О.В. Гермидер, О.Н. Оруджова, А.А. Шинкарук СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» О.В. Гермидер, О.Н. Оруджова, А.А. Шинкарук СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ Учебно-методическое пособие Архангельск САФУ 2016 1 УДК 531 (07) ББК 22.21я7 Г38 Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова Рецензенты: Фефилова Е.Ф. – кандидат педагогических наук, доцент; Берденникова М.Г. – доцент, кандидат педагогических наук Гермидер, О. <...> Г38 Сборник задач по теоретической механике: учебно-медодическое пособие / О.В. Гермидер, О.Н.Оруджова, А.А.Шинкарук; Сев. <...> УДК 531 (07) ББК 22.21я7 ISBN 978-5-261-01130-9 © Гермидер О.В., Оруджова О.Н., Шинкарук А.А., 2016 © Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, 2016 2 Введение Целью освоения учебной дисциплины «Теоретическая механика» является приобретение студентом компетенций в области механического взаимодействия, равновесия и движения материальных тел, на базе которых строится изучение дисциплин «Техническая механика», «Механика жидкости и газа», «Механика грунтов» и других дисциплин математического, естественнонаучного и профессионального цикла. <...> Объектами в динамике являются материальная точка, абсолютно твердое тело и механическая система. <...> Вариант задания выбирается по номеру зачетной книжки: по последней цифре – номер схемы, по предпоследней – номер варианта из таблицы с исходными данными. <...> Равновесие плоской сходящейся системы сил Стержни АС и ВС соединены между собой, с потолком (стенами, полом) посредством шарниров. <...> Каждую задачу выбранного варианта решить двумя способами: аналитически с помощью уравнений проекций сил на оси координат и геометрически – с помощью <...>
Сборник_задач_по_теоретической_механике_учеб.-метод.пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет
имени М.В. Ломоносова»
О.В. Гермидер, О.Н. Оруджова, А.А. Шинкарук
СБОРНИК ЗАДАЧ
ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ
Учебно-методическое пособие
Архангельск
САФУ
2016
1
Стр.2
УДК 531 (07)
ББК 22.21я7
Г38
Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом
Северного (Арктического) федерального университета
имени М.В. Ломоносова
Рецензенты:
Фефилова Е.Ф. – кандидат педагогических наук, доцент;
Берденникова М.Г. – доцент, кандидат педагогических наук
Гермидер, О.В.
Г38
Сборник задач по теоретической механике: учебно-медодическое
пособие / О.В. Гермидер, О.Н.Оруджова, А.А.Шинкарук; Сев.
(Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. – Архангельск: САФУ,
2016. – 70 с.
ISBN 978-5-261-01130-9
В пособие включены типовые задачи по теоретической механике,
даны общие методические подходы к решению задач.
Предназначено для студентов технических специальностей очной и
заочной форм обучения.
УДК 531 (07)
ББК 22.21я7
ISBN 978-5-261-01130-9
© Гермидер О.В., Оруджова О.Н.,
Шинкарук А.А., 2016
© Северный (Арктический)
федеральный университет
имени М. В. Ломоносова, 2016
2
Стр.3
Введение
Целью освоения учебной дисциплины «Теоретическая механика»
является приобретение студентом компетенций в области
механического взаимодействия, равновесия и движения
материальных тел, на базе которых строится изучение дисциплин
«Техническая механика», «Механика жидкости и газа»,
«Механика грунтов» и других дисциплин математического, естественнонаучного
и профессионального цикла.
Курс теоретической механики включает себя следующие разделы:
статика, кинематика и динамика.
Статика – раздел теоретической механики, в котором рассматривают
методы преобразования сил и условия равновесия сил,
действующих на абсолютно твердое свободное тело.
Кинематика – раздел механики, в котором изучаются механические
движения материальных тел без учета их масс и действующих
сил. В качестве объекта в кинематике рассматриваются точки
или тела как геометрические.
Динамика – раздел теоретической механики, в котором рассматриваются
движения механических систем под действием сил.
Объектами в динамике являются материальная точка, абсолютно
твердое тело и механическая система.
В пособии систематически подобраны типовые задачи по данным
разделам. Приведены варианты задач и рассмотрены примеры
их решения с подробными пояснениями, что поможет студентам
приобрести практические навыки решения задач.
Вариант задания выбирается по номеру зачетной книжки: по
последней цифре – номер схемы, по предпоследней – номер варианта
из таблицы с исходными данными.
3
Стр.4
Оглавление
Введение.................................................................................................................. 3
СТАТИКА.............................................................................................................. 4
Задача С-1. Равновесие плоской сходящейся системы сил................. 4
Задача С-2. Равновесие произвольной плоской системы сил............ 7
Задача С-3. Равновесие плоской сочлененной системы тел............... 10
Задача С-4. Равновесие произвольной пространственной системы
сил....................................................................................................................... 14
Задача С-5. Расчет реакций в стержнях плоских ферм....................... 18
Задача С-6. Определение положения центра тяжести плоских
фигур................................................................................................................... 26
КИНЕМАТИКА................................................................................................... 31
Задача К-1. Определение кинематических характеристик движения
точки........................................................................................................... 31
Задача К-2. Поступательное и вращательное движение твердого
тела...................................................................................................................... 34
Задача К-3. Кинематика плоского движения твердого тела............... 38
ДИНАМИКА........................................................................................................ 48
Задача Д-1. Теорема об изменении количества движения для точки.
Теорема об изменении кинетической энергии для точки............ 48
Задача Д-2. Теорема об изменении кинетической энергии механической
системы................................................................................................ 52
Задача Д-3. Принцип Даламбера для механической системы........... 60
Задача Д-4. Уравнение Лагранжа второго рода..................................... 64
Список литературы............................................................................................... 69
70
Стр.71