Ф
едеральное
агентство по образованию
Омский государственный институт сервиса
Кафедра естественнонаучных и инженерных дисциплин
С. Г. Иванов основы функционирования систем сервиса Теоретическая механика
Учебное пособие
Омск 2010
У ДК 531
ББК 22.21
И20
Рецензент
канд. техн. наук, доцент Е. П. Степанова
(Омский государственный технический университет)
Ответственный за выпуск
канд. пед. наук, доцент, зав. кафедрой ЕНИД Е. Ю. Тюменцева
Иванов, С. Г.
И 20 Основы функционирования систем сервиса (раздел «Теоретическая механика») : учебное пособие / С. Г. Иванов.− Омск : Омский государственный институт сервиса, 2010. − 85 с.
Основная цель учебного пособия – познакомить студентов с основными понятиями механики твёрдого недеформируемого тела, закрепить знания, полученные при изучении дисциплины «Физика» и подготовить их к изучению курса «Основы функционирования систем сервиса», в состав которого кроме теоретической механики входят: «Основы теории механизмов и машин», «Сопротивление материалов» и «Детали машин и основы проектирования». Учебное пособие включает в себя три основных раздела механики материальной точки и твёрдого тела: статику, кинематику и динамику.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, учебным планом и рабочей программой дисциплины «Основы функционирования систем сервиса».
Предназначено для студентов специальности 100101 Сервис дневной и заочной форм обучения. Пособие может быть использовано студентами специальности 280900 Конструирование швейных изделий при изучении дисциплины «Теоретическая механика», а также может быть полезно студентам других специальностей, стремящихся расширить свой кругозор.
УДК 531
ББК 22.21
ISBN
© Омский государственный
институт сервиса, 2010
Оглавление |
|
|
|
Предисловие……..…..…………………….……………........……….............…. |
6 |
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. |
7 |
СТАТИКА............................................................................................................... |
8 |
1. Основные понятия и исходные положения статики.................................. |
8 |
1.1. Основные понятия статики…………………...…………..........…................ |
8 |
1.2. Аксиомы статики............................................................................................. |
9 |
1.3. Виды сил………………………………………….………........……......…… |
10 |
1.4. Виды связей и их реакций………………………..………......………...…… |
11 |
Вопросы для самопроверки………………………..…………......…………........ |
13 |
2. Сложение сил. Система сходящихся сил……….…………......………....... |
14 |
2.1. Геометрический способ сложения сил. Равнодействующая сходящихся сил………..…………………………………..….............………..… |
14 |
2.2. Разложение сил…….…………………………………......…......…………… |
16 |
2.3. Проекция силы на ось и на плоскость............................................................ |
17 |
2.4. Аналитический способ задания сил………....………......………….....…… |
18 |
2.5. Аналитический способ сложения сил…..…………......…………….…....... |
19 |
2.6. Равновесие системы сходящихся сил…….……….......…………….…........ |
19 |
2.7. Статически определимые и неопределимые системы......…….…............... |
21 |
2.8. Момент силы относительно центра (или точки).……......……………........ |
21 |
2.9. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей….......….…………..... |
22 |
2.10. Сложение и разложение параллельных сил, расположенных в одной плоскости................................................................................................... |
22 |
Задачи для самостоятельного решения……..………….......…………………....... |
23 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
24 |
3. Произвольная плоская системы сил……….…….....…………..……......... |
25 |
3.1. Теорема о параллельном переносе сил.......................................................... |
25 |
3.2. Приведение произвольной системы сил к данному центру......................... |
25 |
3.3. Условия равновесия плоской системы сил.................................................... |
26 |
3.4. Условия равновесия плоской системы параллельных сил........................... |
27 |
3.5. Равновесие системы тел………….…………………………......…….…...... |
27 |
3.6. Распределённые силы………………………………….………..……........... |
28 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
29 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
30 |
4. Трение.................................................................................................................. |
31 |
4.1. Трение скольжения............................................................................................ |
31 |
4.2. Трение качения…............................................................................................. |
32 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
34 |
Вопросы для самопроверки ….……………………….……………….......…...... |
34 |
5. Системы пар и сил в пространстве….....………...……………......…......... |
35 |
5.1. Момент пары сил. Момент силы относительно оси.…….…......……......... |
35 |
5.2. Сложение сил, произвольно расположенных в пространстве. Условия равновесия................................................................................................ |
36 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
38 |
Вопросы для самопроверки ….…….………………………......………......……. |
38 |
6. Силы тяжести. Центр тяжести……………...……….....…….……….......... |
39 |
6.1. Центр параллельных сил…………………………….....………………........ |
39 |
6.2. Центр тяжести твёрдого тела………………………….....……………......... |
40 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
41 |
Вопросы для самопроверки ………….……………………......………….…....... |
41 |
КИНЕМАТИКА................................................. |
