Detail předmětu
Statika
FSI-3ST Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr
Vymezení mechaniky těles a předmětu Statika, návaznost na ostatní předměty. Modelová a teoretická stránka mechaniky a vymezení základních pojmů. Soustavy silového působení, síla, moment síly k bodu a k ose. Klasifikace silových soustav a jejich charakteristické veličiny. Problém statické ekvivalence silových soustav a statické rovnováhy těles, základní úlohy statiky. Těžiště těles a metody jeho určení. Geometrie a charakteristiky styku těles, výpočtové modely styku. Uložení tělesa, algoritmus řešení statické rovnováhy vázaného tělesa. Soustavy vázaných těles a jejich statické řešení. Základní grafické konstrukce. Prutové soustavy a jejich statické řešení. Pasivní odpory – jejich analýza a výpočtové modely, uvolnění základních stykových vazeb při aktuálních pohybových stavech. Řešení statické rovnováhy pohyblivě uloženého tělesa a soustavy těles s uvážením pasivních odporů. Řešení výsledných vnitřních sil a momentů v přímých prutech integrálním a diferenciálním přístupem.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Řešení soustav rovnic (lineárních, nelineárních), vektorový počet, základy maticového počtu, integrální počet. Znalost práce se softwarem Maple.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Podmínky k udělení zápočtu:
Aktivní účast na cvičeních, získání minimálně 10 bodů ve třech kontrolních testech průběžných znalostí. Bodový zisk z průběžných testů (max. 20 bodů) je součástí výsledné klasifikace předmětu.
Zkouška:
Zkouška je rozdělena na dvě části. Náplní první části je průřezový písemný test, ze kterého je možno získat max. 40 bodů. Postup do druhé části zkoušky je podmíněn ziskem alespoň 20 bodů. V případě nesplnění této podmínky je zkouška hodnocena známkou "F". Náplní druhé části je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu, ze které je možno získat max. 40 bodů. Konkrétní podobu zkoušky, typy, počet příkladů či otázek a podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru.
Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku ze cvičení a u zkoušky. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Učební cíle
Cílem předmětu Statika je formulace a zavedení základních pojmů, formulace výpočtových modelů, teorií a algoritmů potřebných pro řešení statických problémů. Získané základní poznatky jsou nezbytné pro navazující kurzy mechaniky těles – Pružnost a pevnost a Dynamiku. Znalost řešení statických problémů je důležitá pro následný pružnostně – pevnostní návrh strojních součástí a konstrukcí.
Studenti si osvojí základní pojmy mechaniky těles, popis a klasifikaci silových soustav, určení jejich charakteristických veličin a možností ekvivalentní náhrady silového působení. Získají znalosti o výpočtových modelech styku těles bez i s uvážením pasivních odporů, analýze kinematické a statické kvality uložení těles a jejich soustav, uvolnění těles a řešení jejich statické rovnováhy. Naučí se základní grafické metody řešení a určování výsledných vnitřních účinků v prutech.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinný
Program B-FIN-P: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie, bakalářský, povinně volitelný
Program B-KSI-P: Konstrukční inženýrství, bakalářský, povinný
Program B-MAI-P: Matematické inženýrství, bakalářský, povinný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace MTI: Materiálové inženýrství, povinný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Osnova
1. Vymezení předmětu statika, základní pojmy, síla, moment síly k bodu a k ose.
2. Silové soustavy, jejich klasifikace a charakteristické veličiny, tíhová síla a těžiště.
3. Statická ekvivalence silových soustav.
4. Statická rovnováha tělesa – charakteristiky vazeb bez pasivního účinku, uvolnění vazeb.
5. Početní řešení statické rovnováhy vázaného tělesa.
6. Grafické řešení statické rovnováhy vázaného tělesa.
7. Řešení statické rovnováhy soustav těles – početně a graficky.
8. Prutové soustavy.
9. Vazby s pasivním účinkem – analýza a výpočtové modely, uvolnění vazeb.
10. Řešení statické rovnováhy vázaného tělesa s vazbami s pasivním účinkem.
11. Řešení statické rovnováhy soustavy těles s pasivním účinkem.
12. Prut – definice a základní charakteristiky, zatížení a uložení.
13. Výsledné vnitřní síly a momenty v přímých prutech – integrální a diferenciální přístup.
Cvičení
12 hod., povinná
Osnova
Síla, moment síly k bodu a k ose.
Silová a momentová výslednice silové soustavy.
Náhrada silové soustavy jednou silou.
Určování těžiště homogenních a složených těles.
Statická rovnováha vázaného tělesa.
Statická rovnováha vázaného tělesa.
Statická rovnováha pohyblivě uloženého tělesa.
Početní řešení statické rovnováhy soustav těles.
Grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.
Početní a grafické řešení statické rovnováhy prutových soustav.
Statická rovnováha tělesa s uvážením pasivních odporů.
Statická rovnováha soustav těles s uvážením pasivních odporů.
Výsledné vnitřní síly a momenty v přímých prutech – integrální a diferenciální přístup.
Cvičení s počítačovou podporou
14 hod., povinná
Osnova
Síla, moment síly k bodu a k ose.
Silová a momentová výslednice silové soustavy.
Náhrada silové soustavy jednou silou.
Určování těžiště homogenních a složených těles.
Statická rovnováha vázaného tělesa.
Statická rovnováha vázaného tělesa.
Statická rovnováha pohyblivě uloženého tělesa.
Početní řešení statické rovnováhy soustav těles.
Grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.
Početní a grafické řešení statické rovnováhy prutových soustav.
Statická rovnováha tělesa s uvážením pasivních odporů.
Statická rovnováha soustav těles s uvážením pasivních odporů.
Výsledné vnitřní síly a momenty v přímých prutech – integrální a diferenciální přístup.