Федеральное агентство по образованию

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

А. М. Лукин, В. В. Квалдыков

Теоретическая механика

(раздел «Динамика»)

Учебно-методическое пособие для студентов

заочной и дистанционной форм обучения при подготовке

дипломированного специалиста по направлению

653500 «Строительство»

Омск

Издательство СибАДИ

2008

ББК 22.21

УДК 531.8

Л 84

Рецензенты:

д–р техн. наук, проф. В. В. Сыркин (СибАДИ);

канд. техн. наук В. Я. Слободин (СибАДИ)

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом

академии в качестве учебно-методического пособия

А. М. Лукин, В. В. Квалдыков

Л84 Теоретическая механика (раздел «Динамика»): Учебно-методическое пособие для студентов заочной и дистанционной форм обучения при подготовке дипломированного специалиста по направлению 653500 «СТРОИТЕЛЬСТВО». – Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. – 372 с.

ISBN 978–5–93204–389–9

Курс теоретической механики разбит на две самостоятельные части, что в основном соответствует распределению материала по семестрам и содержит необходимый минимум для сдачи экзамена. Наглядность и удачно подобранные примеры позволяют в кратчайшие сроки самостоятельно усвоить и повторить программу курса. Первая часть учебно-методического пособия посвящена разделам «Статика» и «Кинематика». Вторая часть этого пособия рассматривает раздел «Динамика» изучаемого студентами курса теоретической механики.

Предназначено для студентов заочной и дистанционной форм обучения при подготовке дипломированного специалиста по направлению 653500 «СТРОИТЕЛЬСТВО» (специальности 290300 – «Промышленное и гражданское строительство»; 290400 – «Гидротехническое строительство»; 290500 – «Городское строительство и хозяйство»; 290600 – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»; 290700 – «Теплогазоснабжение и вентиляция»; 290800 – «Водоснабжение и водоотведение»; 291300 – «Механизация и автоматизация строительства»; 171600 – «Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций»; 291500 – «Экспертиза и управление недвижимостью»; 291400 – «Проектирование зданий»).

ISBN 978–5–93204–389–9 © А.М. Лукин, В. В. Квалдыков, 2008

Введение

Развитие современной техники ставит перед ее разработчиками разнообразные задачи, связанные с проектированием объектов: строительных конструкций и сооружений, машин различного функционального назначения и т. д. Несмотря на разнообразие, решения поставленных задач основываются на общих принципах и имеют общую научную базу. Объясняется это тем, что в большинстве задач значительное место занимают вопросы, требующие изучения законов движения или равновесия тел.

Теоретическая механика представляет собой одну из научных основ современных технических дисциплин, таких как теория механизмов и машин, сопротивление материалов, детали машин и т. д. Теоретическая механика является одним из разделов механики.

Механика – наука о механическом движении и механическом взаимодействии материальных тел.

Теоретическая механика – раздел механики, в котором изучаются законы движения механических систем и общие свойства этих движений.

Курс теоретической механики состоит из трех разделов: статика, кинематика, динамика.

Настоящее учебно-методическое пособие по разделу «Динамика» теоретической механики предназначено для студентов заочной и дистанционной форм обучения.

Необходимость создания учебно-методического пособия вызвана тем, что студенты дистанционной и заочной форм обучения не всегда имеют свободный доступ к учебной литературе и консультациям преподавателя. Эта проблема особенно актуальна для студентов, проживающих в глубинных сельских районах и на Крайнем Севере.

