Mechanika III.
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| 2311103 | Z,ZK | 5 | 2P+3C | česky |
- Garant předmětu:
- Tomáš Vampola
- 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 vládnutí sestavení mechanického a matematického modelu dynamiky mechanické soustavy rovinné i prostorové, metody řešení analytické. Zvládnutí kmitání soustav s 1 a 2 stupni volnosti.
- Požadavky:
-
Při studiu mechaniky je třeba především pochopit požadovanou látku, osvojit si základní pojmy a metody řešení úloh a naučit se je aplikovat při řešení konkrétních příkladů.
Přehled požadované látky:
1. Dynamika soustav hmotných bodů. Použití základních vět dynamiky.
2. Dynamika tělesa. Sestavování pohybových rovnic. Geometrie hmot.
3. d’Alembertovy rovnice. Setrvačné účinky pohybu tělesa. Vyvažovaní rotujících těles.
4. Metoda uvolňování. Newton-Eulerovy rovnice.
5. Dynamika soustav těles. Dresic. Sestavení pohybových rovnic.
6. Princip virtuálních prací a výkonů a jeho použití při analytickém řešení mechanismů.
7. Lagrangeovy rovnice II. druhu a jejich použití pro řešení úloh dynamiky.
8. Metoda redukce a její použití pro řešení úloh dynamiky.
9. Kmitání soustav s 1 stupněm volnosti. Volné kmity.
10. Vynucené kmity soustav s 1 stupněm volnosti buzené harmonickou silou.
11. Vynucené kmity soustav s 1˚volnosti buzené rotující nevyváženou hmotou. Kinematické buzení.
12. Kmitání soustav s 1 stupněm volnosti buzené obecnou periodickou silou nebo silou obecného průběhu.
13. Netlumené kmitavé lineární diskrétní systémy se dvěma a více stupni volnosti. Úprava rovnic do maticového tvaru. Řešení vlastních frekvencí a tvarů vlastních kmitů. Volné kmity.
14. Vynucené netlumené kmitání lineárního diskrétního systému se dvěma a více stupni volnosti.
15. Ohybové kmity, určení kritických otáček.
16. Stabilita pohybu.
17. Elementární teorie rázu hmotných bodů a těles.
18. Přibližná teorie setrvačníků. Gyroskopický moment. Příklady a využití gyroskopický účinků.
- Osnova přednášek:
-
Úvod – ukázka užití v praxi. Modelování. Dynamika soustav hmotných bodů.
Dynamika soustav hmotných bodů. Dynamika tělesa. Geometrie hmot.
d´ Alembertovy rovnice. Setrvačné účinky pohybu těles.
Vyvažování rotujících těles. Metoda uvolňování. Newton–Eulerovy rovnice.
Dynamika soustav těles.
Princip virtuálních prací a výkonů. Lagrangeovy rovnice II. druhu. Metoda redukce.
Metoda redukce. Kmitání soustav s 1 stupněm volnosti. Volné kmity. Vynucené kmity buzené harmonickou silou.
Vynucené kmity vlivem rotující nevyvážené hmoty. Kinematické buzení. Akcelerometr, vibrometr.
Kmitání soustav s 1 stupněm volnosti. Vynucené kmity buzené obecnou periodickou silou nebo silou obecného průběhu. Úvod do nelineárního kmitání.
Kmitání soustav se 2 stupni volnosti, torzní kmitání.
Ohybové kmitání, určení kritických otáček, dynamický hltič.
Stabilita pohybu. Ráz těles.
Přibližná teorie setrvačníků.
- Osnova cvičení:
-
1.Dynamika hmotného bodu. Experimentální určování momentů setrvačnosti.
2. Dynamika soustav hmotných bodů.
3. Geometrie hmot. Dynamika tělesa. Vyvažování rotujících těles.
4. Setrvačné účinky pohybu tělesa. D’Alembertovy rovnice.
5. Metoda uvolňování. Newton-Eulerovy rovnice.
6. Dynamika soustav těles.
7. Princip virtuálních prací a výkonů.
8. Lagrangeovy rovnice II. druhu. Metoda redukce.
9. Kmitání soustav s 1 stupněm volnosti. Volné kmity. Vynucené kmity buzené harmonickou silou.
10. Vynucené kmitání soustav s 1 stupněm volnosti buzené periodickou nebo obecnou silou
11. Torzní kmitání soustav se 2 stupni volnosti. Volné kmity. Vynucené kmity.
12. Ohybové kmitání soustav se 2 stupni volnosti. Určení kritických otáček.
13. Ráz těles. Stabilita pohybu. Přibližná teorie setrvačníků.
- Cíle studia:
-
Cílem předmětu je zvládnutí sestavení mechanického a matematického modelu dynamiky mechanické soustavy rovinné i prostorové a metod analytického řešení. Zvládnutí řešení kmitání soustav s 1 a 2 stupni volnosti.
- Studijní materiály:
-
Valášek M., Stejskal V., Březina J.: Mechanika A, Skriptum FS ČVUT v Praze, Vydavatelství ČVUT, Praha 2002.
Valášek M., Bauma V., Šika Z.: Mechanika B, Skriptum FS ČVUT v Praze, Vydavatelství ČVUT, Praha 2004.
M. Valášek a kol.: Mechanika C, rukopis, ČVUT, Praha 2004 – skripta v přípravě.
V. Stejskal, J. Brousil, S. Stejskal: Mechanika III, Skriptum FS ČVUT v Praze, Vydavatelství ČVUT, Praha 2001.
K. Dedouch, J. Znamenáček, R. Radil: Mechanika III. Sbírka příkladů, Skriptum FS ČVUT v Praze, Vydavatelství ČVUT, Praha 1998.
K. Juliš, R. Brepta a kol.: Mechanika II. díl, Dynamika, Technický průvodce, SNTL, Praha 1986.
F.P.Beer, E.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 Út St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: