы
- •Обобщенные силы
- •Введение в динамику механической системы
- •Дифференциальные уравнения движения механической системы
- •Общие теоремы динамики
- •Теорема о движении центра масс
- •Теорема об изменении количества движения
- •Теорема об изменении главного вектора кинетического момента
- •Теорема о кинетическом моменте в относительном движении по отношению к центру масс
- •Теорема об изменении кинетической энергии
- •Закон сохранения механической энергии для точки и системы
- •Принцип Даламбера
- •Принцип Лагранжа (принцип возможных перемещений)
- •Общее уравнение динамики
- •Уравнения Лагранжа II рода
- •Динамика твердого тела
- •Поступательное движение
- •Вращательное движение вокруг неподвижной оси
- •Частные случаи:
- •Нахождение реакций в подшипниках
- •Плоское движение
- •Сферическое движение твердого тела
- •Основы теории колебаний
- •Основные понятия и определения
- •Потенциальная энергия системы
- •Кинетическая энергия системы
- •Диссипативная функция Рэлея
- •Уравнение Лагранжа II рода
- •Свободные колебания системы
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Затухающие колебания системы
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Вынужденные колебания системы
- •Ошибка! Закладка не определена.Ошибка! Закладка не определена.
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Исследование вынужденных колебаний
- •Резонанс
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Биения.
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Критерии и условия, используемые при исследовании колебательных движений механических систем
- •Коэффициент динамичности.
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Ошибка! Закладка не определена.
- •Коэффициент передачи силы
- •Список литературы Основной
- •Дополнительный
Список литературы Основной
Бутенин Н. В., Лунц Я. Л., Меркин Д. Р. Курс теоретической механики. т. 1, 2; М., 1985 и предыдущие издания.
Добронравов В. В., Никитин Н. Н. Курс теоретической механики. М., 1983.
Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики, ч. 1 – М.: 1954 и последующие издания, 342 с.
Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики, ч. 2. – М.: 1955 и последующие издания, 598 с.
Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. М., 1986 и предыдущие издания.
Яблонский А. А., Никифорова В. М. Курс теоретической механики. т. 1, 2; М., 1984 и предыдущие издания.
Мещерский И. В. Сборник задач по теоретической механике. М., 1986 и предыдущие издания.
Сборник задач по теоретической механике // Под ред. К. С. Колесникова. М., 1983.
Дополнительный
Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах: Учеб. пособие в 3-х т. Т. 1. Статика и кинематика – М.: Наука, 1990, 672 с.
Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах: Учеб. пособие в 3-х т. Т. 2. Динамика — М.: Наука, 1991, 640 с.
Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах: Учеб. пособие в 3-х т. Т. 3. Специальные главы теоретической механики. – М.: Наука, 1973 488 с.
Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике // Под ред. А.А. Яблонского. М., 1985 и предыдущие издания (содержит примеры решения задач).
Бертяев В.Д., Баранов А.А., Булатов Л.А., Кутепов В.С. Исследование колебаний механических систем и основы виброзащиты: Учебное пособие. – Тула: ТулГУ, 2002, 140 с
Бертяев В.Д., Булатов Л.А., Митяев А.Г., Каплун А.Б. Исследование колебаний механической системы с гибкой упругой связью: Учебное пособие. – Тула: ТулГУ, 2002, 108 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИ 4
КИНЕМАТИКА ТОЧКИ 6
Способы задания движения точки 6
Скорость точки 8
Ускорение точки. 10
ПРОСТЕЙШИЕ ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА 14
Поступательное движение тела 14
Вращательное движение тела 15
СФЕРИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА 17
Определение сферического движения. 17
Угловая скорость, угловое ускорение 18
Скорость точки тела, участвующего в сферическом движении 20
Ускорение точки тела 22
СОСТАВНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТОЧКИ 22
Теорема сложения скоростей 25
Сложение ускорений в составном движении 26
ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА 28
Разложение движения плоской фигуры на поступательное и вращательное 29
Теорема о скоростях плоской фигуры 30
Мгновенный центр скоростей 31
Теорема об ускорениях точек плоской фигуры 34
Мгновенный центр ускорений 36
СТАТИКА 39
ВВЕДЕНИЕ В СТАТИКУ 39
Основные понятия статики, область их применения 39
Аксиомы статики 40
СИСТЕМА СХОДЯЩИХСЯ СИЛ 44
Сложение и разложение сил. Проекция силы на ось и на плоскость. 44
Сходящаяся система сил. Условия равновесия систем сходящихся сил. 47
ТЕОРИЯ МОМЕНТОВ. ТЕОРИЯ ПАР СИЛ. 48
Момент силы относительно точки на плоскости 48
Векторное представление момента силы 49
Момент силы относительно оси 49
Пара сил. Момент пары 50
Свойства пар сил. Сложение пар сил. 51
ПРОИЗВОЛЬНАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СИСТЕМА СИЛ 53
Основная теорема статики 54
Инварианты системы сил 56
Условия равновесия произвольной системы сил 58
Теорема о моменте равнодействующей (теорема Вариньона) 60
ПРИМЕНЕНИЕ УСЛОВИЙ РАВНОВЕСИЯ 60
Различные формы условий равновесия 60
Статически определимые и статически неопределимые задачи 61
Методика решения задач на равновесие пространственной системы сил 62
РАСПРЕДЕЛЁННЫЕ СИЛЫ 62
Частные случаи распределенных нагрузок. 64
СИЛЫ ТРЕНИЯ 65
Трение скольжения 65
Угол и конус трения 69
Трение качения 69
ЦЕНТР ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СИЛ 70
ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ ОБЪЁМА, ПЛОЩАДИ, ЛИНИИ 71
Динамика свободной материальной точки 74
Законы механики Галилея-Ньютона 74
Дифференциальные уравнения движения материальной точки 76
Классификация задач динамики. 77
Динамика несвободной материальной точки 78
Динамика относительного движения точки 82
Принцип относительности Галилея. Относительный покой. 83
Сила веса и сила тяжести. 84
ОСНОВЫ ДИНАМИКИ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 87
Основные понятия и определения 87
Cвязи и их классификация 87
Возможные (виртуальные) перемещения 88
Обобщенные координаты. Число степеней свободы системы 88
Центр масс 89
Моменты инерции твердых тел 89
Количество движения 91
Кинетический момент 91
Кинетическая энергия 92
Элементарный и полный импульс силы 93
Работа силы 94
Силовое поле, силовая функция, потенциальная энергия. 95
Силы инерции. Главный вектор и главный момент сил инерции механической системы 96
Обобщенные силы 97
Введение в динамику механической системы 98
Дифференциальные уравнения движения механической системы 98
Общие теоремы динамики 99
ДИНАМИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 104
Поступательное движение 104
Вращательное движение вокруг неподвижной оси 104
Частные случаи: 105
Нахождение реакций в подшипниках 105
Плоское движение 107
Сферическое движение твердого тела 108
Условия интегрируемости уравнений движения 110
Свободное движение твердого тела 111
ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ 113
Основные понятия и определения 114
Потенциальная энергия системы 115
Кинетическая энергия системы 116
Диссипативная функция Рэлея 117
Уравнение Лагранжа II рода 118
Свободные колебания системы 119
Затухающие колебания системы 120
Вынужденные колебания системы 123
Исследование вынужденных колебаний 127
Резонанс 128
Биения. 129
Критерии и условия, используемые при исследовании колебательных движений механических систем 131
Коэффициент динамичности. 132
Коэффициент передачи силы 136