Geum.ru

Рабочая программа по дисциплине «Теоретическая механика и основы механики сплошных сред» для специальности «Физика» Специаль

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Тематический план лекционных лабораторных и практических занятий
Раздел (тема) дисциплины
Раздел (тема) дисциплины
Раздел (тема) дисциплины
Раздел (тема) дисциплины
Самостоятельной работы студентов
Семестр 4. Часов в неделю (лек.-лаб.-практ.) 2-0-1 Факт. к-во С2 - 54 ч. РГР – нет 3
Самостоятельной работы студентов
Семестр 5. Часов в неделю (лек.-лаб.-практ.) 2-0-1 Факт. к-во С2 - 54 ч. РГР – нет 3
Подобный материал:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тихоокеанский государственный университет


Факультет математического моделирования и процессов управления

кафедра «Физика»


СОГЛАСОВАННО УТВЕРЖДАЮ


Декан ФММиПУ ТОГУ Начальник УМУ ТОГУ

Син А.З. Иванищев Ю.Г.

« » 2010г. « » 2010г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


по дисциплине

«Теоретическая механика и основы механики сплошных сред»

для специальности «Физика»




Специаль-

ность

Изуч. в сем.
Отчетность по семестрам
Объём часов

экз.
зач.
КП
РК
РГР
По

ГОС
По

УП
Л
ЛР
ПЗ
Ауд.
См 2


010701.65

4, 5

4, 5

-

-

-

-

210

210

70




35

105

105



Рабочая программа составлена с содержанием и требованиями

Государственных образовательных стандартов и утвержденной программой дисциплины.

Рабочую программу составил: к.т.н., доцент Лейбович М.В.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры,

протокол №1 от « » сентября 2010 г.

Зав. кафедрой Римлянд В.И. « » 2010г.

Одобрено Учебно-методической комиссией

Председатель УМКС Римлянд В.И. « » 2010г.

Тематический план лекционных лабораторных и практических занятий


Семестр 4

Темы:
  1. Классическая механика Ньютона
  2. Лагранжева механика
  3. Динамика твердого тела
  4. Малые колебания систем


Таблица 1 - тематический план лекционных занятий

№ темы
Раздел (тема) дисциплины
Объем часов

по специальности

физика

1
Лекция 1. Кинематика точки: закон движения, скорость и ускорение точки в декартовых и криволинейных координатах. Секторная скорость. Кинематика сложного движения точки.
2

1
Лекция 2. Основные понятия динамики: силы и поля, масса, импульс и энергия. Законы Ньютона. Основные теоремы динамики для точки. Динамика точки в неинерциальной системе отсчета.
2

1
Лекция 3. Одномерное движение точки. Свойства одномерного движения. Задача двух тел.
2

1
Лекция 4. Движение частица в поле центральных сил. Сила, изменяющаяся обратно пропорционально квадрату расстояния. Законы Кеплера.
2

1
Лекция 5. Столкновение частиц. Рассеивание частиц в поле центральных сил.
2

1
Лекция 6. Динамика системы, состоящей из многих частиц: центр масс системы, импульс, кинетический момент кинетическая энергия системы. Принцип Даламбера.
2

2
Лекция 7. Типы связей и механических систем: голономность, стационарность, консервативность. Гироскопические силы и их свойства. Обобщенный потенциал.
2

2
Лекция 8. Принцип виртуальных перемещений. Принцип Даламбера-Лагранжа. Уравнения Лагранжа первого рода (множители Лагранжа).
2

2
Лекция 9. Обобщенные координаты и силы. Вывод уравнений Лагранжа второго рода из принципа Даламбера-Лагранжа. Функция Лагранжа для консервативных систем. Применение уравнений Лагранжа


2

2
Лекция 10. Уравнения Лагранжа для консервативных систем. Потенциал, зависящий от скорости. Диссипативная функция Рэлея. Законы сохранения и свойства симметрии.
2

3
Лекция 11. Кинематика твердого тела: поступательное, вращательное вокруг неподвижной оси, плоское, сферическое (вращательное вокруг неподвижной точки) - законы движения и кинематические характеристики. Углы Эйлера. Методы вычисления скоростей и ускорений точек тела.
2

3
Лекция 12. Тензоры инерции твердого тела. Собственные значения и главные оси инерции твердого тела. Динамические характеристики твердого тела в тензорной форме.
2

3
Лекция 13. Динамика поступательного, вращательного вокруг неподвижной оси, плоского движения твердого тела. Общий метод решения задачи о движении твердого тела. Уравнения Эйлера.
2

3
Лекция 14. Динамика свободного движения твердого тела. Динамика тяжелого симметрического волчка с одной неподвижной точкой. Прецессия заряженных тел в магнитном поле.
2

