Цели и задачи выполнения курсовых заданий

Содержание

Введение. 4

1. Цели и задачи выполнения курсовых заданий. 5

2. Задание №1. Динамика материальной точки. 6

2.1. Содержание задания. 6

2.2. Краткие указания к выполнению задания. 6

2.3. Пример выполнения задания. 21

3. Задание №2. Колебания материальной точки. 24

3.1 Содержание задания. 24

3.2. Краткие указания к выполнению задания. 25

3.3. Пример выполнения задания. 32

4. Задание №3. Применение теоремы об изменении кинетического момента к определению угловой скорости твердого тела. 37

4.1. Содержание задания. 37

4.2. Краткие указания к выполнению задания. 37

4.3. Пример выполнения задания. 55

5. Задание №4. Применение теоремы об изменении кинетической энергии к изучению движения механической системы.. 61

5.1. Содержание задания. 61

5.2. Краткие указания к выполнению задания. 61

5.3 Пример выполнения задания. 73

6. Задание №5. Применение общего уравнения динамики к изучению движения механической системы с одной степенью свободы.. 80

6.1. Содержание задания. 80

6.2. Краткие указания к выполнению задания. 80

6.3. Пример выполнения задания. 81

7. Задание №6. Применение уравнений Лагранжа второго рода к изучению движения механической системы с двумя степенями свободы.. 86

7.1. Содержание задания. 86

7.2. Краткие указания к выполнению задания. 86

7.3. Пример выполнения задания. 101

8. Критерии оценки выполненных заданий. 106

9. Контрольные вопросы.. 107

Список литературы.. 109

Введение

 

Настоящий практикум предназначен для самостоятельной работы студентов. Выполнение курсовых заданий позволяет каждому студенту глубже изучить раздел теоретической механики «Динамика» и приобрести навыки решения конкретных задач по составлению и решению дифференциальных уравнений движения материальной точки, определению параметров колебаний системы с одной степенью свободы, применению теорем об изменении кинетического момента и кинетической энергии механической системы, общего уравнения динамики и уравнений Лагранжа второго рода. Перед выполнением задания необходимо изучить законы динамики точки, общие теоремы динамики механической системы, основные понятия аналитической механики, используя рекомендуемую литературу. Это поможет построить решение конкретного варианта задания, не просто следуя примеру выполнения, а, выявляя особенности данного варианта, найти оптимальные решения задач.

Знания, приобретенные в ходе выполнения курсовых заданий, послужат основой для решения задач в области теоретической механики и смежных дисциплин.

 

Цели и задачи выполнения курсовых заданий

 

Согласно федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования в результате изучения дисциплины «Теоретическая механика» выпускник должен обладать следующими общекультурными (ОК) и профессиональными компетенции (ПК):

-целенаправленное применение базовых знаний в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной деятельности (ОК-9).

-способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

-способностью использовать прикладные программные средства при решении практических задач профессиональной деятельности, методы стандартных испытаний по определению физико-механических свойств и технологических показателей материалов и готовых машиностроительных изделий, стандартные методы их проектирования, прогрессивные методы эксплуатации изделий (ПК-3);

-творчески применять основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10).

В соответствии с образовательным стандартом в результате выполнения курсовых заданий и проработки теоретического материала по разделу «Динамика» студент должен знать: основные понятия и теоремы, методы теоретического и экспериментального исследований механического движения в машинах и механизмах. Выполнение курсовых заданий по разделу теоретической механики «Динамика» ставит целью изучить законы динамики материальной точки, общие теоремы динамики механической системы, основные понятия аналитической механики. Задачами выполнения курсовых заданий являются: закрепление изученного теоретического материала, развитие познавательных способностей и выработка логического мышления студентов.

 

Задание №1. Динамика материальной точки

Содержание задания

Груз D массой m, получив в точке A начальную скорость движется по изогнутой трубе ABC, расположенной в вертикальной плоскости.

На участке AB трубы на груз, кроме силы тяжести, действуют постоянная сила 10 Н, направленная от точки А к точке В, и сила сопротивления R, зависящая от скорости груза D: .

В точке B груз, изменив направление приобретенной скорости, но, сохранив при этом ее величину, переходит на участок BC трубы, где на него, помимо силы тяжести, действует сила трения скольжения (коэффициент трения груза о трубу f=0,2) и переменная по величине сила F=F(t), направленная вдоль участка BC. Проекция Fx последней силы на ось Bx задается.

Считая груз D материальной точкой, и зная расстояние AB или время t, движения груза от точки A до точки B, найти уравнение x=x(t) движения груза на участке BC.

Варианты расчетных схем изображены на рис. 2.1. Варианты числовых значений параметров приведены в табл. 2.1.