SYLABUS Nazwa przedmiotu Mechanika Techniczna Nazwa jednostki prowadzącej Wydział Matematyczno Przyrodniczy, Katedra przedmiot Fizyki Teoretycznej Kod przedmiotu Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów Fizyka techniczna studia pierwszego stopnia studia stacjonarne Rodzaj przedmiotu przedmiot kierunkowy Rok i semestr studiów III rok, semestr VI Imię i nazwisko koordynatora dr hab. Piotr Gronkowski, prof. UR przedmiotu Imię i nazwisko osoby prowadzącej dr hab. Piotr Gronkowski, prof. UR wykład, ( osób prowadzących) zajęcia z dr hab. Józef Cebulski, prof. UR ćwiczenia przedmiotu rachunkowe Cele zajęć z przedmiotu Zasadniczym celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi prawami mechaniki oraz opisem teoretycznym na poziomie akademickim. Wybór rozważanych zjawisk podyktowany jest ich potencjalnym wykorzystywaniem w technice. Dodatkowym celem przedmiotu jest ukształtowanie w studentach nawyku myślenia kategoriami fizycznymi w celu wykorzystania wiedzy fizycznej w mechanice technicznej. Wymagania wstępne Efekty kształcenia Zaliczony kurs podstaw fizyki w zakresie mechaniki oraz analizy matematycznej i algebry liniowej z geometrią na poziome akademickim. Wiedza: zna podstawowe prawa mechaniki klasycznej, akustyki, mechaniki relatywistycznej FT_W02 posiada świadomość ograniczeń technicznych i technologicznych aparatury w modelowaniu zjawisk fizycznych, obiektów technicznych FT_W03 posiada wiedzę z zakresu matematyki, fizyki i informatyki do zrozumienia podstawowych procesów technologicznych FT_W08 Umiejętności: posiada umiejętność analizy, opisu, modelowania i przystępnego przedstawiania zjawisk fizycznych z zakresu mechaniki technicznej - FT_U01 potrafi przy formułowaniu i rozwiązywaniu problemów naukowych decydować o wyborze właściwego rozwiązania niezbędnego do rozumienia pozatechnicznych
uwarunkowań działalności naukowej umie samodzielnie zorganizować i przeprowadzić eksperymenty oraz symulacje komputerowe w procesie projektowania zagadnień inżynierskich - FT_U03 potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich charakterystycznych dla zastosowań fizyki w oparciu o poznane twierdzenia i metody; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie FT_U08 Kompetencje społeczne: rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych - FT_K01 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy - FT_K04 Forma(y) zajęć, liczba realizowanych godzin Wykład - 30 godz. Ćwiczenia rachunkowe 30 godz. A. Problematyka wykładu Treści programowe Treści merytoryczne 1. Rozważania wstępne a) Przypomnienie i rozszerzenie wybranych zagadnień z mechaniki klasycznej, - kinematyka punktu materialnego, podstawowe wielkości charakteryzujące ruch, różne układy współrzędnych, równania ruchu - prawa dynamiki, - prawa zachowania w mechanice (pędu, momentu pędu, energii mechanicznej, energii masy), b) Przykłady całkowania równań ruchu, odniesienia do zastosowań w technice; opory ruchu, opór czołowy, ruch ciała o zmiennej masie, silnik rakietowy, c) Drgania mechaniczne (wybrane elementy). 2. Wybrane elementy statyki technicznej a) Podstawowe prawa i twierdzenia statyki (powtórzenie i rozszerzenie). - Siły i momenty sił, wypadkowa sił, moment pary sił, - Zasady (aksjomaty) statyki, stopnie swobody, więzy, uwalnianie z więzów, - Równowaga układu punktów materialnych, - Płaski i przestrzenny układ sił, - Podstawy redukcji układów sił. Siły zbieżne. - Wypadkowa dwóch sił równoległych o jednakowych i przeciwnych Liczba godz.
zwrotach, - Redukcja dowolnego układu sił do siły i pary sił, twierdzenie o momencie głównym, redukcja układu sił do skrętnika, równanie osi centralnej, - Równowaga z uwzględnieniem sił tarcia, tarcie statyczne, kinetyczne, toczne tarcie cięgna o krążek. b) Rozwiązywanie przykładowych zagadnień statyki - Kratownice - metody rozwiązywania kratownic (metoda równoważenia węzłów, metoda Rittera). c) Pojęcie środka masy i środka ciężkości ciała. - Wyznaczanie środka masy układu punktów materialnych, - Wyznaczanie środka masy ciał jednorodnych, - Wyznaczanie środka masy ciał niejednorodnych. 3. Wybrane elementy mechaniki ośrodków ciągłych a) Przedmiot i zakres wytrzymałości materiałów. - siły zewnętrzne, wewnętrzne, naprężania w ciele stałym, - odkształcenia ciała sprężystego, tensor naprężeń, tensor odkształceń, - prawo Hooke a, - doświadczalne podstawy wytrzymałości materiałów, - zastosowanie teorii sprężystości w technice wybrane zagadnienia. b) Wybrane elementy statyki i dynamiki płynów i gazów oraz ich zastosowanie w technice. - Ogólne własności cieczy i gazów, ciśnienie w cieczy i gazie, prawo Pascala, - Prawo Archimedesa, pływanie ciał, przepływ cieczy i gazów (doskonałych i rzeczywistych), - Wzór Stokesa, ruch ciał w cieczach i gazach, siła parcia, równanie ciągłości, - Równanie Eulera, równanie Bernoulliego, - Wybrane elementy akustyki. 4. Dynamika bryły sztywnej a) Dynamika układu punktów materialnych i bryły sztywnej - Pęd, kręt, energia oddziaływań wewnętrznych, energia kinetyczna, energia potencjalna, zasada zachowania energii mechanicznej. - Moment bezwładności bryły. - Dynamika ruchu postępowego, obrotowego i płaskiego bryły. b) Podstawowe pojęcia ruchu ciała sztywnego - Ciało sztywne, - współrzędne ciała sztywnego, kąty Eulera, - ruch postępowy ciała sztywnego, - ruch kulisty ciała sztywnego, - ruch obrotowy ciała sztywnego, - prędkości i przyspieszenia w ruchu ciała sztywnego, - prędkości przyspieszenia w ruchu złożonym, - przyspieszenie Coriolisa na powierzchni Ziemi.
