Podstawy mechaniki 0800-POMECH

Zajęcia z Podstaw Mechaniki mają na celu przekazanie studentom
Automatyki i Robotyki podstawowych, wybranych zagadnień
z mechaniki punktów materialnych i bryły sztywnej. Mają one
umożliwić opanowanie niezbędnego minimum wiedzy na temat
statyki i dynamiki układów fizycznych, w szczególności ruchu
obrotowego bryły oraz przykładów jej wykorzystania do analizy
(obliczania) prostych zastosowań, a także wybranych zagadnień
dotyczących ruchu drgającego.
W zakresie wytrzymałości materiałów przekazanie wiedzy
dotyczącej warunków wytrzymałościowych dla obciążeń prostych
i złożonych elementów konstrukcyjnych.
Zajęcia te mają dostarczyć podstawowej pojęciowej i teoretycznej do
dalszego studiowania układów spotykanych w automatyce i robotyce.
Zakres tematyczny wykładu obejmuje następujące zagadnienia:
1. Przypomnienie podstawowych praw dynamiki cząstki (punktu
materialnego).
2. Mechanika układu punktów materialnych.
3. Model bryły sztywnej i rodzaje jej ruchu.
4. Elementy statyki bryły.
5. Podstawowe pojęcia i wielkości niezbędne do opisu ruchu
obrotowego bryły.
6. Ruch obrotowy bryły wokół stałej osi.
7. Ruch obrotowy bryły wokół osi swobodnej.
8. Elementy opisu drgań sprzężonych.
9. Proste przypadki obciążenia; rozciąganie i ściskanie, zginanie,
skręcanie oraz ścinanie.
10. Wytrzymałość złożona.
11. Linie ugięcia belek.
Tematyka ćwiczeń obejmuje następujące zagadnienia:
1. statyka punktu, statyka bryły
2. siły i momenty rozłożone (obliczanie środków ciężkości,
efektywnego punktu przyłożenia, reakcje w łożyskach dla
niewyważonych wałów)
3. obliczanie kratownic, obliczanie rozkładu sił i momentów
w belkach
4. ruch we współrzędnych biegunowych, składowa styczna
i normalna, promień krzywizny, całkowanie równań ruchu
5. ruch bryły sztywnej, twierdzenie Eulera, chwilowy środek obrotu
6. ruch złożony, ruch kulisty (przegub Cardana, precesja)
Uwaga: Możliwe są pewne modyfikacje w wyborze tematów
dyskutowanych na ćwiczeniach.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: 70 godz. --udział w wykładach 30 godz. --udział w ćwiczeniach 40 godz. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( 80 godz.): - przygotowanie do wykładu- 10 godz - przygotowanie do ćwiczeń – 20 godz. - czytanie literatury- 10 godz. - przygotowanie do egzaminu- 20 godz. - przygotowanie do kolokwium – 20 godz. Łącznie: 150 godz. (5 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W01: posiada znajomość podstawowych wielkości fizycznych oraz pojęć i praw niezbędnych do opisu sytuacji typowych dla dynamiki układów mechanicznych, w szczególności w zakresie statyki i dynamiki bryły sztywnej, a także podstawowych wiadomości z wytrzymałości materiałów (AiR: K_W02, K_W04). W02: dysponuje wiedzą i aparatem pojęciowym z zakresu dynamiki pozwalającym na samodzielne uzupełnianie wiedzy (AiR: K_W02, K_W04). W03: zna jednostki układu SI (AiR: K_W03)

Efekty uczenia się - umiejętności

U01: posiada umiejętność analizy, opisu i przystępnego przedstawiania zjawisk fizycznych z zakresu mechaniki bryły sztywnej oraz rozwiązywania standardowych problemów z tej dziedziny, w szczególności potrafi zidentyfikować siły i momenty sił występujące w rozważanej sytuacji fizycznej, sformułować i zastosować wynikające z zasad dynamiki równania ruchu dla przypadków ruchu wokół osi stałej i swobodnej, analizować układ w równowadze i obliczać obciążenia na podporach, analizować siły i momenty wewnętrzne w belce, analizować zagadnienia dotyczące kinematyki układów (AiR: K_U01). U02: ma świadomość idealizacji modeli wykorzystywanych do analizy zachowania układu mechanicznego (AiR: K_U01) U03: potrafi pozyskiwać informacje z literatury i internetu (AiR: K_U01)

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K01: zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (AiR: K_K01) K02: ma świadomość społecznych aspektów praktycznego stosowania zdobytej wiedzy (AiR: K_K03)

Metody dydaktyczne

Metoda dydaktyczna podająca: wykład informacyjny – konwencjonalny Metoda dydaktyczna poszukująca: ćwiczenia rachunkowe Kurs prowadzony jest metodą wykład i ćwiczenia. Studentom zalecane są podstawowe podręczniki, dostępne na rynku i w bibliotece IF. Niezbędnym elementem jest rozwiązywanie zadań rachunkowych.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- ćwiczeniowa

