Московский энергетический институт (технический университет)

Загрузка...





Скачать 205.73 Kb.
НазваниеМосковский энергетический институт (технический университет)
Дата публикации08.11.2013
Размер205.73 Kb.
ТипДокументы
top-bal.ru > Физика > Документы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Институт Электротехники (ИЭТ)


Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Модуль: Электротехника

Профили подготовки:

Электромеханика

Электрические и электронные аппараты

Электропривод и автоматика

Электротехнологические установки и системы

Электрический транспорт

Электрооборудование автомобилей и тракторов

Электрооборудование летательных аппаратов

Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений

^ Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника

Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике

Техногенная безопасность в электроэнергетике и электротехнике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная
^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА”


Цикл:

математический и естественнонаучный




^ Часть цикла:

вариативная

для всех профилей модуля Электротехника

дисциплины по учебному плану:

Б 2в.1




Часов (всего) по учебному плану:

288




^ Трудоёмкость в зачётных единицах:

8

2 семестр – 8

Лекции

34 час

2 семестр – 34

Практические занятия

34 час

2 семестр – 34

Лабораторные работы

нет

нет

Расчётные задания, рефераты

17 час самостоят. работы

2 семестр – 17

Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)

220час

2 семестр – 76

Экзамены

36

2 семестр - 36

Курсовые проекты (работы)

нет






Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение общих законов, которым подчиняются движение и равновесие материальных тел и возникающие при этом взаимодействия между телами, а также овладение основными алгоритмами исследования равновесия и движения механических систем. На данной основе становится возможным построение и исследование механико-математических моделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления. Помимо этого, при изучении теоретической механики вырабатываются навыки практического использования методов, предназначенных для математического моделирования движения сложных механических систем.

Освоение данной дисциплины вносит существенный вклад в формирование у студента следующих компетенций:
^ Общекультурные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

–умения логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

–способности к кооперации с коллегами, к работе в коллективе (ОК-3);

–способности находить организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях и нести за них ответственность (ОК-4);

–способности использовать нормативно правовые документы в своей деятельности (ОК-5);

–способности в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовности приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);

–готовности к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

–способности осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8);

–способности использовать основные положения и методы социальных и профессиональных задач (ОК-9);

–способности анализировать социально-значимые проблемы и процессы (ОК-10);

–способности использовать основные законы механики и других естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования (ОК-11);

–способности владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации (ОК-12);

–способности работать с компьютером как средством управления информацией (ОК-13);

–способности работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-14);
^ Дополнительные общекультурные компетенции:

–способности и готовности к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-15);

–способности применять основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-16);

–способности понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-18).

–настойчивости в достижении цели, терпения и выносливости, способности критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-19);
^ Профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности анализировать состояние и динамику объектов деятельности с использованием необходимых методов и средств анализа (ПК-1);

–способности осуществлять мониторинг и владеть методами оценки прогресса в области улучшения качества (ПК-2);

–способности идентифицировать основные процессы и участвовать в разработке их рабочих моделей (ПК-3);

–способности применять знание задач своей профессиональной деятельности, их характеристики (модели), характеристики методов, средств, технологий, алгоритмов решения этих задач (ПК-4);

–способности применять знание принципов и методов разработки и правил применения нормативно-технической документации по обеспечению качества процессов, продукции и услуг (ПК-9);

–способности вести необходимую документацию по созданию системы обеспечения качества и контролю её эффективности (ПК-10);

–способности пользоваться системами моделей объектов (процессов) деятельности, выбирать (строить) адекватные объекту модели (ПК-12);

–способности использовать основные прикладные программные средства и информационные технологии, применяемые в сфере профессиональной деятельности (ПК-18);

–способности руководить малым коллективом (ПК-19).
^ Дополнительные профессиональные компетенции:

–способности собирать и формализовывать имеющуюся информацию механического характера о природных объектах и технических системах с целью последующего создания соответствующих математических моделей (ПК-25);

–владения идеологией моделирования природных объектов и технических систем, алгоритмами и практическими навыками моделирования динамических процессов и явлений (ПК-26);

–способности использовать знания о механической компоненте современной естественнонаучной картины мира для понимания процессов и явлений, происходящих в природе и техносфере (ПК-27);

–способности применять знания о механических явлениях на практике, в том числе выдвигать гипотезы, составлять теоретические и информационные модели, проводить анализ границ их применимости, выбирать подходящие методы для научного анализа данных проблем (ПК-28);

