Общая механика. Механика твердых тел

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Учебное пособие содержит курс лекций по теоретической механике. В каждом разделе приведены задачи, решения которых сопровождается соответствующими методическими указаниями, контрольные вопросы. Пособие ориентировано на студентов очной формы обучения, изучающих теоретическую механику, прикладную механику и техническую механику по полной и сокращенной программам. Учебное пособие будет полезным для ряда инженерно-технологических специальностей и направлений, для которых теоретическая механика является курсом по выбору.

Пособие содержит теоретический материал по дисциплине "Теоретическая механика" (разделы "Статика" и "Кинематика"), вопросы для контроля, глоссарий. Предназначено для студентов, обучающихся по техническим направлениям подготовки бакалавра.

Представлены материалы для подготовки к контрольным работам по теоретической механике, раздел «Динамика».

Учебное пособие подготовлено на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

В учебном пособии представлены теоретические материалы, читаемые на инженерном факультетах сельскохозяйственных вузов. Они помогут студентам составить цельное представление о возможностях методов, используемых теоретической механикой при решении инженерных задач.

Изложены основные положения теоретической механики, представлены варианты контрольных заданий и примеры их решения, со-держит указания к выполнению контрольных и курсовых работ.

В книге излагается полное исследование классической задачи об устойчивости перманентных вращений вокруг вертикали тяжелого твердого тела с неподвижной точкой (вращений Штауде). Для наиболее простых частных случаев, когда центр масс тела лежит на главной оси инерции или когда тело динамически симметрично, проведен полный нелинейный анализ устойчивости во всем допустимом диапазоне изменения параметров задачи. Для случая расположения центра масс тела в главной плоскости инерции и для общего случая распределения масс в теле получен подробный линейный анализ устойчивости, в ряде случаев найдены достаточные условия устойчивости. Большая часть излагаемого в книге материала представляет собой собственные исследования автора и публикуется впервые.

Книга представляет собой развёрнутое, и вместе с тем очень интересное, изложение основных принципов и методов теоретической механики, сформировавшихся в эпоху Джеллетт и давших мощнейших толчок ее дальнейшему развитию. это издание давно стало библиографической редкостью. В монографии Джеллетт рассмотрены все виды сил, четко сформулированы законы, которым подчиняется сила трения. Впервые внимание читателей обращается на различие между трением покоя и трением движения. Обсуждается проблема равновесия, приводятся примеры решения задач на равновесие системы материальных точек и системы твердых тел. Рассматриваются экстремальные положения равновесия, при которых малейшее изменение силы трения, приложенной к одной или более точкам системы, нарушает ее равновесие. Описывается движение материальной точки и системы материальных точек; исследуется движение твердого тела, и особое внимание уделяется случаю, в котором движение представляет собой чистое вращение вокруг неподвижной или изменчивой оси. Также автор проводит различие между обязательным и возможным равновесием, характерное для рассматриваемого вопроса; анализирует принципы, с помощью которых можно избежать неопределенности, так часто встречающейся в задачах, одной из действующих сил в которых является сила трения. Демонстрирует несколько разных задач, три из которых анализирует довольно подробно, это: задача о волчке, задача о фрикционных колесах и задача о локомотивах. Дополнительно прилагается подборка упражнений.

Практикум подготовлен на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Пособие содержит теоретический материал по разделу общей физики "Механика"

В книге рассмотрены основные законы как нерелятивистской (ньютоновской), так и релятивистской механики — законы движения и законы сохранения импульса, энергии и момента импульса. На большом количестве примеров и задач показано, как следует применять эти законы при решении различных конкретных вопросов.

Для студентов (квалификация — специалист) очной и очно-заочной форм обучения по направлению подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений».

Практикум подготовлен на кафедре общей физики физического факультета Воронежского государственного университета.

Излагаются первоначальные сведения по теоретической механике, представленные в двух разделах книги: кинематика и динамика. Помимо традиционных вопросов, обсуждаются теория скользящих векторов, движение систем переменного состава, кватернионное описание движения твердого тела.

