URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Джашитов В.Э., Панкратов В.М., Голиков А.В. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ КУРС теоретической механики. Теория и компьютерный эксперимент: 29 лекций с раздаточным материалом. 24 компьютерные модели физических систем с широким диапазоном настроек
Id: 199014
 
459 руб.

МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ КУРС теоретической механики. Теория и компьютерный эксперимент: 29 лекций с раздаточным материалом. 24 компьютерные модели физических систем с широким диапазоном настроек. + CD !!

URSS. 2011. 296 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-01899-9. Уценка. Состояние: 5-. Блок текста: 5. Обложка: 4+.

 Аннотация

Настоящая книга представляет собой печатный вариант электронного курса лекций по теоретической механике, разработанного и читаемого с применением компьютерных технологий. Книга является неотъемлемой частью мультимедийного комплекса, включающего в себя электронный и печатный варианты, взаимно дополняющие друг друга. Цель создания мультимедийного комплекса лекций по теоретической механике --- выработка у будущих специалистов правильного понимания закономерностей развития научного познания, углубленное изучение фундаментальных и прикладных научных аспектов исследования современных технических систем и подвижных материальных объектов. Содержание курса включает в себя три базовых раздела: статика, кинематика, динамика, а также дополнительные разделы: элементы аналитической механики, элементы теории удара, элементы нелинейной динамики и теории детерминированного хаоса в механических системах.

В печатном варианте электронного курса представлен основной текстовый и графический материал лекций, изложены основные особенности методики проведения лекций и приведено описание программных модулей, реализующих динамическую визуализацию движения механизмов, а также правил работы с программами.

Книга и электронный вариант курса предназначены для преподавателей, читающих данный курс лекций; могут быть использованы для дистанционного обучения студентов и аспирантов естественно-научных специальностей, а также для самообучения.


 Дополнительные файлы к мультимедийному курсу (содержат поправки)

Скачать дополнительные файлы к мультимедийному курсу (содержат поправки) (2045 Кб).

 Оглавление

От авторов
Введение. Механика, теоретические модели материальных тел. Теоретическая механика, ее основные разделы
Глава 1. Статика твердого тел
 1.1. Аксиомы и простейшие теоремы статики
 1.2. Момент силы относительно точки и момент силы относительно оси
 1.3. Теория пар сил
 1.4. Основная теорема статики о приведении системы сил к заданному центру -- метод Пуансо (1777--1859)
 1.5. Плоская система сил
 1.6. Пространственная система сил
 1.7. Трение. Равновесие тела при наличии трения скольжения, угол и конус трения. Трение качения
 1.8. Центр тяжести. Центр параллельных сил, центр тяжести системы материальных точек и центр тяжести тела. Методы определения положения центров тяжести тел. Центры тяжести некоторых однородных тел
Глава 2. Кинематика
Кинематика точки
 2.1. Способы задания движения точки. Векторы скорости и ускорения точки. Вычисление скорости и ускорения точки при координатном способе задания движения. Скорость и ускорение точки в полярных координатах
 2.2. Естественный способ задания движения точки. Вычисление скорости и ускорения точки при естественном способе задания движения. Частные случаи движения точки Кинематика твердого тел
 2.3. Простейшие движения твердого тела. Поступательное движение твердого тела, траектории, скорости и ускорения точек тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси, закон вращательного движения тела. Угловая скорость и угловое ускорение тела в скалярном и векторном виде
 2.4. Скорости и ускорения точек твердого тела при вращении вокруг неподвижной оси (скалярные формулы). Векторные формулы для скоростей и ускорений точек тела при вращательном движении
 2.5. Плоское движение твердого тела. Уравнения плоского движения. Теорема о сложении скоростей и ее следствие о проекциях скоростей двух точек тела на ось, проведенную через эти точки. Мгновенный центр скоростей. Теорема сложения ускорений. Мгновенный центр ускорений
 2.6. Сферическое движение твердого тела. Углы Эйлера. Уравнения сферического движения. Угловая скорость и угловое ускорение тела, мгновенная ось вращения. Кинематические уравнения Эйлера. Скорости и ускорения точек тела при сферическом движении
 2.7. Общий случай движения твердого тела: разложение движения на поступательное и сферическое, уравнения движения, скорости и ускорения точек тела в общем случае его движения
 2.8. Сложное движение точки. Кинематические характеристики точки при сложном движении. Формула Бура. Теорема о сложении скоростей при сложном движении точки. Теорема Кориолиса о сложении ускорений
Глава 3. Динамика
Динамика материальной точки
 3.1. Законы динамики. Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной материальной точки. Две задачи динамики
 3.2. Колебательное движение материальной точки. Виды колебаний. Свободные колебания материальной точки при отсутствии и наличии сил сопротивления. Вынужденные колебания материальной точки при отсутствии и наличии сил сопротивления. Математический маятник и его колебания
 3.3. Общие теоремы динамики материальной точки. Количественные характеристики движения и причин движения. Теорема об изменении количества движения. Теорема об изменении момента количества движения. Теорема об изменении кинетической энергии. Принцип Даламбера. Динамика относительного движения материальной точки
Динамика механических систем материальных точек
 3.4. Геометрия масс. Центр масс. Статические моменты и моменты инерции в геометрии масс. Теорема Гюйгенса-Штейнера о моментах инерции относительно параллельных осей. Осевые моменты инерции твердых тел (стержень, диск, кольцо, цилиндр, конус, шар). Момент инерции относительно произвольной оси
 3.5. Внешние и внутренние силы. Дифференциальные уравнения движения механической системы. Количество движения системы. Кинетический момент системы и твердого тела. Кинетическая энергия системы, теорема Кенига. Кинетическая энергия твердого тел
 3.6. Общие теоремы динамики механических систем. Теорема об изменении количества движения. Теорема о движении центра масс системы. Теорема об изменении кинетического момента системы. Теорема об изменении кинетической энергии системы
Динамика твердого тела
 3.7. Динамика поступательного движения тела и вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси. Динамические реакции подшипников. Физический маятник. Динамика плоского движения твердого тела. Динамика сферического и свободного движения твердого тела. Элементы теории гироскопов
Глава 4. Дополнительные разделы теоретической механики
Элементы аналитической механики
 4.1. Связи, классификация связей и механических систем, обобщенные координаты и скорости, число степеней свободы, возможные и действительные перемещения, идеальные связи, обобщенные силы
 4.2. Общее уравнение динамики. Принцип возможных перемещений и возможных скоростей. Уравнения Лагранжа 2-го рода. Примеры применения
Элементы теории удара
 4.3. Понятие об ударе. Удар тела о неподвижную поверхность. Коэффициент восстановления. Общие теоремы динамики в теории удара. Прямой центральный удар двух тел
Элементы нелинейной динамики и теории детерминированного хаоса в механических системах
 4.4. Детерминированный хаос в возмущаемых нелинейных динамических системах -- общий подход
 4.5. Нелинейная динамика возмущаемых многостепенных математических маятников
Заключение
Литература