–умения эффективно применять аналитические и численные методы и алгоритмы решения задач механики с использованием языков и систем программирования, систем компьютерной математики, инструментальных средств компьютерного моделирования (ПК-29);

–способности использовать знания о кинематической структуре и инерционных характеристиках механических систем, об определяющих соотношениях для активных сил для понимания сути и особенностей механических явлений, происходящих в природе и технике, и для решения конкретных практических задач (ПК-30);

–знания – на соответствующем уровне – предметного содержания всех изучаемых в вузе разделов механики, её основных понятий и законов, понимания их значимости как теоретического фундамента современной техники и технологий (ПК-31);

–владения основывающимися на этих законах методами и алгоритмами исследования равновесия и движения материальной точки, твёрдого тела и механической системы (ПК-32);

–понимания пределов применимости математических моделей механических систем, необходимости проверки адекватности используемых моделей применительно к конкретным задачам и верификации теоретических выводов (ПК-33).
^ Задачами дисциплины являются:

–изучение механической компоненты современной естественнонаучной картины мира, понятий и законов теоретической механики;

–овладение важнейшими методами решения научно-технических задач в области меха­ники, основными алгоритмами математического моделирования механических явлений;

–формирование устойчивых навыков по применению фундаментальных положений механики при научном анализе ситуаций, с которыми специалисту приходится сталкиваться в ходе создания новой техники и новых технологий;

–ознакомление с историей и логикой развития механики.
^ 2.МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части математического и естественнонаучного цикла Б.2 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям подготовки “180100 Электромеханика” направления 551300 “Электротехника, электромеханика и электротехнологии”.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: “Высшая математика”, “Информатика”.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, а также при прохождении учебно-производственной практики и выполнении НИРС.

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

–основные понятия и концепции механики, важнейшие теоремы механики и их следствия, порядок применения теоретического аппарата механики в важнейших практических приложениях (ОК-9, ПК-14);

–определения основных механических величин, понимая их смысл и значение для теоретической механики (ПК-6);

–основные модели механических явлений, основы идеологии моделирования технических систем и принципы построения математических моделей механических систем (ОК-9, ПК-10,11);

–основные методы исследования равновесия и движения механических систем (включая составление уравнений равновесия или движения и решение данных уравнений), важнейших (типовых) алгоритмов такого исследования (ПК-8,11,12,15).

Уметь:

–интерпретировать механические явления при помощи соответствующего теоретического аппарата (ОК-9,14, ПК-6);

–пользоваться определениями механических величин и понятий для правильного истолкования их смысла (ПК-14);

–объяснять характер поведения механических систем с применением важнейших теорем механики и их следствий (ПК-6);

–записывать уравнения, описывающие поведение механических систем, учитывая размерности механических величин и их математическую природу (скаляры, векторы, линейные операторы) (ПК-7);

–применять основные методы исследования равновесия и движения механических систем, а также типовые алгоритмы такого исследования при решении конкретных задач (ПК-8, 11,12,15);

–решать типовые задачи по основным разделам курса (ПК-17);

–пользоваться при аналитическом и численном исследования математико-механических моделей технических систем возможностями со­временных компьютеров и информационных технологий (ОК-5, ПК-8,12).

Владеть:

–навыками построения и исследования математических и механических моделей технических систем (ОК-1,9, ПК-10,11);

–навыками применения основных законов теоретической механики при решении естественнонаучных и технических задач (ОК-9, ПК-6,7,11,13);

–навыками применения типовых алгоритмов исследования равновесия и движения механических систем (ПК-3,7,11,12,15);

–навыками использования возможностей со­временных компьютеров и информационных технологий при аналитическом и численном исследования математико-механических моделей технических систем (ОК-5,16, ПК-8,12,15);

–навыками письменного аргументирования собственной точки зрения (ОК-13,14,15, ПК-17);

–навыками практического анализа логики различного рода рассуждений (ОК-1,14,15, ПК-16).

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Структура дисциплины

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачётных единицы, 144 часа.





п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоёмкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.

Статика. Система сходящихся сил

9

2

3

3



3

Решение задачи

2.

Статика. Произвольная система сил

13

2

4

4




5

Решение задачи

3.

Кинематика точки и системы точек

11

2

4

4




3

Решение задачи

4.

Кинематика твёрдого тела

13

2

4

4



5

Решение задачи

5.

Кинематика сложного движения точки

10

2

3

3



4

Решение задачи

6.