5. Elementy mechaniki analitycznej a) Zasada prac przygotowanych, b) Zasada d Alemberta i równania Lagrange a I rodzaju, c) Równania Lagrange a II rodzaju. Suma godzin 30 B. Problematyka ćwiczeń rachunkowych Treści merytoryczne Liczba godz. 1. Rozważania wstępne. 2. Wybrane elementy statyki technicznej. 3. Wybrane elementy mechaniki ośrodków ciągłych. 4. Dynamika bryły sztywnej. 5. Elementy mechaniki analitycznej. Suma godzin 30 Metody dydaktyczne Sposób(y) i forma(y) zaliczenia Metody i kryteria oceny 1. Wykład. 2. Wykład z prezentacją multimedialną. 3. Rozwiązywanie zadań obliczeniowych. 4. Dyskusja. Zaliczenia przedmiotu odbywa się po: - zaliczeniu wykładu, - zaliczeniu ćwiczeń. Zaliczenie wykładu następuje po pozytywnym zaliczeniu pisemnego kolokwium z wykładu. Zaliczenie ćwiczeń następuje po osiągnięciu przynajmniej 0% z maksymalnej liczby punktów możliwych do uzyskania na przeprowadzonych dwóch kolokwiach pisemnych. Zaliczenie przedmiotu potwierdzi stopień osiągnięcia przez studenta zakładanych efektów kształcenia. Weryfikacja osiąganych efektów kształcenia kontrolowana jest na bieżąco w trakcie realizacji zajęć. Ocena uzyskana z zaliczenia przedmiotu pozwoli ocenić stopień osiągniętych efektów. Wymagania odpowiadające poszczególnym ocenom: Zaliczenie ćwiczeń i egzaminu. Ocena bardzo dobra. Student w całości opanował zakres wiedzy określonych programem ćwiczeń i wykładów. W sprawny sposób
posługuje się zdobytymi wiadomościami. Potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje, które są ściśle związane z tematyką zajęć, a także potrafi jej analizować. Umie przewidzieć, jaki korzyści płyną ze zdobytej wiedzy stosuje ją w sytuacjach typowych, jaki nietypowych. Ocena dobra. Student w znacznym stopniu opanował zaprezentowany materiał. W miarę poprawnie stasuje zdobytą wiedzę w praktyce, jednakże zdarzają się małe pomyłki. Potrafi zmierzyć się z przykładowymi sytuacjami jednak ich analiza nie do końca jest poprawna. Zarówno sytuacje typowe jak i nietypowe sprawiają problem. Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS Język wykładowy Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu Literatura Ocena dostateczna. Student z przedstawionego materiału opanował tylko najważniejsze kwestie co najmniej 0 %. Poprawnie stosuje zdobytą wiedzę do sytuacji prostych, trudniejsze postawione przed nim problemy sprawiają znaczny problem. Nie do końca potrafi poprawnie przeanalizować zaprezentowaną sytuację. Potrafi z pomocą prowadzącego przedmiot wykonać proste zadanie, zna podstawowe prawa i wzory nie zbędne do realizacji zadań rachunkowych. Aktywność Liczba godz. /nakład pracy studenta Wykład + ćwiczenia 0 Przygotowanie do 10 ćwiczeń Udział w konsultacjach 5 Czas na przygotowanie do zaliczenia wykładu 10 i ćwiczeń Suma godzin 85 Liczba pkt. ECTS w 0 godz. 2ECTS ramach zajęć wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli i studentów Ilość punktów ECTS 3 polski brak Literatura podstawowa: 1. J. Leyko, Mechanika ogólna. Statyka i kinematyka,
PWN, 2002. 2. J. Leyko, Mechanika ogólna. Dynamika, PWN, 2002. 3. P. Wilde, M. Wizmur, Mechanika teoretyczna, PWN, 1984. 4. M. Masalski, M. Masalska, Fizyka dla inżynierów. Tom I i II, WNT, 1977, (wydanie III lub póżniejsze). 5. Z. Osiński, Mechanika ogólna, PWN, warszawa 1994.. B. Skalmierski, Mechanika, PWN, 1998. 7. P. Dębski, O. Gajl, I. Wagner, Zbiór zadań z mechaniki teoretycznej. Kinematyka. WPŁ, 1995. 8. J. Misiak, Zadania z mechaniki ogólnej, cz. II i III, WNT, 1999. 9. J. Nizioł, Metodyka rozwiązywania zadań z mechaniki, WNT, 2002. 10. M. Bijak Żochowski Mechanika Materiałów i konstrukcji, tom 1, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 200. Podpis koordynatora przedmiotu Podpis kierownika jednostki