4
Лекция 15. Положение равновесия системы с одной и несколькими степенями свободы (необходимое условие). Типы квадратичных форм и критерий Сильвестра. Определение устойчивого положения равновесия систем.
2

4
Лекция 16. Кинетическая энергия, потенциальная энергия и функция диссипации Рэлея систем, совершающих малые колебания. Свободные колебания системы с одной степенью свободы.
2

5
Лекция 17. Свободные колебания систем с несколькими степенями свободы. Собственные частоты и главные координаты. Свободные колебания молекулярных систем. Пример свободного колебания трехатомной молекулы.
2

5
Лекция 18. Вынужденные колебания системы с одной и несколькими степенями свободы. Основы нелинейных колебаний.
2

Итого

36 ч



Семестр 5

Темы:
  1. Вариационные принципы механики
  2. Гамильтонова механика
  3. Метод Гамильтона-Якоби
  4. Механика сплошной среды


Таблица 2 - тематический план лекционных занятий


№ темы
Раздел (тема) дисциплины
Объем часов

по специальности

физика

5
Лекция 1. Принцип Гамильтона и вывод уравнений Лагранжа из этого принципа. Вариационная концепция в механике и ее преимущества.
2

5
Лекция 2. Принцип стационарного действия Мопертюи-Лагранжа. Принцип стационарного действия Якоби. Приложения принципа стационарного действия в механике.
2

6
Лекция 3. Переменные Гамильтона и фазовое пространство. Функция Гамильтона и ее физический смысл, законы сохранения. Вывод уравнений Гамильтона из принципа Гамильтона.
2

6
Лекция 4. Циклические координаты и циклические интегралы системы в методе Рауса. Преобразования Лежандра и уравнения Гамильтона.
2

6
Лекция 5. Теория канонических преобразований: уравнения канонических преобразований. Примеры канонических преобразований. Интегральные инварианты Пуанкаре.
2

6
Лекция 6. Скобки Лагранжа и скобки Пуассона как инварианты канонических преобразований. Скобки Пуассона и уравнения движения системы. Фазовая жидкость и теорема Лиувилля.
2

7
Лекция 7. Главная функция Гамильтона. Уравнения Гамильтона-Якоби. Разделение переменных в уравнении Гамильтона-Якоби. Адиабатические инварианты.
2

7
Лекция 8. Производные главной функции Гамильтона. Теорема Якоби о нахождении полной системы независимых интегралов уравнений движения системы.
2

7
Лекция 9. Переменные действие-угол. Задача Кеплера в переменных действие-угол. Оптико-механическая аналогия: геометрическая оптика и волновая механика.
2

8
Лекция 10. Модели сплошной среды. Переменные Эйлера и Лагранжа при описании движения сплошной среды. Субстанциональная, локальная и конвективная производные. Скорость частицы сплошной среды в криволинейных координатах.
2

8
Лекция 11. Массовые и поверхностные силы, действующие на выделенные объемы сплошной среды. Напряженное состояние в сплошной среде: тензор напряжения. Симметрия тензора напряжения. Поверхность напряжения Коши. Эллипсоид напряжений.


2

8
Лекция 12. Гидростатика: уравнения гидростатики. Уравнения, описывающие равновесие гравитирующей сплошной среды. Устойчивы и неустойчивые равновесные состояния сплошной среды.
2

8
Лекция 13. Теория деформации сплошной среды: деформации и течения. Градиент деформации и градиенты перемещения. Тензор деформации сплошной среды. Теория малых деформаций: тензоры бесконечно малых деформаций сплошной среды.
2

8
Лекция 14. Основные законы механики сплошной среды: сохранение массы и уравнение неразрывности. Теорема об изменении количества движения сплошной среды. Уравнения равновесия сплошной среды. Теорема об изменении момента количества сплошной среды.
2

8
Лекция 15. Основные законы механики сплошной среды: сохранение энергии. Уравнение энергии. Уравнения состояния среды и энтропия. Определяющие уравнения: термомеханический и механический континуумы.
2

8
Лекция 16. Динамика жидкости: Уравнение Эйлера для движущейся жидкости Типы течения жидкости: адиабатические и изэнтропические. Идеальная жидкость и уравнение Бернулли. Циркуляция жидкости.
2

8
Лекция 17. Теория движения стоксовой и ньютоновой жидкости: Основные уравнения ньютоновой жидкости. Уравнения Навье – Стокса –Дюгема. Потенциальные течения жидкости.
2










Итого

34 ч



Практические занятия


Семестр 4

Темы:
  1. Классическая механика Ньютона
  2. Лагранжева механика
  3. Динамика твердого тела
  4. Малые колебания систем



