18kiad karta předmětu

Kinematika a dynamika (18KIAD)
letnı́ semestr 2015/2016
přednášky: prof. Ing. Josef Jı́ra, CSc.
cvičenı́: Ing. Tomáš Fı́la, Ing. Daniel Kytýř, Ph.D., Ing. Petr Zlámal, Ph.D.
http://mech.fd.cvut.cz/education/bachelor/18kiad/index_html
Náplň předmětu
Předmět 18KIAD rozšiřuje znalosti v oblasti kinematiky tuhého tělesa a harmonického kmitánı́
zı́skané v předmětu 11FY1 na úroveň umožňujı́cı́ řešit základnı́ úlohy v různých technických
aplikacı́ch. K řešenı́ těchto úloh bude využı́váno matematického aparátu zı́skaného v rámci
předmětů 11MTA a 11DAD. V průběhu semestru budou přednášeny a procvičovány následujı́cı́
partie:
• kinematika soustavy hmotných bodů a tělesa
• dynamika soustavy hmotných bodů a tělesa
• princip sestavovánı́ pohybových rovnic
• statické a dynamické vyvažovánı́
• volné kmitánı́ s jednı́m a dvěma stupni volnosti
• vynucené kmitánı́ s jednı́m a dvěma stupni volnosti
• základy teorie rázu
Cı́le
Absolvent předmětu zı́ská znalosti v oblasti kinematiky a dynamiky tuhých těles s ohledem na
vybrané problémy technické praxe.
Literatura
J. Jı́ra, M. Micka, P. Puchmajer: Kinematika a dynamika v dopravě. Přı́klady. ČVUT 2010, 2.
vydánı́
V. Kufner, P. Kuklı́k: Stavebnı́ mechanika 20, ČVUT 1996
J. Ondrouch, J. Podešva: Technické kmitánı́, TU-VŠB 2012, online http://www.fs.vsb.cz/
export/sites/fs/330/.content/files/Podesva_kmitani.pdf
F. Beer et al.: Vector Mechanics for Engineers: Statics and Dynamics, jedenácté vydánı́, McGrawHill, 2015
O.M. O’Reilly: Engineering Dynamics, a Primer, druhé vydanı́, Springer, 2010
J. Zajı́c: Momenty setrvačnosti geometricky pravidelných homogennı́ch těles, UP 2010, online
http://kf.upce.cz/dfjp/Momenty_setrvacnosti.pdf
Z. Malá, D. Nováková, T. Vı́tů: Fyzika I, ČVUT 2009, 3. vydánı́
1
Plán přednášek
1. Třenı́ smykové v klidu a za pohybu, třenı́ valivé. Třenı́ čepové a pásové. (25. 2. 2016)
2. Kinematika hmotného bodu. Přı́močarý a křivočarý pohyb (po kružnici, šikmý vrh).
Kinematika tuhého tělesa. Translačnı́, rotačnı́ a obecný pohyb. (3. 3. 2016)
3. Hmotné momenty setrvačnosti. Dynamika hmotného bodu. Newtonovy zákony. Hybnost,
moment hybnosti. Sestavovánı́ pohybových rovnic: Newtonova metoda, D’Alembertův
princip. (10. 3. 2016)
4. Dynamika soustavy hmotných bodů a tělesa. Těžiště soustavy. Königova věta. Hybnost.
Translačnı́ a rotačnı́ pohyb. (17. 3. 2016)
5. Dynamika soustavy hmotných bodů a tělesa. Statické a dynamické vyvažovánı́. (24. 3. 2016)
6. Kmitánı́ soustav s jednı́m stupněm volnosti. Kmitánı́ netlumené a tlumené. (31. 3. 2016)
7. Kmitánı́ vynucené netlumené. Rezonance. (7. 4. 2016)
8. Kmitánı́ vynucené tlumené. Dynamický součinitel. Kritické otáčky. (14. 4. 2016)
9. Základy teorie rázu. Přı́mý ráz. Ideálně pružný a plastický ráz. (21. 4. 2016)
10. Zápočtový test. Úvod do kmitánı́ soustav s dvěma stupni volnosti. (5. 5. 2016)
11. Kmitánı́ soustav se dvěma stupni volnosti. (12. 5. 2016)
12. Volné a vynucené kmitánı́ soustav se dvěma stupni volnosti. (19. 5. 2016)
13. Opravný zápočtový test. Principy numerického řešenı́ kmitánı́ soustav s dvěma stupni
volnosti. (26. 5. 2016)
Na přednáškách bude možno zı́skat body za aktivitu (za správně odpovězené otázky). Maximálnı́
počet bodů, které student má možnost takto zı́skat na přednáškách je 10.
