Mechanika I.

Garant předmětu:

Zbyněk Šika

Přednášející:

Pavel Bastl, Václav Bauma, Petr Beneš, Ivo Bukovský, Martin Nečas, Zdeněk Neusser, Jan Pelikán, Pavel Steinbauer, Zbyněk Šika, Michael Valášek, Tomáš Vampola, Jan Zavřel

Cvičící:

Pavel Bastl, Václav Bauma, Petr Beneš, Ivo Bukovský, Martin Nečas, Zdeněk Neusser, Jan Pelikán, Pavel Steinbauer, Zbyněk Šika, Michael Valášek, Tomáš Vampola, Jan Zavřel

Předmět zajišťuje:

ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky

Anotace:

V předmětu je kladen větší důraz na teoretický základ probíraných pojmů a na odvozování základních vztahů a souvislostí mezi pojmy. Navíc studenti získají rozšířené znalosti v některých tematických okruzích se zaměřením na využití v návazných předmětech teoretického základu studia i navazujícího magisterského studia. Cílem předmětu je zvládnutí sestavení mechanického a matematického modelu statiky mechanické soustavy, ideální i s pasivními účinky, metody řešení analytické i grafické.

Požadavky:

1. Postup modelování mechanických systémů.

2. Základní pojmy a axiomy statiky.

3. Síla - určení síly v rovině a v prostoru.

4. Moment síly k bodu a k ose.

5. Silová dvojice. Určení silové dvojice. Moment silové dvojice k bodu a ose.

6. Náhrada síly a silové dvojice. Rovnoběžné posunutí nositelky síly.

7. Soustava sil procházejících bodem. Podmínky nahrazení a rovnováhy.

8. Obecná rovinná soustava sil. Způsoby nahrazení, podmínky rovnováhy.

9. Soustava rovnoběžných sil v rovině. Způsoby nahrazení. Podmínky rovnováhy.

10. Obecné nahrazení obecné prostorové soustavy sil.

11. Výsledné nahrazení obecné prostorové soustavy sil. Nahrazení vektorovým křížem.

12. Obecná prostorová soustava sil. Podmínky rovnováhy.

13. Soustava rovnoběžných sil v prostoru. Způsoby nahrazení. Podmínky rovnováhy.

14. Uložení bodu v rovině a v prostoru. Vazbová závislost.

15. Uložení tělesa v rovině. Parametry vazeb. Vazbová závislost.

16. Uložení tělesa v prostoru. Parametry vazeb. Vazbová závislost.

17. Pohyblivost a statická určitost rovinných soustav těles.

18. Pohyblivost a statická určitost prostorových soustav těles.

19. Složení rovinných soustav těles. Metoda řetězců. Druhy členů soustav těles.

20. Analytické řešení rovnováhy těles. Vlastní rovnovážná rovnice mechanismu. Maticový zápis rovnovážných rovnic. Rovnovážná poloha.

21. Prutové soustavy. Statická a tvarová určitost.

22. Styčníková metoda řešení prutových soustav. Maticový zápis rovnovážných rovnic.

23. Průsečná metoda řešení prutových soustav.

24. Těžiště tělesa. Pojem statického momentu.

25. Vnitřní silové účinky tělesa.

26. Smykové tření, adheze. Tření v klínové drážce.

27. Vzepření tělesa - samosvornost.

28. Pasivní odpory v posuvné vazbě - vzpříčení.

29. Pasivní odpory v rotační vazbě. Patní a kuželové ložisko. Radiálně axiální ložisko.

30. Pasivní odpory ve valivé vazbě.

31. Tření na šroubu. Samosvornost šroubu.

32. Tření vlákna po drsné ploše. Odpor ohybem lana.

33. Soustavy těles s pasivními odpory. Trakční odpor.

34. Mechanická práce síly a silové dvojice.

35. Výkon. Účinnost.

Osnova přednášek:

• Úvod – ukázka užití v praxi. Modelování. Určení síly. Uložení a rovnováha bodu.

• Moment síly. Silová dvojice. Uložení tělesa v rovině.

• Obecná rovinná soustava sil. Rovnováha tělesa v rovině – početně a graficky.

• Uložení tělesa v prostoru. Obecná prostorová soustava sil. Rovnováha tělesa v prostoru.

• Zvláštní případy. Soustavy těles. Statická určitost a pohyblivost. Složení soustav těles.

• Analytické řešení soustav.

• Grafické řešení rovinných soustav těles. Prutové soustavy.

• Těžiště. Vnitřní silové účinky.