Rodzaj przedmiotu

kanon (atrybut wycofany)

Wymagania wstępne

W celu przyswojenia treści wykładu oraz ich praktycznego stosowania na ćwiczeniach wymagane są umiejętności w posługiwaniu się algebrą wektorów (dodawanie, odejmowanie, mnożenie przez liczbę, rozkładanie na składowe, iloczyny skalarny i wektorowy), podstawowa wiedza z rachunku różniczkowego i całkowego oraz podstawowe wiadomości z mechaniki w zakresie znajomości zasad dynamiki. Uwaga: Naturalne uzupełnienie wiedzy z mechaniki, a także punkt wyjściowy dla niniejszego kursu stanowi materiał zawarty w prowadzonym dla tej samej grupy studentów kursie podstaw fizyki obejmujący standardowy materiał z mechaniki.

Koordynatorzy przedmiotu

Łukasz Kłosowski
Grzegorz Szala

Kryteria oceniania

Przedmiot obejmuje 30 godzin wykładu i 40 godzin ćwiczeń
rachunkowych.
Zaliczenie ćwiczeń odbywa się na podstawie aktywności na
zajęciach oraz zaliczenia na ocenę pozytywną kolokwiów,
sprawdzianów i prac domowych.
Regulamin zaliczenia można znaleźć pod adresem:
http://fizyka.umk.pl/~gniewko/didaktiki/MT2018-2019/zasady.pdf
Zaliczenie wykładu odbywa się na podstawie egzaminu pisemnego.
Zaliczenie przedmiotu wymaga pozytywnej oceny z ćwiczeń oraz
egzaminu pisemnego z wykładu.
Weryfikacja efektów kształcenia:
- ćwiczenia: W01, W03, U01, K01
- wykład: W01, W03, U01
Kryteria oceniania:
Wykład: egzamin
51-60% - ocena: 3
61-70% - ocena: 3+
71-80% - ocena: 4
81-90% - ocena: 4+
91-100% - ocena 5

UWAGA.
W roku 2019/2020 z powodu epidemii koronawirusa egzamin odbędzie się w ustalonym terminie 23 czerwca 2020, ale zdalnie z wykorzystaniem platformy Moodle. Informacje organizacyjno-techniczne dotyczące jego przeprowadzenia przekazywane są Studentom poprzez USOS.
Egzamin w 2. terminie zaplanowany jest na 1 września 2020; sposób jego przeprowadzenia będzie uzależniony od sytuacji sanitarnej.

Ćwiczenia prowadzone są metodą zdalną i w sposób koordynowany między grupami. Zaliczenie ćwiczeń odbywa się na podstawie pracy zdalnej (kolokwia i bieżąco proponowane prace domowe); szczegółowe zasady zostały przekazane przez prowadzących zajęcia w poszczególnych grupach ćwiczeniowych.

Praktyki zawodowe

Nie ma praktyk zawodowych do tego przedmiotu.

Literatura

Istnieje obszerna i wielokrotnie wznawiana literatura poświęcona
mechanice, np.:
1. R. Bąk, A. Stawinoga – Mechanika dla niemechaników ,
PWN 2009
2. J. Leyko – Mechanika ogólna, PWN 1999
3. J. Misiak – Mechanika techniczna, WNT 1999
4. J. Misiak – Mechanika ogólna, WNT 1987.
5. Z. Osiński - Mechanika ogólna, PWN 2000
6. T. Niezgodziński – Mechanika ogólna, PWN 2007
7. B. Skalmierski - Mechanika, PWN 1977
8. W. Tybor, K. Kowalski - Mechanika, Wyd. Uniwersytetu
Łódzkiego 2016
9. A. Bedford, W. Fowler – Engineering mechanics, Addison-Wesley
1995
10. A. Januszajtis - Fizyka dla politechnik, PWN 1977
11. Różne podręczniki "podstaw fizyki", które standardowo
zawierają wykład mechaniki o różnym stopniu zaawansowania.
W szczególności warto zapoznać się z rozdziałami III.6 oraz VIII
podręcznika A.K. Wróblewski i J.A. Zakrzewski "Wstęp do fizyki"
t. 1, PWN 1976
12. M.E. Niezgodziński, T. Niezgodziński - Wytrzymałość
materiałów, PWN 1998
13. R. Żuchowski - Wytrzymałość materiałów, Wyd. Politechniki
Wrocławskiej 1996
14. G. Szala - Podstawy konstrukcji urządzeń medycznych,
Wyd. UTP w Bydgoszczy 2014
Są to podręczniki, które prezentują zakres znacznie bardziej
obszerny niż zawarty w niniejszym kursie, który bazuje na
wykorzystaniu w rożnym stopniu wybranego materiału
z wymienionych pozycji. Zadania rozwiązywane w trakcie ćwiczeń
dotyczą wybranych zagadnień wykorzystujących, ilustrujących
i poszerzających materiał teoretyczny dotyczący statyki i ruchu brył.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0800-POMECH w USOSweb