Таблица 3 - тематический план практических занятий

№ темы
Раздел (тема) дисциплины
Объем часов

по специальности

физика

1
Практическое занятие 1. Кинематика точки: определение скорости и ускорения точки в декартовых и криволинейных координатах.
2

1
Практическое занятие 2. Динамика точки в ИСО: Одномерное движение точки под действием постоянных и переменных сил. Динамика криволинейного движения точки.
2

1
Практическое занятие 3. Динамика точки в неинерциальной системе отсчета. Динамика точки под действием центральных сил.
2

1
Практическое занятие 4. Динамика механической системы: основные теоремы динамики. Определение законов движения точек и тел механической системы с одной степенью свободы.
2

2
Практическое занятие 5. Принцип виртуальных перемещений для систем с одной и несколькими степенями свободы. Вычисление обобщенных сил (в частности для консервативных систем).
2

2
Практическое занятие 6. Применение уравнений Лагранжа второго рода для исследования движений механических систем с одной и двумя степенями свободы.
2

3
Практическое занятие 7. Динамика твердого тела. Определение закона движения тела по заданным силам. Определение сил и моментов по заданному закону движения тела (вращательное, плоское и сферическое движения).
2

4
Практическое занятие 8. Динамика линейного осциллятора без учета диссипации и с учетом сил сопротивления. Определение резонанса для системы с одной степенью свободы.
2

4
Практическое занятие 9. Свободные колебания для систем с двумя и тремя степенями свободы. Колебания молекулярных систем.
2





Итого

18 ч.



Семестр 5

Темы:
  1. Вариационные принципы механики
  2. Гамильтонова механика
  3. Метод Гамильтона-Якоби
  4. Механика сплошной среды



Таблица 4 - тематический план практических занятий

№ темы
Раздел (тема) дисциплины
Объем часов

по специальности

физика

5
Практическое занятие 1. Применение вариационных принципов механики при решении задач динамики систем.


2

6
Практическое занятие 2. Уравнения Гамильтона для механических систем с одной и несколькими степенями свободы.
2

6
Практическое занятие 3. Уравнения Рауса. Циклические координаты и циклические интегралы. Составление функции Рауса и уравнений Рауса.
2

6
Практическое занятие 4. Вычисление скобок Лагранжа и Пуассона.

2

7
Практическое занятие 5. Составление характеристической функции Гамильтона и уравнений Якоби-Гамильтона.
2

8
Практическое занятие 6. Кинематика сплошной среды. Задание движения сплошной среды в переменных Эйлера и Лагранжа. Вычисление скоростей частиц сплошной среды.
2

8
Практическое занятие 7. Гидростатика: уравнения гидростатики. Составление уравнения равновесия сплошной среды и его решение.
2

8
Практическое занятие 8. Составление уравнений Эйлера и Бернулли для движущейся жидкости.
3













Итого
17 ч.



ПЛАН-ГРАФИК

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ


По дисциплине «Теоретическая механика и основы механики сплошной среды»

Институт ___________ФММиПУ______________Специальность____физика______________________Группа_______________

факультет (шифр, аббревиатура)

Семестр 4. Часов в неделю (лек.-лаб.-практ.) 2-0-1 Факт. к-во С2 - 54 ч. РГР – нет 3


Вид заня

тия
Распределение часов учебного плана
Объем домашних заданий
Распределение нормативного времени самостоятельной работы студентов по неделям семестра



ауд

итор

ных
С2



Все

го
В том числе
Стра-

ниц

текста
Чертежей

Формата

А4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

На изуче-ние теории
На выпол-нение задания

Лекции

36

36

36










2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Л.р.








































































Пр.зан.

18

18




18







1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

РГР








































































Итого

54

54

36

18







3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3


Лектор___________Лейбович М.В.


ПЛАН-ГРАФИК

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ


По дисциплине «Теоретическая механика и основы механики сплошной среды»

Институт ___________ФММиПУ______________Специальность____физика______________________Группа_______________

факультет (шифр, аббревиатура)

Семестр 5. Часов в неделю (лек.-лаб.-практ.) 2-0-1 Факт. к-во С2 - 54 ч. РГР – нет 3


Вид заня

тия
Распределение часов учебного плана
Объем домашних заданий
Распределение нормативного времени самостоятельной работы студентов по неделям семестра

ауд

итор

ных
С2

Все

го
В том числе
Стра-

ниц

текста
Чертежей

Формата

А4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

На изуче-ние теории
На выпол-нение задания

Лекции

34

34

34










2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Л.р.





































































Пр.зан.

17

17




17







1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

РГР





































































Итого

51

51

34

17







3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3


Лектор ___________________Лейбович М.В.