• Pasivní odpory Vzpříčení, vzepření, samosvornost.

• Pasivní odpory. Soustavy s pasivními odpory.

• Soustavy s pasivními odpory. Mechanická práce.

• Mechanická práce. Rovnovážná poloha a její stabilita.

• Statika vláken. Řetězovky.

Osnova cvičení:

Uložení a rovnováha bodu

Moment síly k bodu a ose. Silová dvojice. Uložení tělesa v rovině

Obecná rovinná soustava sil. Rovnováha tělesa v rovině početně.

Uložení tělesa v prostoru. Obecná prostorová soustava sil. Rovnováha tělesa v prostoru

Soustavy těles. Analytické řešení rovinných soustav těles

Prutové soustavy

Středisko vázaných rovnoběžných sil. Vnitřní silové účinky

Tělesa s reálnými vazbami. Rovnováha tělesa s reálnými vazbami v rovině

Soustavy těles s reálnými vazbami v rovině

Mechanická práce

Výkon. Účinnost. Rovnovážná poloha

Cíle studia:

Cílem předmětu je zvládnutí sestavení mechanického a matematického modelu statiky mechanické soustavy, ideální i s pasivními účinky, metody řešení analytické i grafické.

Studijní materiály:

M. Valášek, V.Stejskal, J.Březina: Mechanika A, Skriptum FS ČVUT v Praze, Vydavatelství ČVUT, Praha 2002.

V.Stejskal, J.Březina, J.Knězů: Mechanika I, Skriptum FS ČVUT v Praze, Vydavatelství ČVUT, Praha 1998.

V. Stejskal, J. Březina, J. Knězů: Mechanika I: Sbírka příkladů, Skriptum FS ČVUT, Vydavatelství ČVUT, Praha 1991.

K. Juliš, O. Tepřík, A. Slavík: Statika, SNTL, Praha 1987 – učebnice.

K. Juliš, R. Brepta a kol.: Mechanika I. díl, Statika a Kinematika – technický průvodce, SNTL, Praha 1986 .

P.Beer, R.Johnson: Vector Mechanics for Engineers. Statics and Dynamics. McGraw Hill, New York 1988.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T4:C1-310 Beneš P. 13:15–15:00 (přednášková par. 2) Dejvice Učebna 310 místnost T4:C1-310 Beneš P. 13:15–15:00 (přednášková par. 2 paralelka 201) Dejvice Učebna 310
Út	místnost T4:D1-266 Bauma V. 10:45–12:15 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna 266
St	místnost T4:C2-436 Neusser Z. 12:30–14:00 (přednášková par. 1 paralelka 104) Dejvice Posluchárna 436místnost T4:C2-436 Nečas M. 14:15–15:45 (přednášková par. 1 paralelka 106) Dejvice Posluchárna 436 místnost T4:A1-405a Neusser Z. 12:30–14:00 (přednášková par. 1 paralelka 105) Dejvice Poč. učebna 405amístnost T4:A1-405a Nečas M. 14:15–15:45 (přednášková par. 1 paralelka 107) Dejvice Poč. učebna 405a
Čt	místnost T4:C2-436 Neusser Z. 12:30–14:00 (přednášková par. 1 paralelka 103) Dejvice Posluchárna 436místnost T4:C2-436 Neusser Z. 14:15–15:45 (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice Posluchárna 436 místnost T4:A1-405a Neusser Z. 12:30–14:00 (přednášková par. 1 paralelka 110) Dejvice Poč. učebna 405a
Pá

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• 10 62 67 00 BTZI 2012 P základ (povinný předmět programu)
• 11 68 73 00 BTZI 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 02 26 31 34 BSTR EPT 2012 P základ (povinný předmět programu)
• 03 26 31 36 BSTR IAT 2012 P základ (povinný předmět programu)
• 04 26 31 38 BSTR KPP 2012 P základ (povinný předmět programu)
• 06 40 45 48 BSTR EPT 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 07 40 45 50 BSTR IAT 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 08 40 45 52 BSTR KPP 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 05 40 45 46 BSTR TZP 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 05 40 45 46 DSTR TZP 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 06 40 45 48 DSTR EPT 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 07 40 45 50 DSTR IAT 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 08 40 45 52 DSTR KPP 2012 K základ (povinný předmět programu)
• 10 62 67 00 DTZI 2012 P základ (povinný předmět programu)
• 11 68 73 00 DTZI 2012 K základ (povinný předmět programu)
• B TZSI 2021 - prezenční (povinný předmět programu)