42 |
7. Кинематика точки и твёрдого тела............................................................... |
42 |
7.1. Введение в кинематику. Способы задания движения точки....................... |
42 |
7.2. Кинематика точки............................................................................................ |
43 |
7.2.1. Естественный способ.................................................................................. |
43 |
7.2.2. Координатный способ.................................................................................. |
44 |
7.2.3. Переход от координатного способа задания движения к естественному..................................................................................................... |
44 |
7.3. Скорость точки................................................................................................. |
45 |
7.3.1. Естественный способ задания движения.................................................. |
45 |
7.3.2. Координатный способ задания движения................................................. |
46 |
7.4. Ускорение точки………….............................................................................. |
46 |
7.4.1. Естественный способ задания движения.................................................. |
46 |
7.4.2. Координатный способ задания движения................................................. |
47 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
48 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
49 |
8. Поступательное и вращательное движения твёрдого тела…...…........... |
50 |
8.1. Поступательное движение твёрдого тела….……………………....…......... |
50 |
8.2. Вращательное движение твёрдого тела вокруг оси….….......……….......... |
50 |
8.2.1. Равномерное и равнопеременное вращение………………...………......... |
53 |
8.2.2. Скорости и ускорения точек вращающегося тела.…...................…....... |
53 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
55 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
56 |
9. Плоскопараллельное движение твёрдого тела….……......…………........ |
57 |
9.1. Уравнение плоскопараллельного движения. Разложение движения на поступательное и вращательное…............…..…….. |
57 |
9.2. Определение траекторий точек тела…………...…….....…….......………... |
59 |
9.3. Определение скоростей точек тела...………...………......………......…….. |
59 |
9.4. Теорема о проекциях скоростей двух точек тела.......................................... |
60 |
9.5. Определение скоростей точек тела с помощью мгновенного центра скоростей.............................................................................. |
61 |
9.6. План скоростей…............................................................................................. |
63 |
9.7. Определение ускорений точек тела................................................................ |
64 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
66 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
67 |
ДИНАМИКА................................................... |
68 |
10. Введение в динамику. Законы динамики. Уравнение движения............................................................................................ |
68 |
10.1. Основные понятия и определения.….………….....……....…………......... |
68 |
10.2. Законы динамики........................................................................................... |
68 |
10.3. Система единиц……………………………….....……….......…………….. |
70 |
10.4. Задачи динамики……………………….....………………..….......……….. |
70 |
10.5. Дифференциальное уравнение движения точки......................................... |
70 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
71 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
72 |
11. Общие теоремы динамики точки……….................................................... |
73 |
11.1. Количество движения и кинетическая энергия точки............................... |
73 |
11.2. Импульс силы……………............................................................................ |
73 |
11.3. Теорема об изменении количества движения точки…….....……............. |
74 |
11.4. Работа силы. Мощность…………………………………......….................. |
75 |
11.5. Теорема об изменении кинетической энергии точки….....…………........ |
77 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
78 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
79 |
12. Прямолинейные колебания точки.……………………..…………......…. |
80 |
12.1. Свободные колебания без учёта сил сопротивления...……......……........ |
80 |
12.2. Вынужденные колебания. Резонанс………................................................ |
81 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
83 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
83 |
13. Динамика систем………………………...…………......…....…………........ |
84 |
13.1. Механическая система………………………………......……………......... |
84 |
13.2. Момент инерции тела относительно оси. Радиус инерции…......….......... |
84 |
13.3. Принцип Даламбера……………………………………......…………......... |
86 |
Задачи для самостоятельного решения............................................................... |
87 |
Вопросы для самопроверки.................................................................................... |
87 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................... |
88 |
Библиографический список................................................................................ |
89 |
Словарь терминов и определений..................................................................... |
90 |
Алфавитно-предметный указатель................................................................... |
92 |