Методические рекомендации по изучению дисциплины

Цель изучения темы

Содержание темы

Результат

Дать представление о науке «Механика», истории ее развития, о роли и значении механики в строительстве и других отраслях. Дать представление о целях и за­дачах учебной дисциплины, ее раз­делах и связи с другими науками.

Дать понятие о науке «Теоре­тическая механика», о ее разделах. Сформировать знания о части тео­ретической механики - статике, ее основных понятиях и аксиомах. Дать понятие о свободном и свя­занном теле, о типах связей, ре­акциях связей. Сформировать по­нятие о принципе освобождения от связей, об опорных связях и реакциях опор.

Дать понятие о плоской сис­теме сходящихся сил. Сформиро­вать знание аналитического способа определения равнодейству­ющей силы и условий равнове­сия плоской системы сходящих­ся сил в аналитической форме; методики решения задач на рав­новесие с использованием гео­метрического условия равновесия.

Сформировать знания об опрет делении проекций силы на ось и на две взаимно перпендикуляр­ные оси, о методике решения за­дач на равновесие в аналитичес­кой форме, о рациональном вы­боре оси координат при опреде­лении реакций стержней.

Введение

Определение науки «Механика». История разви­тия механики, ее роль в строительстве и других от­раслях. Понятие о технической механике и ее разде­лах: теоретическая механика, сопротивление материа­лов, строительная механика.

Раздел 1. Основы теоретической механики

Тема 1.1. Статика. Основные понятия и аксиомы

Теоретическая механика и ее разделы: статика, кинематика, динамика. Основные понятия статики: абсолютно твердое (недеформируемое) тело, сила и ее характеристики, единица силы в Международной сис­теме единиц (СИ). Силы внешние и внутренние.

Система сил и ее равнодействующая, эквивалентные системы, уравновешенная система. Аксиомы статики. Основные типы связей и их реакции. Принцип осво­бождения от связей. Опорные связи и реакции опор.

Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил

Система сходящихся сил. Силовой многоугольник. Геометрическое условие равновесия плоской систе­мы сходящихся сил. Методика решения задач на равновесие плоской системы сходящихся сил с использованием геомет­рического условия равновесия. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Проекция силы на ось. Правило знаков. Проекции силы на две взаимно пер­пендикулярные оси. Аналитическое определение рав­нодействующей плоской системы сходящихся сил. Аналитические условия равновесия плоской системы сходящихся сил (уравнения равновесия). Методика решения задач на равновесие плоской системы схо­дящихся сил аналитическим способом. Рациональ­ный выбор осей координат. Использование симметрии.

Высказывает общее суждение о науке «Механика», об этапах развития механики, о предмете ее изучения, разделах и связях с другими науками.

Раскрывает сущность поня­тий «теоретическая механика» и «статика». Объясняет основные понятия и аксиомы статики. Формулирует понятие связи, пе­речисляет типы связей, объясня­ет их реакции и принцип осво­бождения от связей. Объясняет опорные связи и их реакции.

Характеризует систему сходя­щихся сил, объясняет геометри­ческий способ определения равнодействующей системы сил, условия равновесия плоской си­стемы сходящихся сил. Описыва­ет аналитический способ опреде­ления равнодействующей пло­ской системы сходящихся сил.

Определяет проекции силы на ось и на две взаимно перпендику­лярные оси.

Излагает методику решения задач на равновесие в аналити­ческой форме, определяет реак­ции стержней.

Сформировать понятие о паре сил, моменте пары сил и момен­те силы относительно точки, об их обозначении, единицах изме­рения и знаках моментов. Сфор­мировать знания об эквивалент­ности пар, о сложении пар сил, об определении момента резуль­тирующей пары сил и условии равновесия плоской системы пар.

Тема 1.3. Пара сил и момент силы относительно точки

Понятие пары сил. Вращающее действие пары сил на тело. Момент пары сил, знаки и единицы измере­ния момента. Эквивалентность пар. Сложение пар. Условие равновесия плоской системы пар. Опреде­ление момента силы относительно точки.

Формулирует определения па­ры сил, момента пары сил, мо­мента силы относительно точки. Объясняет эквивалентные преоб­разования пары сил, эквивалент­ную замену системы пар сил од­ной, результирующей парой. Излагает условие равновесия системы пар сил. Определяет мо­менты сил относительно точки, знаки момента.

Сформировать понятие о при­ведении силы и плоской системы сил к данному центру, о главном векторе, главном моменте. Сфор­мировать знание теоремы Вариньона и уравнений равновесия плос­кой системы произвольно распо­ложенных сил и параллельных сил.

Дать понятие об основных ви­дах балочных опор, видах нагру­зок и методике решения задач на равновесие плоской системы про­извольно расположенных сил, об аналитическом методе определе­ния опорных реакций балок.