Данный научно-образовательный контент разработан в обеспечение учебной подготовки студентов второго курса (3 и 4 семестры) факультета летательных аппаратов специальностей: 160100.65 Самолето- и вертолетостроение; 160400.65 Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно- космических комплексов; 011000.62 Механика. Прикладная математика (дополнительные материалы http://fla.ssau.ru/moodle/course/view.php?id=3).

Учебное пособие содержит задания для практических занятий по теоретической механике. Приводятся краткие теоретические сведения, а также тесты для закрепления материала. Задачи подобраны близкие к тематике дисциплин, которые будут изучать студенты на старших курсах.

Данный журнал является единственным, охватывающим все актуальные вопросы преподавания физики в вузе, и, как мы надеемся, он станет главным средством общения кафедр физики вузов стран СНГ. Главный редактор журнала − академик Российской академии наук, профессор МИФИ, научный руководитель Высшей школы им. Н.Г. Басова НИЯУ МИФИ О.Н. Крохин. Основные разделы журнала 1. Концептуальные и методические вопросы преподавания общего курса физики в вузе, техникуме, колледже. 2. Вопросы преподавания курса общей физики в технических университетах. 3. Современный лабораторный практикум по физике. 4. Демонстрационный лекционный эксперимент. 5. Информационные технологии в физическом образовании. 6. Вопросы преподавания общего курса физики в педвузах и специальных средних учебных заведениях. 7. Текущая практика маломасштабного физического эксперимента. 8. Связь общего курса физики с другими дисциплинами. 9. Интеграция Высшей школы и Российской Академии наук.

Конспект лекций составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по курсу «Теоретическая механика» для направлений: «Прикладная механика», «Авиа- и ракетостроение», «Оружие и системы вооружений», «Безопасность технологических процессов и производств». Конспект насыщен достаточным числом примеров и приложениями, необходимыми для самостоятельной работы студента над материалом курса. В конспекте также приведены примеры оформления курсовых задач, календарного плана, рейтинговая таблица и плакаты по разделу «Динамика», прошедшие апробацию временем начиная с конца 60-х годов ХХ века. Материал конспекта может быть также использован как базисный курс Теоретической механики для подготовки инженеров, специалистов и магистров других направлений на дневных и вечерних отделениях факультетов НГТУ.

В пособии приведены методические указания к лабораторным работам первой части курса физики. Обучение построено по принципу информационных технологий прямого доступа. Каждое указание содержит 25 вопросов, что позволяет компьютеризировать систему допуска и защиты выполненных работ и способствует обучению инновационным технологиям первых этапов изучения физики. Пособие содержит методические указания к 14 лабораторным работам.

Рассмотрены основные понятия механики: центр масс, количество движения, кинетический момент механической системы. Даны способы вычисления работы различных сил (постоянных и переменных). Приведены прямые, обратные и смешанные задачи для систем с одной и двумя степенями свободы. Показаны решения задач.

Настоящее пособие соответствует рабочим программам, принятым на кафедрах общей физики и прикладной и теоретической физики НГТУ. Может быть использовано и при проведении практических занятий на дневном отделении, а также при самоподготовке студентов к практическим занятиям.

Для решения таких практически важных задач, как определение реакций в подшипниках вращающегося неотбалансированного тела в теоретической механике или определение главноцентральных осей поперечного сечения сложной формы изгибаемого стержня в сопротивлении материалов, требуется знать формулы преобразования как осевых, так и центробежных моментов инерции. В учебном пособии формулы преобразования осевых и центробежных моментов инерции рассматриваются с позиции преобразования тензора инерции. Наиболее краткой является индексная форма записи, в которой ij-й компонент тензора инерции определяется через двойные суммы. Для студентов младших курсов машиностроительных специальностей, которые не имеют навыков работы с индексными формулами, такая форма записи непонятна для применения. В учебном пособии рассматривается матричный способ. При таком способе сохраняется универсальность доказательства формул преобразования для каждого момента инерции, а также появляется наглядность применения этих формул для практических задач.

