ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный технический университет»

Н.С. Переславцева

Н.П. Бестужева

Теоретическая механика:

курсовой проект

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2011

УДК 531.8

Теоретическая механика: курсовой проект: учеб. пособие / Н.С. Переславцева, Н.П. Бестужева. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011. – 100 с.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для бакалавров полного курса обучения профиля «Электроснабжение и электрооборудование сельскохозяйственных предприятий» направления 110800 «Агроинженерия», дисциплине «Теоретическая механика».

Учебное пособие содержит задания на курсовой проект, контрольные вопросы и список литературы.

Предназначено для студентов 2 курса.

Курсовой проект оформляется согласно требованиям СТП ВГТУ 62-2007.

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD и содержится в файле Механика-Проект.document.

Табл. 6. Ил. 29. Библиогр.: 12 назв.

Рецензенты: кафедра теоретической и прикладной механики Воронежского государственного университета (зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. А.Н. Спорыхин);

д-р физ.-мат. наук, проф. М.А. Артёмов

© Переславцева Н.С., Бестужева Н.П.,

2011

© Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный

технический университет», 2011

Введение

Теоретическая механика – это наука о наиболее общих закономерностях механического движения или покоя материальных объектов. Теоретическая механика является одной из основ современной техники, поэтому ее изучение необходимо для решения разнообразных сложных технических задач. Кроме того, без знания теоретической механики невозможно овладеть целым рядом изучаемых в техническом университете дисциплин, к которым относятся сопротивление материалов, теория машин и механизмов, прикладная механика, механика сплошной среды и пр.

Программой по теоретической механике для данной специальности предусмотрено выполнение студентами курсового проекта (работы) с целью привить навыки разработки проектно-конструкторских задач будущих инженеров.

В данном пособии изложены задания на курсовой проект (работу). Задание на курсовой проект (работу) состоит из трех задач, охватывающих соответственно три раздела теоретической механики: статику, кинематику и динамику. Пособие содержит 100 вариантов заданий. Выбор варианта задания осуществляется по двум последним цифрам шифра зачетки, если нет других рекомендаций преподавателя.

В пособии приведены методические рекомендации по выполнению курсового проекта (работы), примеры решения задач, краткие требования по оформлению и защите работы, а также список рекомендуемой литературы.

Особо следует отметить, что для выполнения курсового проекта (работы) необходимо знать языки программирования и иметь навыки работы на ЭВМ.

1. Правила выполнения курсового проекта (работы)

Для выполнения курсового проекта (работы) необходимо не только владеть знанием основ теоретической механики, но и иметь соответствующую математическую подготовку.

При выполнении задачи по статике (задание 1) необходимо уметь вычислять проекции векторов на координатные оси, находить геометрически и аналитически сумму векторов, вычислять скалярное и векторное произведения двух векторов и знать свойства этих произведений, дифференцировать скалярные и векторные величины. Надо также уметь свободно пользоваться системой прямоугольных декартовых координат на плоскости и в пространстве, знать, как выражаются составляющие вектора по координатным осям.

При решении задачи по кинематике (задание 2) надо совершенно свободно уметь дифференцировать функции одной переменной, строить графики этих функций, быть знакомым с понятиями о естественном трехграннике, кривизне кривой и радиусе кривизны, знать основы теории кривых 2-го порядка, изучаемой в аналитической геометрии.

Для решения задания по динамике (задание 3) надо уметь находить интегралы (неопределенные и определенные) от простейших функций, вычислять частные производные и полный дифференциал функций нескольких переменных, а также уметь интегрировать дифференциальные уравнения 1-го порядка с разделяющимися переменными и линейные дифференциальные уравнения 2-го порядка (однородные и неоднородные) с постоянными коэффициентами.

Согласно рабочей программе, задание по статике должно быть выполнено к середине марта, по кинематике – к середине апреля, по динамике – к середине мая.

При выполнении индивидуальных заданий рекомендуется следующая последовательность действий:

1. Внимательно изучить текст задачи. При этом необходимо учесть следующее. Большинство рисунков дано без соблюдения масштаба. Без оговорок считается, что все нити являются нерастяжимыми и невесомыми, нити, перекинутые через блок (шкив), по блоку не скользят, катки и колеса катятся по плоскостям без скольжения. Все связи, если не сделано других оговорок, считаются идеальными. Сформулировать для себя цель задачи и способы ее решения.

2. Изучить методические указания, приведенные в пособии. Методические указания по решению задач даются для каждой задачи после изложения ее текста под рубрикой «Указания». Проработать теоретический материал по учебнику и конспекту. Обдумать план решения в целом.

3. Изучить примеры, приведенные в пособии. Цель примера – разъяснить ход решения, но не воспроизводить его полностью. Поэтому, в ряде случаев, промежуточные расчеты опускаются. Повторить данную тему, разобрав решение аналогичных или похожих задач на практических занятиях. Конкретизировать план решения.

4. Приступить к решению задачи. Решение каждой задачи необходимо сопровождать краткими пояснениями (какие формулы и теоремы применяются, откуда получаются те или иные результаты и т.п.) и подробно изложить весь ход расчетов. Чертеж выполняется с учетом условий решаемого варианта задачи, на нем все углы, действующие силы, число тел и их расположение должны соответствовать этим условиям. Решение задач должно быть выполнено с помощью принятых обозначений, приведенных в табл. 1

Таблица 1. Принятые обозначения

Обозначения	Размерность
	(ньютон)	- вектор силы;
Таблица 1 (продолжение)
		- величина (модуль) силы;
		- проекции силы на оси;
или	( – метр)	- алгебраический момент силы относительно точки на плоскости;
		- плечо силы
или		- векторный момент силы относительно центра ;
, , или , ,		- моменты силы относительно координатных осей;
		- момент пары сил,
	( – секунда)	- вектор скорости;
		- вектор ускорения;
		- нормальное ускорение;
		- касательное ускорение;
		- радиус кривизны траектории;
		- угол поворота тела;
Таблица 1 (продолжение)
		- угловая скорость;
		- угловое ускорение;
		- мгновенный центр скоростей;
		- переносная скорость точки;
		- относительная скорость точки;
		- переносное ускорение;
		- относительное ускорение;
		- кориолисово ускорение;
		- вес;
	(килограмм)	- масса;
		- центр масс системы;
		- количество движения точки;
		- количество движения системы, состоящей из материальных точек;
		- кинетический момент точки относительно центра ;
		- кинетический момент системы относительно центра ;
Таблица 1 (окончание)
		- радиусы шкивов,
		- коэффициент трения;
		- кинетическая энергия системы;
		- момент инерции тела;
		- работа силы ;
		- сумма работ внешних сил;
		- сила инерции точки;
		- главный вектор и главный момент сил инерции -го тела механической системы;
		- число степеней свободы системы;
		- обобщенные координаты системы;
		- обобщенная скорость;
		- независимые возможные перемещения системы;
		- возможная работа силы ;
		- обобщенные силы;