Тема 1.4. Плоская система произвольно расположении сил

Приведение силы к данному центру. Приведение плоской системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент плоской системы сил. Теорема Вариньона. Частные случаи приведения плоской системы сил. Равновесие плоской системы сил; аналитическое условие равновесия. Уравнения равновесия плоской системы произвольно располо­женных сил (три вида). Уравнения равновесия пло­ской системы параллельных сил (два вида). Основ­ные виды опор балочных систем: цилиндрическая подвижная (шарнирно-подвижная) опора, цилинд­рическая неподвижная (шарнирно-неподвижная), защемляющая неподвижная (жесткое защемление), их реакции. Виды нагрузок: сосредоточенные силы, сосредоточенные пары сил (моменты), распределен­ные нагрузки, их интенсивность. Методика решения задач на равновесие плоской системы произвольно расположенных и параллельных сил. Рациональный выбор координатных осей, центров моментов. Ана­литическое определение опорных реакций балок. Проверка решения.

Описывает приведение силы и системы произвольно располо­женных сил к данному центру, определяет главный вектор и глав­ный момент, формулирует тео­рему Вариньона.

Определяет сумму моментов сил системы с помощью теоремы Вариньона.

Раскрывает суть уравнений рав­новесия плоской системы произ­вольно расположенных и парал­лельных сил.

Описывает виды опор балоч­ных систем.

Объясняет действие нагрузок на балку.

Определяет опорные реакции балок аналитическим способом и анализирует правильность ре­шения.

Сформировать понятие о сис­теме сходящихся сил в простран­стве и их равнодействующей, об аналитическом способе определе­ния равнодействующей и проек­ции сил на три взаимно перпен­дикулярные оси. Дать понятие о моменте силы относительно оси, его свойствах, об уравнениях рав­новесия пространственной сис­темы сходящихся и произвольно расположенных сил.

Тема 1.5. Пространственная система сил

Пространственная система сходящихся сил. Парал­лелепипед сил. Равнодействующая пространствен­ной системы сходящихся сил. Проекция силы на три взаимно перпендикулярные оси. Равновесие прост­ранственной системы сходящихся сил. Уравнение рав­новесия. Момент силы относительно оси, его знак и условия равенства нулю. Пространственная система произвольно расположенных сил. Уравнения равно­весия такой системы (без вывода).

Характеризует пространствен­ные системы сил.

Описывает равнодействующую трех и большего числа сходящих­ся сил при любом их направлении.

Определяет момент силы отно­сительно оси любого направления.

Объясняет уравнения равнове­сия пространственной системы сил.

Сформировать понятие о сис­теме параллельных сил и центре системы параллельных сил, его

свойствах. Дать понятие о силе тяжести и центре тяжести.

Дать понятие об определении центра тяжести тела, тонкой од­нородной пластины.

Сформировать понятие о ста­тическом моменте, площади пло­ской, фигуры, способах его на­хождение, об условии равенства нулю и единице измерения.

Дать, понятие об определении координат, центра тяжести слож­ных сечений, составленных из про­стых геометрических фигур и из стандартных профилей проката.

Тема 1.6. Центр тяжести

Центр параллельных сил, его свойства. Формулы для определения координат центра параллельных сил. Сила тяжести. Центр тяжести тела как центр параллельных сия. Координаты центра тяжести однород­ного тела. Координаты центра тяжести тонкой одно­родной пластины. Статический момент площади пло­ской фигуры относительно оси: определение, еди­ница измерения, способ нахождения, условие равен­ства нулю. Формулы для определения координат цен­тра тяжести сложных плоских фигур. Положение цен­тра тяжести фигур, имеющих ось и плоскость сим­метрии. Положение центров тяжести простых геомет­рических фигур, прямоугольника, треугольника, тра­пеций; полукруга. Определение координат центра тя­жести сложных сечений представляющих собой со­вокупность простых геометрических фигур, и сече­ний, составленных из стандартных профилей проката.

Описывает систему параллель­ных сил, свойства ее центра. Из­лагает понятие «сила тяжести» и «центр тяжести». Объясняет ме­тодику решения задач на опре­деление координат центра тяже­сти плоских фигур, составлен­ных из частей простой геомет­рической формы, из стандартно­го проката, а также стержней.

Излагает понятие статистичес­кого момента площади плоской фигуры.

Объясняет методику определе­ния центра тяжести сложных се­чений, составленных из профилей проката.

Сформировать понятие об устойчивом, неустойчивом и безразличном равновесии твер­дого тела.

Дать понятие об условиях равновесия тела, имеющего непод­вижную точку, ось вращения или опорную плоскость. Сформировать понятие о моменте опрокидыва­ющем и удерживающем и коэф­фициенте устойчивости.

Тема 1.7. Устойчивость равновесия твердого тела

Устойчивое, неустойчивое и безразличное равно­весие твердого тела. Условие равновесия твердого тела, имеющего неподвижную точку или ось враще­ния. Условие равновесия тела, имеющего опорную плоскость. Момент опрокидывающий и момент удер­живающий. Коэффициент устойчивости.

Описывает формы равновесия твердого тела.

Раскрывает условия равновесия тел с опорной точкой, осью вращения или опорной плоскос­тью; излагает сущность опроки­дывающего и удерживающего мо­мента.

Объясняет алгоритм определе­ния коэффициента устойчивости.