В учебнике на современном уровне изложены фундаментальные вопросы школьной программы, представлены основные применения законов физики, рассмотрены методы решения задач. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включен в Федеральный перечень учебников в составе завершенной предметной линии.

Пособие предназначено для аудиторной и самостоятельной работы студентов. Во введении студентам даются рекомендации по организации деятельности при отработке тем практических занятий. Рассматриваются принципы, применение которых в процессе решения задач позволяет осуществлять этот процесс с максимальной эффективностью. Для каждой предлагаемой темы практических занятий в пособии представлены: вопросы для подготовки к занятию, характерные алгоритмы решения типовых задач, два комплекта задач и рекомендуемая литература с указанием страниц для обязательного прочтения. В приложении приведены некоторые полезные сведения справочного характера. Пособие может быть использовано студентами и преподавателями как основа для подготовки и проведения практических занятий.

Научно-практический журнал «Прикладная аналитическая химия» основан в 2009 году. Тематика журнала: теоретические основы аналитической химии, практические методы качественного и количественного анализа различных веществ, в том числе лекарственных и дезинфекционных препаратов.

Прикладная интеграционная механика представляет новое направление в интеграции знания как единство математики, физики и прикладной философии для единого инженерного курса, включающего теоретическую механику, краткий курс сопротивления материалов, новый подход в механике машин, элементы механики сплошных сред, основанный на единой физике (колебания, прочность, устойчивость, удар). Главное внимание в курсе лекций уделено методам творчества как в области статики, кинематики, динамики (теоретическая механика), так и в механике машин. Подробно анализируются парадоксы механики, показаны их истоки и методы их преодоления. Впервые в курс лекций включены взаимосвязанные нелинейные задачи механики и их реализация в проектировании механизмов. Компактному изложению курса способствуют специальные операторы, позволяющие показать приёмы творчества для любых дисциплин и их эффективность к творчеству в механике. Данный курс можно применять как компактные курсы отдельно по теоретической механике, сопротивлению материалов, основам взаимосвязанных нелинейных задач механики.

В методических указаниях содержится порядок выполнения, правила оформления и контрольные задания для выполнения расчетно-графических работ по теоретической механике.

Пособие посвящено методам решения задач по курсу общей физики (раздел «Механика»). Большинство рассматриваемых задач взято из сборника задач И. Е. Иродова «Задачи по общей физике». Каждый раздел предваряется кратким изложением теоретических вопросов, приводятся основные формулы. Описывается методика решения задач, которая может быть применена в данном разделе.

Научно-практический журнал «Прикладная аналитическая химия» основан в 2009 году. Тематика журнала: теоретические основы аналитической химии, практические методы качественного и количественного анализа различных веществ, в том числе лекарственных и дезинфекционных препаратов.

Линия учебников для среднего общего образования ориентирована на обучение решению задач. Параграфы представляют собой канву сценариев уроков, реализующих системно-деятельностный подход к обучению: тщательно подобранные задания погружены непосредственно в теорию. В 10 классе изложены темы: кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика и гидростатика, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и постоянный электрический ток; в 11 классе — электродинамика, колебания и волны, оптика, элементы теории относительности, квантовая физика, строение Вселенной. Материал для углублённого изучения отмечен звёздочкой. Имеются задания для проектно-исследовательской деятельности. Соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования.

Кратко изложен материал разделов «Синтез эвольвентных зубчатых передач», «Кинематика планетарных зубчатых механизмов» и «Синтез кулачковых механизмов» дисциплины «Теория механизмов и машин», необходимый для прохождения студентами рубежного контроля знаний. Рассмотрены примеры решения типовых задач применительно к зубчатым и кулачковым механизмам, предложены задачи для самостоятельного решения.