Динамика точки

12

2

4

4



4

Решение задачи

7.

Динамика системы материальных точек и твёрдого тела

11

2

4

4




3

Решение задачи

8.

Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики

11

2

4

4




3

Решение задачи

9.

Уравнения Лагранжа 2-го рода

16

2

4

4




8

Решение задачи




Зачёт

2

2







2







Экзамен

36













36

письменный




Итого:

144




34

34




76





^ 4.2.Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1.Лекции

1. Статика. Система сходящихся сил

Предмет теоретической механики, её основные разделы. Системы сил и их классификация. Аксиомы статики. Виды связей и их реакции. Условия равновесия сходящейся системы сил. Расчёт фермы. Составные конструкции.

2. Статика. Произвольная система сил

Момент силы относительно точки. Главный вектор и главный момент системы сил. Условия равновесия плоской системы сил. Задачи на опрокидывание. Распределённые нагрузки. Условия равновесия произвольной системы сил. Пространственные задачи статики. Приведение системы сил к простейшему виду. Силовой винт. Инварианты системы. Уравнение центральной винтовой оси. Задачи с трением.

3. Кинематика точки и системы точек

Предмет кинематики. Фундаментальные понятия механики. Способы задания движения точки. Скорость и ускорение точки. Определение скорости и ускорения точки при различных способах задания её движения. Закон движения системы материальных точек. Уравнения сближения двух точек по экспоненте.

4. Кинематика твёрдого тела

Поступательное движение твёрдого тела. Распределение скоростей точек твёрдого тела в произвольном его движении; формула Эйлера. Вектор угловой скорости и его независимость от выбора полюса. Теорема Грасгофа о проекциях скоростей двух точек твёрдого тела на прямую, их соединяющую. Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси. Плоское движение твёрдого тела; мгновенный центр скоростей. Теорема о мгновенном центре скоростей. Теорема о концах неизменяемого отрезка. Исследование кинематики плоских механизмов. План скоростей. Уравнение трёх угловых скоростей. Кинематические графы. Распределение ускорений при произвольном движении твёрдого тела; формула Ривальса. Теорема о мгновенном центре ускорений.

5. Кинематика сложного движения точки

Дифференцирование вектора в подвижной системе отсчёта; формула Бура. Теорема о сложении скоростей в сложном движении точки. Теорема Кориолиса.

6. Динамика точки

Аксиомы динамики. Определяющие соотношения для сил в динамике точки. Дифференциальные уравнения движения материальной точки. Две основные задачи динамики точки. Способы интегрирования уравнений движения материальной точки.

7. Динамика системы материальных точек и твёрдого тела

Дифференциальные уравнения движения системы материальных точек. Теорема об изменении количества движения. Теорема об изменении кинетического момента. Кинетическая энергия системы материальных точек. Центр масс механической системы. Теорема Кёнига. Геометрия масс. Момент инерции твёрдого тела относительно оси. Кинетическая энергия твёрдого тела (поступательное движение, вращение вокруг неподвижной оси, плоскопараллельное движение). Элементарная работа силы. Мощность силы. Мощность пары сил. Теорема об изменении кинетической энергии.

8. Принцип возможных перемещений. Общее уравнение динамики

Аналитическое задание связей. Классификация связей. Возможные и действительные перемещения. Идеальные связи, их примеры и геометрическая интерпретация условия идеальности. Идеальность связей в неизменяемой системе материальных точек. Общее уравнение динамики. Принцип возможных перемещений (скоростей). Обобщённые координаты, обобщённые силы. Условия равновесия механической системы в обобщённых координатах.


9. Уравнения Лагранжа 2-го рода

Тождества Лагранжа. Уравнения Лагранжа 2-го рода. Силовое поле. Условие потенциальности силового поля. Свойство эквипотенциальных поверхностей. Уравнения Лагранжа для систем с потенциальными силами; функция Лагранжа (кинетический потенциал). Циклические координаты. Первые интегралы уравнений Лагранжа для систем с потенциальными силами.

^ 4.2.2.Практические занятия

Система сходящихся сил. Составная конструкция.

Решение задач статики для случая плоской системы сил.

Кинематика точки. Составление уравнений движения.

Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси.

Кинематика плоскопараллельного движения твёрдого тела.

Вычисление кинетической энергии твёрдого тела и системы тел. Вычисление обобщённых сил.

Принцип возможных перемещений (скоростей) и его применение при решении задач на равновесие систем абсолютно твёрдых тел.

