Материал: Основы механики. Рябцев В.А., Воропаев А.А

УДК 531

ББК 22.1я7 О-753

Рецензенты:

кафедра социально-гуманитарных, естественнонаучных и общеобразовательных дисциплин филиала РГОТУПС (г. Воронеж)

(зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. О. А. Лукин); канд. техн. наук, доц. Ю. Б. Рукин

Рябцев, В. А.

Основы механики: учеб. пособие [Электронный О-753 ресурс]. - Электрон. текстовые и граф. данные (1,9 Мб) / В. А. Рябцев, А. А. Воропаев, Д. В Хван. - Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2018.- 1 электрон. опт. диск (СD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows ХР; SVGA с разрешением 1024x768; Adobe

Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь. - Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0722-4

В учебном пособии рассмотрены краткие сведения по разделам статики и кинематики и подробно рассмотрен раздел динамики. Приведено много примеров решения задач и подборка задач для самостоятельного решения.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 16.03.01 «Техническая физика» (профиль «Физическая электроника»), дисциплине «Механика».

Предназначено для студентов очной формы обучения. Ил. 182. Табл. 1. Библиогр.: 7 назв.

ВВЕДЕНИЕ

В данном учебном пособии содержатся основные сведения по дисциплине «Механика» для направления подготовки 16.03.01 «Техническая физика» профиля «Физическая электроника».

За основу принят традиционный способ изложения: сначала формулируются основные теоретические положения, а затем, рассматриваются общие методы решения различных типовых задач, с которыми бакалавр может встретится в своей работе.

Поскольку разделы кинематика и статика входят в курс общей физики, эти разделы изложены в данном учебном пособии как справочный материал, максимально кратко – без выводов, примеров и задач для самостоятельного решения. Разделы классической динамики точки, системы и твердого тела изложены достаточно подробно.

Для лучшего усвоения теоретических положений изложение каждого раздела теории, начиная с гл. 8, сопровождается примерами решения типовых задач, выполненными в алгебраическом, а затем в числовом, виде. В конце глав 8-17 приведены подборки задач для самостоятельного решения. Учебное пособие вполне применимо для самостоятельного изучения.

Все величины измеряются в Международной системе единиц измерения (СИ).

Приведен список дополнительной литературы для дальнейшего изучения.

Авторы будут благодарны читателям, которые сообщат на кафедру прикладной математики и механики свои пожелания и критические замечания для учета в дальнейшей работе по совершенствованию данного учебного пособия и преподавания указанных курсов.

3

Глава 1. КИНЕМАТИКА ТОЧКИ

1.1. Основные понятия Раздел «Кинематика» является частью дисциплины «Тео-

ретическая механика».

Теоретическая механика относится к физико - математическим наукам. Она служит теоретической базой для многих технических дисциплин, например сопротивления материалов, теории механизмов и машин, деталей машин и других, без знания которых немыслимо стать специалистом в современной технике.

Важнейшими для всей теоретической механики являются две абстракции: материальная точка и абсолютно твердое тело.

Материальной точкой называют тело, обладающее конечной или бесконечно малой массой, размеры которого в рассматриваемом явлении несущественны.

Жесткой системой материальных точек, называют такую систему (совокупность) материальных точек, для которой расстояния между любыми двумя точками постоянны. Частным случаем такой системы является абсолютно твердое (жесткое) тело, точки которого полностью или частично заполняют некоторую область пространства.

Если несколько твердых тел образуют между собой подвижные соединения, то эти тела в технике называю звеньями.

Если при заданных движениях одного или нескольких звеньев другие звенья совершают закономерные движения, то такое соединение звеньев называется механизмом.

В природе и технике не существуют ни материальные точки, ни абсолютно твердые тела. Абстракцией «материальная точка» можно пользоваться при описании явлений, в которых формы и размеры тела несущественны, но необходимо учесть массу тела, например, при изучении падения тел в вакууме, при вычислении кинетической энергии тела в поступательном движении и т.д. Во всех подобных случаях тело заменяется одной

4