Интеграционная механика представляет новое направление в интеграции знания как единства математики, физики, механики, прикладной философии с основной целью получения компактного, доступного и качественного образования и умения решать взаимосвязанные нелинейные задачи. Практикум и лабораторный комплекс рассматривают задачи классической механики. Компьютерный комплекс посвящён реализации реальных взаимосвязанных нелинейных задач техники на основе единой физики механики (колебания, устойчивость, прочность, удар). Необходимый теоретический материал включён в практикум и лабораторный цикл.

В пособие включены типовые задачи по теоретической механике, даны общие методические подходы к решению задач.

Учебное пособие содержит курс лекций по двум разделам прикладной механики – «Теоретическая механика» и «Сопротивление материалов». Каждый раздел содержит задачи, решения которых сопровождаются соответствующими методическими указаниями, контрольные вопросы.

В книге изучаются типовые приемы творчества на примере задач классической механики и специальные приемы творчества для решения взаимосвязанных нелинейных задач (интеграционная механика — синтез математики, физики, прикладной философии для задач механики). Лабораторные работы представлены в виде четырех комплексов. Первый комплекс, предназначенный для изучения курса «Теоретическая механика» и «Механика», содержит пять лабораторных работ (статика, колебания, удар), включая методы творчества в исследовании плоского движения. С целью ознакомления с взаимосвязанными нелинейными задачами используется демонстрационный компьютерный комплекс, который включает три лабораторные работы (пространственные нелинейные колебания, нелинейная статика, устойчивость винтового тонкого бруса). Исследовательский компьютерный комплекс (восемь лабораторных работ) включает: исследования собственных частот, форм колебаний, размыва резонанса в винтовом тонком брусе, анализ общей и местных видов потери устойчивости, динамику пружинных механизмов с инерционным соударением витков.

В пособии даны разъяснения основных законов, явлений и понятий классической и релятивистской механики, положения общей теории относительности. Рассмотрены главные вопросы молекулярно-кинетической теории вещества и термодинамики. Учитываются наиболее важные достижения в современной науке и технике, уделяется большое внимание физике различных природных явлений. Анализируется решение физических задач, приводятся задания для самостоятельного выполнения и ответы к ним.

Пособие разработано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и включает методические материалы для выполнения лабораторных работ по физике, включая вопросы для самостоятельной контролируемой работы. Предназначено для студентов 1–2 курса, обучающихся по специальности 060601.65 – Медицинская биохимия.

В методических указаниях представлены контрольные задания, их содержание, порядок выполнения и примеры.

Изложены теоретические вопросы по статике, кинематике и динамике, приведены контрольные задания и примеры решения задач. Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину «Теоретическая механика».

Представлены материалы по применению метода крутильных колебаний при определении момента инерции тел, для которых аналитический способ вычисления этой динамической характеристики сложен или невозможен. При выполнении работы можно наглядно увидеть причину систематической погрешности и оценить ее значение. Эксперимент выполняется на современном оборудовании фирмы Phywe.

Данный журнал является единственным, охватывающим все актуальные вопросы преподавания физики в вузе, и, как мы надеемся, он станет главным средством общения кафедр физики вузов стран СНГ. Главный редактор журнала − академик Российской академии наук, профессор МИФИ, научный руководитель Высшей школы им. Н.Г. Басова НИЯУ МИФИ О.Н. Крохин. Основные разделы журнала 1. Концептуальные и методические вопросы преподавания общего курса физики в вузе, техникуме, колледже. 2. Вопросы преподавания курса общей физики в технических университетах. 3. Современный лабораторный практикум по физике. 4. Демонстрационный лекционный эксперимент. 5. Информационные технологии в физическом образовании. 6. Вопросы преподавания общего курса физики в педвузах и специальных средних учебных заведениях. 7. Текущая практика маломасштабного физического эксперимента. 8. Связь общего курса физики с другими дисциплинами. 9. Интеграция Высшей школы и Российской Академии наук.