Следует также отметить, что опубликованные ранее вузовские учебники по теоретической механике очень объемны. Как правило, в рабочих программах этой дисциплины при подготовке дипломированного специалиста по направлению 653500 «СТРОИТЕЛЬСТВО» (специальности 290300 – «Промышленное и гражданское строительство»; 290400 – «Гидротехническое строительство»; 290500 – «Городское строительство и хозяйство»; 290600 – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»; 290700 – «Теплогазоснабжение и вентиляция»; 290800 – «Водоснабжение и водоотведение»; 291300 – «Механизация и автоматизация строительства»; 171600 – «Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций»; 291500 – «Экспертиза и управление недвижимостью»; 291400 – «Проектирование зданий») в настоящее время используется не более 50 % информации, приведенной в рекомендуемой для высшего профессионального образования учебной литературе. Студентам дистанционной и заочной форм обучения, самостоятельно изучающим учебный материал, достаточно сложно ориентироваться в обширном списке рекомендуемой литературы при поиске теоретических положений, необходимых для выполнения контрольных работ.

Кроме этого, имеется еще один существенный недостаток известных учебных пособий, заключающийся в следующем. Для одних и тех же специальностей дневной и заочной форм обучения используются различные задания. Парадокс в том, что для студентов-заочников эти задания гораздо труднее, чем для студентов дневной формы обучения.

Содержание данного курса соответствует программе и требованиям государственного образовательного стандарта ГОС ВПО РФ по дисциплине «Теоретическая механика» (раздел «Динамика») при подготовке дипломированного специалиста по направлению 653500 «СТРОИТЕЛЬСТВО».

Отличительные особенности данного учебно-методического пособия от многих известных учебников по теоретической механике следующие:

1. Краткость изложения теоретического материала. Громоздкие выводы и доказательства в нем не приведены, но вместе с тем уделено большое внимание четкости формулировок определений основных понятий, теорем и принципов. Это позволяет глубже уяснить физический смысл формул и математических выражений, описывающих изучаемые механические процессы. В книге приведено достаточное количество рисунков, наглядно иллюстрирующих теоретический материал.

2. Сформирован подробный словарь терминов и определений, используемых в изучаемых разделах теоретической механики. Это позволяет студенту выработать четкие навыки владения грамотной инженерно-технической лексикой.

3. Теория, примеры решения задач, варианты курсовых заданий, алгоритмы решения и примеры их выполнения сведены в одну книгу. Это существенно повышает удобства при изучении теоретического курса.

4. К каждой изучаемой теме занятий приведены вопросы для самоконтроля. Такие же вопросы сформулированы и для изучаемого в соответствующем семестре учебного материала. По этим вопросам студент имеет возможность самостоятельно проверить качество усвоения теоретического материала по всему комплексу вопросов, изучаемых в теоретической механике. По результатам самостоятельно проведенного тестирования студент выявляет те вопросы, которые изучены недостаточно хорошо, и принимает решение о целесообразности коррекции своих знаний по изучаемому предмету.

5. Для студентов дистанционной формы обучения приведены экзаменационные билеты, содержащие теоретические и практические задания. Ответы на теоретические задания приведены в учебно-методическом пособии. Практическая часть экзаменационного билета содержит пять заданий. В эти задания входят вопросы, решаемые студентами при выполнении расчетно-графических работ. Экзаменационный билет, который студент выбирает самостоятельно по соответствующей методике, позволяет произвести объективную оценку теоретических знаний и практических навыков применения этих знаний при решении инженерных задач.

6. В качестве контрольных работ использованы задания, аналогичные заданиям, приведенным в «Сборнике заданий для курсовых работ по теоретической механике»: Учеб. пособие для техн. вузов/ А. А. Яблонский, С. С. Норейко, С. А. Вольфсон и др.; Под ред. А. А. Яблонского. – 4–е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1985. – 367 с., ил. Это учебное пособие применяется практически во всех высших учебных заведениях Российской Федерации.

Такой подход к выбору вариантов заданий позволяет обеспечить единство требований государственных образовательных стандартов РФ к качеству высшего образования и поднять качество дистанционного и заочного образования до уровня очного образования.

Перечисленные особенности делают данный курс легко доступным для хорошего понимания и усвоения студентами изучаемого материала, позволяют в короткие сроки подготовиться к экзаменам и зачетам.

Авторы выражают глубокую благодарность рецензентам и редактору за внимательное прочтение рукописи и замечания, которые позволили в значительной мере улучшить содержание книги.