Detail předmětu
Teoretická mechanika
FSI-STM Ak. rok: 2020/2021 Zimní semestr
Kurs Teoretická mechanika seznamuje studenty se záladními axiomy, zákony a principy klasické mechaniky. Nejprve se probírají kinematické zákonitosti a veličiny (poloha, rychlost zrychlení) pohybu bodu,tuhého tělesa a soustavy tuhých těles. Řeší se pohyby translační,rotační, sférické a obecné. V případě složených pohybů se určují odpovídající kinematické veličiny, navazují základní pojmy dynamiky hmotného bodu, hmotnostně-geometrické charakteristiky tuhých těles, dynamika tuhých těles a soustav tuhých těles, základy analytické dynamiky, lineární teorie kmitání mechanických soustav s jedním a n stupni volnosti a krouživé kmitání hřídelů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Kurs Teoretická mechanika přispívá k tomu, aby si studenti osvojili základní metodické a logické přístupy k dynamickému řešení mechanických soustav. Vzhledem k využívání maticového počtu budou schopni řešit dynamické problémy na počítačích.
Prerekvizity
Z oblasti mechaniky: Vektorové vyjádření sil a momentů. Principy uvolňování těles.
Z oblasti matematiky: Trigonometrie a analytická geometrie v prostoru. Vektorová algebra. Řešení soustav lineárních a nelineárních rovnic. Diferenciální a integrální počet jedné proměnné. Řešení obyčejných diferenciálních rovnic druhého řádu.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Požadavky pro zkoušku:
– písemný přehledový test základních znalostí a pojmů
– písemné řešení 3 příkladů
– ústní diskuse nad písemnými materiály s případnou doplňkovou otázkou
Podmínky k udělení zápočtu:
- aktivní účast na cvičeních
- dobré výsledky průběžné kontroly základních znalostí
- vyřešení náhradních úloh v případě omluvené neúčasti
Konkrétní podobu splnění těchto požadavků stanovuje vedoucí cvičení v prvním týdnu semestru.
Učební cíle
Cílem kursu Teoretická mechanika je seznámit studenty se základními zákony mechaniky a metodami dynamického řešení mechanických soustav tak, aby byli schopni řešit jednoduché technické problémy.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program M2A-P: Aplikované vědy v inženýrství, magisterský navazující
obor M-MAI: Matematické inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Kinematika bodu. Kinematika tělesa.
Speciální případy pohybu tělesa: rotační pohyb okolo stálé osy otáčení, obecný rovinný pohyb.
Speciální případy pohybu tělesa v prostoru:translační pohyb,sférický pohyb, Obecný prostorový pohyb.
Složený pohyb, současné rotace.
Dynamika hmotného bodu. Inerciální a neinerciální soustavy.
Základní rovnice pro soustavy hmotných bodů. Momenty setrvačnosti a momenty deviační.
Dynamika obecného prostorového pohybu tělesa. Řešení speciálních pohybů tuhých těles: pohyb translační, rotační, obecný rovinný, sférický a šroubový.
Dynamika soustav těles.
Úvod do analytické mechaniky. Obecná rovnice dynamiky. Hamiltonův princip. Řešení stability.
Základy lineární teorie kmitů s 1 a n stupni volnosti. Různé druhy tlumení.
Vynucené kmitání.
Krouživé kmitání rotorů s 1 a n stupni volnosti.
Základy teorie nelineárního kmitání.
Cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Kinematika přímočarého a křivočarého pohybu bodu.Ortogonální transformace kinematických veličin.
Translační pohyb,rotační pohyb okolo stálé osy otáčení a obecný rovinný pohyb tělesa.
Sférický, obecný a šroubový pohyb tělesa.
Složený pohyb. Současné rotace těles. Kinematické řešení převodovek.
Řešení dynamiky pohybu hmotného bodu.
Dynamika soustav hmotných bodů.
Translační a rotační pohyb tělesa.
Obecný rovinný pohyb tělesa, sférický pohyb tělesa.
Lagrangeovy rovnice.
Kmitání s 1 a n stupni volnosti, volné netlumené a tlumené.
Vynucené kmitání s 1 a n stupni volnosti.
Krouživé kmitání hřídelů.
Příklady řešení nelineárního kmitání.