Компактность образования основана на применении специальных информационных операторов, единых для любых областей знания. Внутренняя структура этих операторов представлена единством математики, физики и прикладной философии для единого образовательного курса, направленного на инженерную деятельность, включающего теоретическую механику, краткий курс сопротивления материалов, новый подход в механике машин, элементы механики сплошных сред, основанный на единой физике (колебания, прочность, устойчивость, удар). Главное внимание в курсе лекций уделено методам творчества как в области статики, кинематики, динамики (теоретическая механика), так и в механике машин. Подробно анализируются парадоксы механики, показаны их истоки и методы их преодоления. Доступность курса определяется компактами законов динамики, краткими компактами по колебаниям, устойчивости, удару, прочности, основным компактом задач динамики. Качественный подход к образованию подразумевает: включение взаимосвязанных нелинейных задач механики, которое позволило впервые получить единство механики Ньютона (классическая механика) и механики Эйлера (механика деформируемых тел); показана реализация единой механики при проектировании механизмов; представлены гипотезы качественной единой физики природы.

Конспект лекций составлен в соответствии с программой курса «Теоретическая механика», читаемого в авторской постановке, но с исторически традиционным для данного курса содержанием в течение ряда лет в основном на факультете летательных аппаратов для различных направлений и специализаций. Он может быть использован также как базисный курс ТМ по ряду направлений дневных и вечерних отделений ФМА и МТФ. Конспект насыщен достаточным числом примеров и приложениями, необходимыми для самостоятельной работы студента над материалом курса. Кроме того, в конспекте приведен пример оформления курсовых задач, а также плакаты по разделу «Кинематика», прошедшие апробацию временем, начиная с конца 60-х годов ХХ века. Настоящий конспект лекций может быть использован и при изучении курса «Теоретическая механика» студентами немеханических специальностей НГТУ.

Журнал «Прикладная математика и механика» (ПММ) – старейшее российское периодическое издание, специально посвященное проблемам механики. В журнале публикуются результаты (построение моделей, аналитические, численные и экспериментальные) в области механики, ранее не опубликованные и не предназначенные к одновременной публикации в других изданиях, за исключением журнала «Доклады РАН», по следующим направлениям: общая механика и механика систем, механика жидкости и газа, механика деформируемого твердого тела, математические методы механики, междисциплинарные проблемы механики (биомеханика, геомеханика и др.). Печатаются также обзорные статьи по указанным направлениям.

Методические указания составлены в соответствии с учебным планом для изучающих дисциплины "Сопротивление материалов", "Прикладная механика", "Техническая механика".

Является периодическим научным изданием, отражающим тематику важнейших направлений теоретических исследований по математике и механике в МГУ имени М.В.Ломоносова. На его страницах печатаются оригинальные статьи, посвященные конкретным научным вопросам по всем основным направлениям теоретических и прикладных исследований.

Изложены основные понятия и законы механики. Содержит описание четырех лабораторных работ.

Данный журнал является единственным, охватывающим все актуальные вопросы преподавания физики в вузе, и, как мы надеемся, он станет главным средством общения кафедр физики вузов стран СНГ. Главный редактор журнала − академик Российской академии наук, профессор МИФИ, научный руководитель Высшей школы им. Н.Г. Басова НИЯУ МИФИ О.Н. Крохин. Основные разделы журнала 1. Концептуальные и методические вопросы преподавания общего курса физики в вузе, техникуме, колледже. 2. Вопросы преподавания курса общей физики в технических университетах. 3. Современный лабораторный практикум по физике. 4. Демонстрационный лекционный эксперимент. 5. Информационные технологии в физическом образовании. 6. Вопросы преподавания общего курса физики в педвузах и специальных средних учебных заведениях. 7. Текущая практика маломасштабного физического эксперимента. 8. Связь общего курса физики с другими дисциплинами. 9. Интеграция Высшей школы и Российской Академии наук.

Учебное пособие содержит описание лекционных демонстраций с методическими указаниями к их подготовке и осуществлению. Описано демонстрационное оборудование, в том числе современное, которое содержит большое количество оригинальных решений. Учебное пособие позволяет преподавателям и студентам ознакомиться с физическими демонстрациями и демонстрационным оборудованием по основным разделам механики.