27.03.03_teoreticheskaya_mehanika

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Факультет компьютерных наук и информационных технологий
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе
________________ д.ф.н., проф. Елина Е.Г.
«__» ________________ 2014 г.
Рабочая программа дисциплины
Теоретическая механика
Направление подготовки
27.03.03 (220100) Системный анализ и управление
Профиль подготовки
Системный анализ и исследование операций
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Саратов,
2014г.
1
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Теоретическая механика» являются
изучение моделей, методов, задач теоретической механики: последовательное
изучение основ классической механики Ньютона, Эйлера, Лагранжа,
Гамильтона-Якоби.
Задачей дисциплины «Теоретическая механика» является изучение
методов исследования движения и равновесия материальной точки, твердого
тела и механической системы (включая изучение статики, кинематики и
динамики точки и твердого тела, динамики механической системы).
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Теоретическая механика» относится к базовой части
профессионального цикла Б.3Б.2 направления подготовки «Системный анализ и
управление». Для этого направления подготовки она является краеугольным
камнем общенаучной и специальной подготовки и находится в логической и
содержательно-методической взаимосвязи с дисциплинами: «Высшая
математика», «Вычислительная математика». При освоении данной дисциплины
обучающийся должен знать алгебру и геометрию, математический анализ,
теорию дифференциальных уравнений, уметь решать задачи из этих разделов
математики, формулировать и доказывать математические теоремы (иметь
навыки логического мышления).
Для освоения данной дисциплины необходимо освоение дисциплины
«Высшая математика» (ее разделов: «Математический анализ», «Алгебра»,
«Аналитическая геометрия», «Дифференциальные уравнения»).
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Теоретическая механика».
В результате освоения дисциплины формируются
общекультурные компетенции (ОК):
способность применять основные законы естественнонаучных дисциплин
в профессиональной деятельности, применять методы математического
анализа и моделирования, теоретического и экспериментального
исследования (ОК-10);
профессиональные компетенции (ПК):
способность применять аналитические, вычислительные и системноаналитические методы для решения прикладных задач в области
управления объектами техники, технологии, организационными
системами, работать с традиционными носителями информации,
распределенными базами знаний (ПК-1),
способность разрабатывать методы моделирования, анализа и технологии
синтеза процессов и систем в области техники, технологии и
организационных систем (ПК-12).
2
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать основные методы теоретической механики.
•Уметь понимать и применять на практике компьютерные технологии для
решения различных задач теоретической механики.
•Владеть навыками решения практических задач теоретической механики.
4. Структура и содержание дисциплины «Теоретическая механика»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы
108
часов.
№
п/п
Раздел дисциплины
Се
Не
местр деля
семе
стра
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов и трудоемкость
(в часах)
Лек
ции
Прак
тичес
кие
занятия
Кур
со
вая
рабо
та
Само
стоя
тель
ная
работа
2
4
4
4
8
8
8
12
12
Статика
3
Кинематика
3
Динамика материальной точки 3
1-2
Динамика механической
3
системы
5
Динамика абсолютно твердого 3
тела
6
Метод Гамильтона
3
Промежуточная аттестация
Итого:
1115
16,
17
4
10
12
2
4
5
18
2
2
5
1
2
3
4
3-6
7-10
Экза
мен
Формы
текуще
го
контро
ля
успевае
мости
(по
неделям
семест
ра)
Формы
проме
жу
точной
аттеста
ции (по
семест
рам)
Контр.
работа
Зачет
18
3
36
54
Содержание учебной дисциплины
Введение
Предмет теоретической механики и ее место среди естественных наук.
История развития механики. Разделы механики: кинематика, статика, динамика.
Раздел I. СТАТИКА
Определения и аксиомы статики. Сходящиеся и параллельные силы.
Момент силы. Плоская и произвольно расположенная в пространстве системы
сил.
Раздел II. КИНЕМАТИКА
Кинематика точки. Кинематика поступательного и вращательного
движения твердого тела Кинематика движения твердого тела с неподвижной
точкой, свободного твердого тела Кинематика сложного движения точки.
Раздел III. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙТОЧКИ
Предмет динамики. Аксиомы динамики (законы механики). Уравнения
динамики точки. Основные теоремы динамики точки. Прямолинейные
колебания точки. Криволинейное движение свободной точки. Движение
несвободной материальной точки
Раздел IV. ДИНАМИКА МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Основные теоремы динамики механической системы. Принцип Даламбера.
Общее уравнение динамики. Уравнения Лагранжа первого и второго рода.
Раздел V. ДИНАМИКА АБСОЛЮТНО ТВЕРДОГО ТЕЛА
Построение различных форм замкнутой системы уравнений движения.
Движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Динамические уравнения
Эйлера. Интегрируемые случаи движения тяжелого твердого тела с
неподвижной точкой
Раздел VI. МЕТОД ГАМИЛЬТОНА
Канонические уравнения Гамильтона. Интеграл энергии. Циклические
координаты, циклические интегралы. Принцип Гамильтона стационарного
действия.
5. Образовательные технологии
При
чтении
лекций
и
проведении
практических
занятий
предусматривается использование активных и интерактивных форм проведения
занятий. В рамках учебного курса предусматриваются встречи с ведущими
специалистами предприятий, конструкторских бюро, институтов Российской
Академии наук.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
4
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. Т. 1:
Статика и кинематика. Т. 2: Динамика. – Спб.: Лань, 2004.
2. Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики. Т. 1: Статика и
кинематика. Т. 2: Динамика. – М.: Дрофа, 2006.
3. Мещерский И.В. Задачи по теоретической механике [Текст] : учеб. пособие /
И. В. Мещерский ; под ред. В. А. Пальмова, Д. Р. Меркина. – 5-е изд., стер. –
Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2010. – 447 с.
4. Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики [Электронный ресурс] /
В.Ф. Журавлев. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 304 с.
б) дополнительная литература:
1. Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики. Ч.1. – М.: Наука,
1972.
2. Сборник задач для курсовых работ по теоретической механике. Под общей
ред. проф. А.А. Яблонского. – М.: Высшая школа, 1978.
3. Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики. – М.: Физматлит, 2008.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Компьютерный класс ПЭВМ с микропроцессором не ниже Pentium IV,
объем ПЗУ не меньше 2-3 ГБ, объем ОЗУ не меньше 512 МБ со средой Matlab
(версии 7 и выше), а также пакетами Control System и Robust.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки Системный
анализ и управление.
Автор: профессор Ю.Н. Челноков ____________________
Программа одобрена на заседании кафедры математического
компьютерного моделирования от апреля 2014 года, протокол № .
Зав. кафедрой
Д.ф.-м.н.
__________________
Ю.А. Блинков
Декан
механико-математического факультета
Доцент _________________
А.М. Захаров
Декан
факультета компьютерных наук
и информационных технологий
Доцент _________________
А.Г. Федорова
5
и