Введение

Под названием механика объединяется ряд научных дисциплин, изучающих механическое движение и механическое взаимодействие твердых и деформируемых тел, а также жидких и газообразных сред.

Теоретическая механика – это наука, изучающая законы механического движения и механического взаимодействия общие для материальных тел.

Общность законов, пригодность для любых тел и систем, достигается абстрагированием от несущественных особенностей рассматриваемого тела и выделением наиболее важных особенностей. Именно поэтому теоретическая механика является базовой наукой, на основе которой изучаются другие прикладные технические дисциплины.

Геометрическая статика – один из разделов теоретической механики, в котором изучаются:

- методы преобразования системы сил в эквивалентные системы. Основная цель такой замены – упрощение заданной системы сил, т.е. замена данной системы сил, действующей на тело, другой, более простой, оказывающей то же воздействие на механическую систему, что и исходная система сил. Такая операция называется приведением системы сил к простейшему виду;

- определение необходимых и достаточных условий равновесия механической системы (вывод уравнений равновесия), находящейся под действием сил.

Законы статики имеют большое значение в инженерных расчетах.

Первая дидактическая единица модуля «Геометрическая статика» - «Система сходящихся сил».

Существует большое количество практических задач, требующих исследования системы сходящихся сил, например, при расчетах шарнирно-стержневых систем (например, ферм). Изучение системы сходящихся сил необходимо также для дальнейшего изучения произвольной системы сил.

Перечень контролируемых учебных элементов отражает требования к знаниям и умениям, которые студент должен приобрести в результате освоения дисциплины.

Цель изучения данной дидактической единицы:

- выработка навыков преобразования системы сходящихся сил и использования условий равновесия этих систем сил при решении задач.

Учебные вопросы:

Система сходящихся сил. Геометрическое и аналитическое сложение сил. Условие и уравнения равновесия. Теорема о трех силах.

В результате изучения данной темы, студент должен:

- иметь представление:

- об основных понятиях и концепциях теоретической механики;

- о порядке применения теоретического аппарата механики в приложениях к задачам;

- о способах преобразования систем сходящихся сил и способах решения задач на равновесие тел, находящихся под действием таких систем сил;

знать:

- определения основных механических величин, понимая их смысл и значение для теоретической механики;

- способы преобразования системы сходящихся сил к простейшему виду;

- основные методы исследования равновесия систем сходящихся сил, (включая составление уравнений равновесия и решение данных уравнений), важнейших (типовых) алгоритмов такого исследования;

- формы условий равновесия рассмотренных систем сил;

уметь:

- пользоваться определениями механических величин и понятий для правильного истолкования их смысла;

- записывать условия и уравнения равновесия системы сходящихся сил, действующих в пространстве и на плоскости, учитывая размерности механических величин и их математическую природу (скаляры, векторы, линейные операторы);

- применять основные методы исследования равновесия системы сходящихся сил, а также типовые алгоритмы такого исследования при решении типовые задачи по данной теме;

- пользоваться при аналитическом и численном исследования возможностями современных компьютеров и информационных технологий;

владеть:

- навыками применения основных законов теоретической механики при решении задач на систему сходящихся сил;

- навыками применения типовых алгоритмов исследования систем сходящихся сил;

- навыками использования возможностей современных компьютеров и информационных технологий при аналитическом и численном исследования систем сходящихся сил;

- навыками письменного аргументированного изложения собственной точки зрения;

При освоении темы необходимо:

- изучить учебный материал по соответствующей теме учебного пособия;

- акцентировать внимание на умении использовать теорему о трех силах;

- овладеть графическими и аналитическим методом определения равнодействующей системы сходящихся сил;

- выполнить расчетно-графические задания по своему варианту;

- выполнить тестовые задания по статике, касающиеся данной темы;

-ответить на контрольные вопросы по теме.