3.Примерная программа учебной дисциплины

Студенты должны иметь представление о задачах и содержании дисциплины; связи ее с другими дисциплинами; о роли технической механике в системе железнодорожного транспорта; о новейших достижениях и перспективах развития в области организации, машинизации и автоматизации подвижного состав железных дорог.

Раздел 1. Теоретическая механика Тема 1.1.Статика

Основные понятия и аксиомы статики

Содержание учебного материала.

Материальная точка. Сила. Система сил. Равнодействующая сила. Аксиома статики. Свободное и несвободное тело. Связи и их реакции.

Методические указания.

Статика является разделом теоретической механики, изучающим условия, при которых тело находится в равновесии под действием заданной системы сил. Успешное усвоение методов статики – необходимое условие для изучения всех последующих тем и разделов курса технической механики.

Следует глубоко вникнуть в физический смысл аксиом статики. Изучая связи и их реакции, нужно иметь в виду, что реакция связи является силой противодействия. Направлена реакция связи в сторону противоположную той, куда связь не дает перемещаться телу.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется силой, назовите ее элементы; в каких единицах измеряется сила?

2. Находиться ли в состоянии равновесия тело, если оно с постоянной скоростью движется по прямой или равномерно вращается вокруг неподвижной оси?

3. Что называется системой сил?

4. Могут ли уравновешиваться силы действия и противодействия?

5. К какому телу приложена реакция опоры: к самой опоре или к опирающемуся телу?

Плоская система сходящихся сил

Содержание учебного материала

Система сходящихся сил. Геометрическое и аналитическое определение равнодействующей силы. Условия и уравнения равновесия.

Методические указания к изучению.

Эта система эквивалентна одной силе (равнодействующей) и стремиться придать телу (в случае если точка схода всех сил совпадает с центром тяжести тела) прямолинейное движение. Равновесие тела будет иметь место в случае равенства равнодействующей нулю. Геометрическим условием равновесия является замкнутость многоугольника, построенного на силах системы. Аналитическим условием равновесия является равенство нулю алгебраических сумм проекций сил системы на любые две взаимно перпендикулярные оси. Следует получить твердые навыки в решении задач на равновесие тел, обратив особое внимание на рациональный выбор направления координатных осей.

Для закрепления практических навыков и умений рекомендовано практическое занятие №1 «Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил».

Вопросы для самоконтроля

1.Какие системы сил называют сходящимися?

2.Когда плоская система сходящихся сил находится в равновесии?

3. По какой формуле определяется проекция равнодействующей силы на какую либо координатную ось?

Плоская система произвольно расположенных сил

Содержание учебного материала

Пара сил, момент пары сил. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси. Приведение силы к точке. Приведение плоской системы сил к центру. Условия равновесия. Виды уравнений равновесия. Балочные системы. Классификация нагрузок и опор. Трение.

Методические указания к изучению темы

Система пар сил эквивалентна одной паре (равнодействующей) и стремится придать телу вращательное движение. Равновесие тела будет иметь место в случае равенства нулю момента равнодействующей пары. Аналитическим условием равновесия является равенство нулю алгебраической суммы моментов пар системы. Следует обратить особое внимание на определение момента сил относительно точки. Необходимо помнить, что момент силы относительно точки равен нулю лишь в том случае, если точка лежит на линии действия силы.

Это система эквивалентная одной силе (называемой главным вектором) и одной паре (момент которой называют главным моментом) и стремится придать телу в общем случае прямолинейное и вращательное движение одновременно. Изученные ранее системы сходящихся сил и система пар – частные случаи произвольной системы сил. Равновесие тела будет иметь месть в случае равенства нулю и главного вектора , и главного момента системы. Аналитическим условием равновесия является равенство нулю алгебраических сумм проекций сил системы на любые две взаимно перпендикулярные оси и алгебраической суммы моментов сил относительно любой точки. Следует получить твердые навыки в решении задач на равновесие тел, в том числе на определение опорных реакций балок и сил, нагружающих стержни, обратив особое внимание на рациональный выбор направления координатных осей и положения центра моментов. Особое внимание следует уделить вопросу о трении - скольжения и понятию - самоторможения, имеющем важнейшее значение в технике.

Однако вследствие сложности этого физико-математического явления и трудности оценки многочисленных факторов, влияющих на трение, точных общих законов трения до сих пор установить не удалось. На практике в тех случаях, когда не требуется большой точности необходимо пользоваться эмпирическими законами Кулона.

Для закрепления практических навыков и умений рекомендовано практическое занятие №2 «Определение опорных реакций балок».

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое момент силы относительно точки? Как берется знак момента силы относительно точки? Что называется плечом силы?

2. В каком случае момент силы относительно точки равен нулю?

3. Что такое главный вектор и главный момент плоской системы сил?

4. Сформулируйте теорему Вариньона.

5. Сформулируйте аналитическое условие равновесия плоской системы произ­вольно расположенных сил.

6. Укажите три вида уравнения равновесия плоской системы произвольно рас­положенных сил.

7. Укажите, как рационально выбрать направления осей координат и центр мо­ментов.

8. Какие нагрузки называются сосредоточенными и распределенными?

9. Что такое интенсивность равномерно распределенной нагрузки?

10. Что называется силой трения?

11. Перечислите основные законы трения скольжения.

12. Что такое угол трения, конус трения?

13. Каковы особенности трения качения?