SYLABUS

Nazwa przedmiotu Mechanika Techniczna Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot

Wydział Matematyczno – Przyrodniczy, Katedra 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 przedmiotu

dr hab. Piotr Gronkowski, prof. UR

Imię i nazwisko osoby prowadzącej ( osób prowadzących) zajęcia z przedmiotu

dr hab. Piotr Gronkowski, prof. UR – wykład, dr hab. Józef Cebulski, prof. UR – ćwiczenia 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 Zaliczony kurs podstaw fizyki w zakresie mechaniki oraz analizy matematycznej i algebry liniowej z geometrią na poziome akademickim.

Efekty kształcenia

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.

Treści programowe A. Problematyka wykładu

Treści merytoryczne Liczba

godz. 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).

6

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

6

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.

6

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.

6

5. Elementy mechaniki analitycznej a) Zasada prac przygotowanych, b) Zasada d’Alemberta i równania Lagrange’a I rodzaju, c) Równania Lagrange’a II rodzaju.

6

Suma godzin 30

B. Problematyka ćwiczeń rachunkowych

Treści merytoryczne Liczba godz.

1. Rozważania wstępne. 6 2. Wybrane elementy statyki technicznej. 6 3. Wybrane elementy mechaniki ośrodków ciągłych. 6 4. Dynamika bryły sztywnej. 6 5. Elementy mechaniki analitycznej. 6

Suma godzin 30

Metody dydaktyczne 1. Wykład. 2. Wykład z prezentacją multimedialną. 3. Rozwiązywanie zadań obliczeniowych. 4. Dyskusja.

Sposób(y) i forma(y) zaliczenia 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 60% z maksymalnej liczby punktów możliwych do uzyskania na przeprowadzonych dwóch kolokwiach pisemnych.

Metody i kryteria oceny 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. Ocena dostateczna. Student z przedstawionego materiału opanował tylko najważniejsze kwestie – co najmniej 60 % . 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.

Całkowity nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia założonych efektów w godzinach oraz punktach ECTS

Aktywność Liczba godz. /nakład pracy studenta

Wykład + ćwiczenia 60 Przygotowanie do ćwiczeń

10

Udział w konsultacjach 5 Czas na przygotowanie do zaliczenia wykładu i ćwiczeń

10

Suma godzin 85 Liczba pkt. ECTS w ramach zajęć wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli i studentów

60 godz. 2ECTS

Ilość punktów ECTS 3 Język wykładowy polski Praktyki zawodowe w ramach przedmiotu

brak

Literatura 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. 6. 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, 2006.

Podpis koordynatora przedmiotu

Podpis kierownika jednostki