Teoria:
" J.Kubik, J.Mielniczuk, A.Wilczyński: Mechanika Techniczna
" J.Leyko: Mechanika Ogólna
" T.Niezgodziński: Mechanika Ogólna
" W.Kurnik: Wykłady z Mechaniki Ogólnej
Zadania:
" J.Misiak: Zadania z Mechaniki Ogólnej
" M.Fligiel: Zadania z Mechaniki Ogólnej
Książki i skrypty
Prof. Zbigniew Powierża
Cel zajęć: nauczenie rozumienia podstaw mechaniki i jej
uproszczeń związanych z zastosowanymi modelami, tak
aby była możliwa ocena poziomu ufności oraz
oszacowanie błędów zarówno obliczeń jak i pomiarów.
Mechanika to dział fizyki zajmujący się ruchem, stanem
równowagi i odkształcaniem ciał materialnych (ośrodków
ciągłych) spowodowanych oddziaływaniem innych ciał (siły).
" IV w. p.n.e. Arystoteles, Archytas z Tarentu: maszyny proste w technice
uzbrojenia i budownictwie
" III w. p.n.e. Archimedes: dz
wignie, wielokrążki, siły równoległe
" XV w. Leonardo da Vinci: równia pochyła, tarcie, blok, pojęcie momentu siły
" XV-XVI w. M. Kopernik: układy odniesienia w mechanice nieba
" XVI-XVII w. Galileo Galilei: pojęcie przyśpieszenia, wahadło, oparcie
mechaniki na eksperymencie
" XVI-XVII w. J. Kepler: prawa ruchu planet
" XVI-XVII w. R. Descartes: zasada zachowania ilości ruchu
" XVII w. Ch. Huygnes: przyśpieszenie w ruchu krzywoliniowym, wahadło
matematyczne
" XVII-XVIII w. I. Newton: prawo ciążenia, mechanika oparta na doświadczeniu,
zasady dynamiki, rachunek różniczkowy i całkowy
" XVII-XVIII w. G. W. Leibniz: konstrukcja zegarów, maszyn wydobywczych,
mechaniczna maszyna licząca, rachunek różniczkowy i całkowy
" XVII-XVIII w. J. Bernoulli: współrzędne biegunowe, pojęcie energii kinetycznej
" XVIIw. M. A
omonosow: zasada zachowania masy
" XVIII w. L. Euler: analityczne metody rozwiązywania zagadnień mechaniki ciał
sztywnych, ruch kulisty
" XVIII w. J. d Alembert: zastosowanie praw statyki w dynamice
" XVIII-XIX w. L. Lagrange: mechanika analityczna
" XVIII-XIX w. P. Laplace: mechanika ciał niebieskich
" XIX w. W. R. Hamilton: zasada najmniejszego działania
" XIX-XX w. A. Einstein: mechanika relatywistyczna
" XX w. M. Planck, P. Dirac, E. Schrodinger, N. Bohr: mechanika kwantowa,
model budowy atomu
" Mechanika ośrodków ciągłych:
" Mechanika płynów (ciecze + gazy)
" Mechanika ciał stałych (odkształcalnych)
" Mechanika bryły sztywnej
" Mechanika układu punktów materialnych
" Mechanika punktu materialnego
Bada stany równowagi ciał poddanych działaniu sił
Bada ruchy ciał bez uwzględnienia działających sił,
mas ciał oraz warunków ruchu
Bada ruchy ciał materialnych pod wpływem
działających sił z uwzględnieniem praw Newtona
Dynamika jest działem mechaniki poświęconym badaniu
zależności między ruchem ciał materialnych (z uwzględnieniem
mas ciał) a siłami na te ciała działającymi.
Siła - wektorowa wielkość fizyczna będąca miarą oddziaływań
fizycznych między ciałami.
Jednostka w układzie SI: [N]
SiÅ‚a ma wartość 1 N, jeżeli nadaje ciaÅ‚u o masie 1 kg, przyÅ›pieszenie 1 m/s²
Rozróżnienie siły ciężkości (waga) od masy!
Klasyfikacje sił:
" wynikające ze styku dwóch ciał oraz działające na odległość:
grawitacyjne, elektromechaniczne, słabe, silne; pozorna
bezwładności
" Siła skupiona, powierzchniowa (np. ciśnienie, tarcie),
objętościowa (np. ciężkości), liniowa
" Siły wewnętrzne i zewnętrzne
Ciała ograniczające swobodne przemieszczanie się analizowanych
innych ciał nazywamy więzami lub podporami. W statyce
rozpatrujemy jedynie więzy nieruchome.
Siły, z jakimi podpory działają na analizowane ciało, nazywamy
reakcjami (podpór).
Kierunki reakcji podpór:
" siła normalna dla podpór powierzchniowych (płaskich i zakrzywionych)
" siła osiowa dla lin, prętów i cięgien
" siła normalna do stycznej dla przegubu walcowego
" siły w przesuwnym i nieprzesuwnym (reakcje składowe i reakcja wypadkowa)
przegubie kulistym
" siły w łożyskach
Zasada równoważności siły wypadkowej
Dwie dowolne siły przyłożone do jednego punktu ciała można zastąpić jedną
siłą wypadkową
Zasada równowagi dwóch sił
Dwie siły przyłożone do ciała sztywnego równoważą się tylko wtedy, gdy są
równe co do wielkości, leżą na jednej linii prostej oraz mają przeciwne zwroty
Zasada niezmienności działania układu sił
Działanie układu sił przyłożonych do ciała sztywnego nie ulegnie zmianie, gdy
do tego układu dodamy (lub odejmiemy) dowolny układ równoważących się
sił (tak zwany układ zerowy)
Zasada zmienności punktu przyłożenia siły wzdłuż prostej
Siłę działającą na ciało sztywne można dowolnie przesuwać wzdłuż linii jej
działania; siła działająca na ciało sztywne jest wektorem związanym z prostą a
nie punktem
Zasada bryły sztywnej dla ciała odkształcalnego
Ciało odkształcalne po jego deformacji pod wpływem działających sił można
traktować tak, jak gdyby było ono bryłą idealnie sztywną
Zasada akcji i reakcji (III prawo Newtona)
Jeżeli ciało A działa na ciało B z dowolną siłą akcji, to ciało B działa na ciało A
siłą reakcji równą sile akcji; obie siły są przeciwnie skierowane (leżą na tej
samej prostej ale majÄ… przeciwne zwroty).
Zasada oswobodzenia od więzów
Więzy danego ciała mogą być zastąpione odpowiednimi reakcjami więzów