Plán cvičenı́
1. Rovnoměrný pohyb se třenı́m. Kinematika hmotného bodu a tělesa.
2. Hmotný moment setrvačnosti. Sestavovánı́ pohybových rovnic: Newtonova metoda, D’Alembertův
princip.
3. Dynamika hmotného bodu a soustavy hmotných bodů. Statické a dynamické vyvažovánı́.
4. Volné netlumené a tlumené kmitánı́ soustav s jednı́m stupněm volnosti.
5. Vynucené kmitánı́ soustavy s jednı́m stupněm volnosti. Řešenı́ odezvy na buzenı́ harmonickou silou. Rezonance.
6. Kmitánı́ soustav s dvěma stupni volnosti. Ráz těles.
7. Rezerva. Kmitánı́ soustav s dvěma stupni volnosti.
2
Podmı́nky udělenı́ zápočtu
1. Aktivnı́ účast na cvičenı́ch. Každé cvičenı́ bude zahájeno pětiminutovým testem obsahujı́cı́m jednoduchý přı́klad, obvykle tématicky zaměřený na látku předchozı́ho cvičenı́.
Podmı́nka aktivnı́ účasti je splněna překročenı́m 50 % hranice obdržených bodů. Maximálnı́ bodový zisk z každého cvičenı́ je 1 bod. Pokud se student nemůže dostavit na
své cvičenı́, může si cvičenı́ nahradit s jiným kruhem.
2. Vypracovánı́ domácı́ch úkolů (celkem 9 úloh). Domácı́ úkoly budou zadávány a odevzdávány elektronicky s využitı́m webového rozhranı́:
http://kapradi.fd.cvut.cz/myPHP/dc_kiad/.
Za správné vyřešenı́ domácı́ho úkolu v řádném termı́nu (zpravidla 14 dnů od zadánı́
úlohy) student zı́ská plný počet bodů. Za pozdějšı́ vyřešenı́ domácı́ho úkolu do stanoveného konečného termı́nu odevzdánı́ zı́ská student pouze polovičnı́ počet bodů. Termı́ny
odevzdánı́ se budou odvı́jet od probrané látky a budou uvedeny po přihlášenı́ do webového
rozhranı́. Pro zı́skánı́ zápočtu je zapotřebı́ v součtu zı́skat minimálně 66 bodů z celkových
100 možných.
3. Splněnı́ podmı́nek zápočtového testu, tj. zı́skat vı́ce než 50 % bodů v pı́semném testu.
Řádný termı́n zápočtového testu se uskutečnı́ na přednáškách určených pro jednotlivé
kroužky. Dále se uskutečnı́ nejvýše dva opravné termı́ny pro studenty, jež se z vážných
důvodů nemohli dostavit na termı́n řádný, nebo nesplnili podmı́nky zápočtového testu
při prvnı́m pokusu. Celkem má student právo na dva pokusy (řádný a opravný) o splněnı́
zápočtového testu v rámci uvedených třı́ termı́nů.
4. Všechny požadavky k udělenı́ zápočtu musı́ být splněny nejpozději do konce 1. týdne
zkouškového obdobı́, tj. do 3. 6. 2016.
Zkouška
1. Zı́skánı́ zápočtu je nutnou podmı́nkou pro možnost přihlášenı́ se na zkoušku.
2. Zkouška se skládá z pı́semné a ústnı́ části. Pro postup k ústnı́ části je potřebné splnit
podmı́nky pı́semné části. V přı́padě prokázánı́ základnı́ch neznalostı́ v průběhu ústnı́ části
zkoušky je výsledek zkoušky hodnocen jako F - nedostatečný bez ohledu na bodový zisk
v pı́semné části.
3. K bodovému zisku z pı́semné části se připočı́távajı́ body zı́skané za správné odpovědi na
přednáškách, v přı́padě jsou-li splněny podmı́nky pı́semné části zkoušky.
4. Podle Studijnı́ho a zkušebnı́ho řádu pro studenty ČVUT v Praze, článek 10, odstavec
(8), platı́: Pokud se přihlášený student při neúčasti na zkoušce řádně neomluvı́ nebo
se včas neodhlası́, je hodnocen klasifikačnı́m stupněm F. Omluvu ze zkoušky ze zvlášt’
závažných důvodů (po uplynutı́ doby odhlašovánı́ v systému KOS) řešı́ pouze manažer
pro pedagogickou činnost, Ing. Jitka Řeznı́čková, CSc. ([email protected]).
3