1.2 Предмет, цели, задачи и принципы построения курса
Механика представляет собой науку о законах механического движения тел. Оно разделяется на статику (учение о равновесии), кинематику (учение о движении с геометрической точки зрения, без учета причин, вызывающих движение), динамику (учение о движении с учетом действующих сил).
Законы, теоремы и принципы механики составляют теоретическую основу данных учений.
Изучение теоретической механики преследует широкие цели.
Во-первых, теоретическая механика, наряду с математикой и физикой, имеет огромное общеобразовательное значение, так как формирует у студентов логическое мышление и позволяет понять широкий круг явлений, относящихся к механическому движению
Во-вторых, использование математического аппарата позволяет во многих случаях по имеющимся уравнениям определить характер явления.
В-третьих, законы и методы теоретической механики служат фундаментом многих практических исследований.
Цель преподавания курса теоретической механики - подготовка выпускника вуза, отвечающая требованиям образовательного стандарта. Выпускник может занимать непосредственно после окончания вуза должность инженера широкого профиля в области кораблестроения и океанотехники и в других областях, соответствующих полученному образованию.
В соответствии с этим задачей курса является изучение законов, теорем, принципов и уравнений теоретической механики, а также методов подхода к изучаемому явлению, использование полученных знаний при решении практических задач и при изучении дисциплин механического цикла.
Принципы построения курса предусматривают разбиение его на отдельные разделы, являющиеся во многом самостоятельными, что облегчает их изучение. Изложение материала происходит от простого к сложному с учетом математической подготовки студентов.
Изучение курса начинается с раздела «Кинематика», который предполагает владение студентами школьного курса алгебры, геометрии и тригонометрии, а также элементов алгебры, преподаваемой в вузе.
После изучения кинематических характеристик вводятся силовые элементы, представляющие собой меру действия одних тел на другие. Важнейшими из них являются сила и момент пары сил. Рассматриваются условия, при которых различные системы сил, действующих на тело, находятся в равновесии.
При нарушении равновесия тело меняет свое кинематическое состояние, движение точек и тел под действием приложенных сил и изучает динамика. Использование законов, теорем и принципов динамики позволяет составить дифференциальные уравнения движения, после интегрирования которых определяется закон (уравнения) движения. Ясно, что к изучению динамики студенты должны владеть дифференциальным и интегральным исчислением.
1.3 Роль и место дисциплины
в структуре реализуемой образовательной программы
Теоретическая механика, как естественно-научная дисциплина, описывает реальные явления природы и техники. Ее подходы и методы позволяют выделить главное в рассматриваемом явлении, описать его и проанализировать, имея в виду, что теория должна быть подтверждена практикой.
Одинаковые дифференциальные уравнения могут описывать различные физические процессы. Поэтому важно понять, о каком явлении идет речь. Для этого нужно знать характеристики механического движения, силовые элементы, меры механического движения и их размерности.
В той или иной мере знание курса потребуется во всех дисциплинах механического цикла данной образовательной программы.
При этом надо уметь правильно изображать силы, действующие на тело со стороны находящихся в контакте с ним тел. Это определяется пониманием того, какие движения ограничивают эти тела. Тем самым достигается получение свободной системы сил, действующих на тело. Эта система может быть в равновесии или нет, и получается статическая или динамическая задача.
Решение статической задачи сводится к решению системы алгебраических уравнений, динамической – к решению дифференциальных уравнений.
Применение тех или иных условий, теорем, принципов зависит от конкретно поставленной задачи. Иногда получение дифференциальных уравнений возможно различными способами и следует выбрать тот, который упрощает их составление.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.