Составление дифференциальных уравнений движения механической системы. Решение задач динамики с помощью уравнений Лагранжа 2-го рода.

^ 4.3.Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4.Расчётные задания

Задачи для типовых расчётов именные и создаются Генератором Задач (автор – Кирсанов М.Н.). Проверка правильности решения выполняется сравнением с ответом и проверкой хода решения.

ИДЗ по статике включают в себя задачи на расчёт составных конструкций и ферм.

ИДЗ по кинематике включают в себя задачи, где требуется изобразить на чертеже текущую конфигурацию плоского механизма (кинематическая схема и геометрические параметры которого даны), а затем по известному значению угловой скорости первого звена найти угловые скорости остальных звеньев и линейные скорости точек.

ИДЗ по динамике плоского движения имеет своей целью приобретение опыта динамического анализа механических систем и отработку навыков по составлению уравнений движения таких систем в форме уравнений Лагранжа 2-го рода.


^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме лекций. На лекциях используются видеоматериалы (фирма www.MediaShell.ru).

Практические занятия. Студенты при отработке навыков, полученных на аудиторных занятиях, и при подготовке к контрольной работе могут пользоваться обучающими программами и , в которых имеется специальная подсистема “Репетитор”, а также справочная подсистема “Консультант” (программы установлены в дисплейном классе МЭИ, Ж-111). Программы разработаны на кафедре теоретической механики МЭИ авторы: А.В.Корецкий, Н.В.Осадченко). Индивидуальные задачи создаются Генератором Задач (автор: М.Н.Кир­са­нов). Для решения задач рекомендуется использовать программы в системе Maple 11 (приложения к книге Кирсанова М.Н. «Решебник. Теоретическая механика» и визуальные SWF-модели движения механических систем при составлении уравнений движения в форме уравнений Лагранжа 2-го рода.

^ Самостоятельная работа включает подготовку к контрольным работам, выполнению индивидуального расчетного задания типового расчёта, подготовку к экзамену.
^ 6.ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля используются устный опрос, индивидуальные домашние задачи, расчётные задания, контрольные работы (две в течение семестра). Защита расчётных заданий производится с их оценкой по балльной системе, причём максимальное число баллов по каждой задаче зависит от её трудности.

Аттестация по дисциплине: зачёт (итоговая оценка по которому определяется по сумме баллов, полученных студентом при выполнении контрольных работ и защите расчётных заданий), экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому выносится оценка экзамена за второй семестр.
^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1.Литература:

а)основная литература:

1.Бутенин И.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. СПб.: Лань, 2008. 736 .

2.Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. СПб.: Лань, 2005. 448 .

3.Кирсанов М.Н. Решебник. Теоретическая механика. М.: Физматлит. 2008. 384 .

б)дополнительная литература:

4.Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.:Высш.шк., 2010

5.Корецкий А.В., Осадченко Н.В. Решение задач статики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 64 .

6.Корецкий А.В., Осадченко Н.В. Решение задач кинематики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2004. 48 .

7.Корецкий А.В., Кузнецов А.А., Осадченко Н.В. Решение задач динамики на персональном компьютере: Методическое пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2006. 68 .

8. Кирсанов М.Н. Задачи по теоретической механике с решениями в Maple 11. М.: Физматлит. 2010. 264

9. Кирсанов М.Н. Сборник экзаменационных задач по динамике. М.: МЭИ, 2005. 96 с.
^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а)лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Сайты в Интернете: http://vuz.exponenta.ru (имеются наборы задач по различным разделам курсов теоретической и вычислительной механики, много полезных компьютерных программ и анимированных иллюстраций), http://www.AcademiaXXI.ru.

б)другие:

Нет.


^ 8.МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебных аудиторий, а для выполнения заданий курсовой работы – компьютерных классов с надлежащим программным обеспечением.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учётом рекомендаций Примерной основной образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки 140400 “Электроэнергетика и электротехника” и профилям подготовки, перечисленным на титульном листе данной рабочей программы.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.ф.-м.н., профессор Кирсанов М.Н.

СОГЛАСОВАНО:

Директор ИЭТ

к.т.н. профессор Грузков С.А.

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой теоретической механики и мехатроники

д.т.н., доцент Меркурьев И.В.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) российско-германский...

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт электроэнергетики (иээ)

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...

Московский энергетический институт (технический университет) iconМосковский энергетический институт (технический университет) институт...



Школьные материалы
Загрузка...


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
top-bal.ru

Поиск