Открытое образование: Онлайн-курс "Инженерная механика"

Russian
course language
21 weeks
course duration
about 10 hours per week
needed to educate
5 credit points
for credit at your university

В курсе наглядно, в сочетании с математической строгостью, рассматривается равновесие и движение механических систем на основе базовых понятий и теорем механики. Традиционный теоретический материал сопровождается разбором исключительно практико-ориентированных задач с составлением 2D- и 3D расчетных схем.

Курс занял 1 место в номинации «Лучшая практика создания открытых онлайн-курсов» на четвертом международном конкурсе открытых онлайн-курсов «EdCrunch Award OOC 2018»

About

Данный курс ориентирован на реализацию образовательных программ по направлениям подготовки из области образования «Инженерное дело, технологии и технические науки». Курс содержит систематизированное изложение основных понятий и принципов механики, описание методов математического моделирования инженерных конструкций и типовых машин и механизмов. Содержание курса ориентировано на подготовку к восприятию последующих дисциплин, формирующих направленность образовательной программы. Курс соответствует дисциплине "Теоретическая механика". Он может быть встроен в образовательные программы и в качестве раздела дисциплин: техническая механика, прикладная механика, механика.

Format

Еженедельное изучение курса включает:

просмотр видеолекций с изложением теоретических положений, видеодемонстраций решений практико-ориентированных задач;
работу с электронным учебником;
выполнение тренировочных учебных заданий с комментариями ответов, тестов, домашних заданий и проекта.

На последней неделе предусматривается итоговое тестирование.

Окончательная оценка достигнутых результатов обучения формируется с учетом итогового тестирования и данных еженедельного контроля.

Information resources

Митюшов Е.А. Теоретическая механика : учебник / Е.А. Митюшов, С.А. Берестова. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 320 с.
Митюшов Е.А. Теоретическая механика : учебник / Е.А. Митюшов, С.А. Берестова. 2-е изд., перераб. М.: Издательский центр «Академия», 2011. 320 с. (Сер. бакалавриат).
Теоретическая механика в примерах и задачах / [З.В. Беляева, С.А. Берестова, Ю.В. Денисов и др.]; под. ред. Е.А. Митюшова. М.: Издательский центр «Академия», 2012. 176 с.

Requirements

Для успешного освоения курса «Инженерная механика» необходимы знания курсов:

физика – раздел «Механика» в объёме среднего общего образования;
математика – разделы: векторная алгебра, математический анализ (функция, предел, производная, интеграл), аналитическая геометрия (линия, плоскость, поверхности второго порядка);
начертательная геометрия – понятие аксонометрической проекции.

Course program

Рраздел 1. Основные понятия статики
Тема 1.1. Механическая система, сила, система сил
Тема 1.2. Свойства простейших систем сил
Тема1.3. Связи и их реакции
Тема 1.4. Момент силы
Тема 1.5. Момент пары. Свойства пар
Тема 1.6. Силовые диаграммы свободного тела (FBD)
Раздел 2. Основная теорема статики
Тема 2.1. Система сходящихся сил
Тема 2.2. Главный вектор и главный момент системы сил
Тема 2.3. Приведение системы сил к центру
Раздел 3. Равновесие твердого тела, находящегося под действием плоской системы сил
Тема 3.1. Уравновешенность плоской системы сил
Тема 3.2. Формы записи уравнений равновесия твердого тела, находящегося под действием плоской системы сил
Раздел 4. Равновесие твердого тела, находящегося под действием пространственной системы сил
Тема 4.1. Уравновешенность пространственной системы сил
Тема 4.2. Уравнения равновесия твердого тела, находящегося под действием пространственной системы сил
Раздел 5. Трение
Тема 5.1. Равновесие при наличии трения скольжения. (Законы Амонтона-Кулона)
Тема 5.2. Равновесие при наличии сил трения качения
Раздел 6. Центр тяжести
Тема 6.1. Центр параллельных сил
Тема 6.2. Центр тяжести твердого тела
Тема 6.3. Методы нахождения центра тяжести
Р.аздел 7. Кинематика точки
Тема 7.1. Задачи кинематики точки. Основные понятия
Тема 7.2. Векторный и координатный способы задания движения точки
Тема 7.3. Скорость и ускорение точки
Раздел 8. Естественный способ задания движения точки
Тема 8.1. Естественный способ задания движения точки. Естественные оси
Тема 8.2. Кривизна траектории
Тема 8.3. Скорость и ускорение точки при естественном способе задания движения
Тема 8.4. Характер и частные случаи движения точки по траектории
Тема 8.5. Касательное и нормальное ускорения
Раздел 9. Простейшие движения твердого тела
Тема 9.1. Поступательное движение твердого тела
Тема 9.2. Вращательное движение твердого тела
Тема 9.3. Угловая скорость и угловое ускорение
Тема 9.4. Скорость и ускорение точки вращающегося твердого тела
Тема 9.5. Векторные выражения скорости и ускорения точки вращающегося твердого тела
Раздел 10. Сложное движение точки. Скорость точки
Тема 10.1. Основные определения теории сложного движения точки
Тема 10.2. Скорость точки в ее сложном движении
Раздел 11. Сложное движение точки. Ускорение точки
Тема 11.1. Ускорение точки в ее сложном движении
Тема 11.2. Ускорение Кориолиса
Раздел 12. Плоско-параллельное движение твёрдого тела
Тема 12.1. Уравнения плоского движения
Тема 12.2. Скорость точки тела при его плоском движении
Тема 12.3. Мгновенный центр скоростей
Тема 12.4. Ускорение точки тела при его плоском движении
Тема 12.5. Мгновенный центр ускорений
Раздел 13. Динамика материальной точки
Тема 13.1. Законы динамики
Тема 13.2. Дифференциальные уравнения движения материальной точки
Тема 13.3. Динамика относительного движения
Тема 13.4. Три трансформации основного уранения динамики
Раздел 14. Введение в динамику механической системы. ОТД
Тема 14.1. Введение в динамику механической системы
Тема 14.2. Меры движения
Тема 14.3. ОТД. Теорема об изменении количества движения механической системы
Тема 14.4. ОТД. Теорема об изменении кинетического момента механической системы
Тема 14.5. ОТД. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы
Раздел 15. Метод кинетостатики
Тема 15.1. Принцип д'Аламбера
Тема 15.2. Приведение системы сил инерции
Тема 15.3. Динамические реакции

Education results

После освоения курса обучающийся будет способен:

описывать равновесие и движение материальной точки, системы материальных точек и системы твердых тел на основе базовых понятий, законов и теорем механики;
составлять 2D- и 3D расчетные схемы, описывающие равновесие и движение типовых инженерных объектов;
выбирать математические модели для определения геометрических параметров и силовых нагрузок в задачах равновесия и движения инженерных объектов;
исследовать движение элементов типовых машин и механизмов;
определять кинематические характеристики элементов типовых машин и механизмов при исследовании их движения;
применять технику математических операций при составлении и решении уравнений, описывающих равновесие и движение инженерных объектов, согласно полученным математическим моделям.

Formed competencies

способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат;
способность использовать законы и методы естественных наук при решении профессиональных задач;
способность представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук;
способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического моделирования, теоретического и экспериментального исследования;