 От авторов

Государство процветает и здравствует до тех пор, пока находит наиболее удачные способы передачи знаний от поколения к поколению.
Древнекитайская мудрость

Настоящая книга представляет собой составную (печатную) часть мультимедийного проекта, в который входит электронный курс лекций по теоретической механике с применением компьютерных технологий, записанного на CD или другие носители информации.

Для базового варианта общий объем курса 210 часов. Из них: лекции 51 час; практические занятия -- 51 час; самостоятельная работа 108 часов.

Данная книга предназначена для преподавателей, читающих этот курс лекций, и она может быть использована для дист нционного обучения студентов и аспирантов естественно-научных и технических специальностей и их самообучения.

В печатном варианте представлен основной текстовый и графический материал лекций, изложены основные особенности методики проведения лекций и приведено описание программных модулей, реализующих динамическую визуализацию движения рассматриваемых мех низмов, а также правил работы с программами. Электронный вариант курса может воспроизводиться непосредственно с CD, если нет необходимости менять исходные данные в программных модулях.

В противном случае необходимо скопировать содержимое CD на жесткий диск компьютера.

  •  Цель преподавания курса -- выработка у будущих специалистов правильного понимания закономерностей развития научного познания, углубленное изучение фундаментальных и прикладных научных аспектов исследования современных технических систем и подвижных материальных объектов.
  •  Курс предназначен для фундаментальной подготовки будущего специалиста к инженерной и научно-исследовательской работе по проблемам, связанным с проектированием, созданием и эксплуатацией современной техники.
  •  В процессе изучения студент должен получить следующие знания:

    -- Знакомство с основными понятиями и положениями теоретической механики.

    -- Знания основных законов, методов, задач и направлений развития теоретической механики.

    -- Знания о методах вывода уравнений движения и равновесия материальных объектов.

    -- Представление об основных математических моделях, используемых в теоретической механике, и о новых подходах и задачах теоретической механики в области исследования нелинейных динамических систем.

  •  Студент должен приобрести следующие умения и навыки:

    -- Умение выводить и анализировать уравнения движения и равновесия, составляющие основу математических моделей подвижных и взаимодействующих материальных объектов.

    -- Умение и навыки применять полученные знания по теоретической механике для решения научных и инженерных задач при проектировании новых конструкций, приборов, машин, сооружений и других технических объектов и систем.

    -- Умение и навыки самообучения, т.е. студенту прививаются такие знания и навыки, которые позволят ему в дальнейшей работе всю необходимую дополнительную информацию находить и усваивать с мостоятельно.

    Прежде чем приступить к изложению основного материала, рассмотрим несколько важных вопросов, ответы на которые позволят читателю яснее понять суть и смысл данной книги.

  •  Зачем нужен такой курс лекций?

    -- Этот курс, читаемый студентам -- будущим специалистам в области естественно-научных и технических дисциплин включает в себя весьма сложный, как по содержанию, так и по форме, учебный материал.

    -- В настоящее время неуклонно повышаются требования к качеству образования студентов при одновременном сокращении времени на обучение.

    -- Необходимы существенный рост эффективности обучающего процесса и оптимизация преподавания.

  •  Реально ли это осуществить?

    Да, поскольку накопленный интеллектуальный опыт преподавания и имеющиеся возможности современных стандартных и специально разработанных программных и аппаратных средств позволяют проводить обучение не только с помощью "мела и доски", но и с помощью компьютера, мультимедийного проектора и специально разработанного программного обеспечения.

  •  Каковы ключевые задачи при разработке данного курса?

    -- Разработка методики чтения лекций и применения программных средств.

    -- Создание необходимого дидактического, алгоритмического и программного обеспечения.

  •  Каковы основные особенности предлагаемой методики?

    -- Весь материал курса (рис.  А.1) разбит на разделы и представлен в виде пакетов презентационных слайдов в стандартной программной среде PowerPoint и программ математического моделирования рассматриваемых материальных точек и систем, твердых тел, механизмов и устройств.

    -- В курсе лекций предусмотрено компьютерное математическое моделирование, анимация и динамическая одно- двух- и трехмерная визуализация решений кинематических и динамических уравнений движения материальных точек, тел и механизмов (рис.  А.2). При этом предусмотрен вывод основных кинематических и динамических характеристик (векторов скоростей, сил и других), изменяющихся в процессе движения материальной точки, твердого тела или механизм и их графиков, как функций времени. В необходимых случаях движение тела или механизма можно посмотреть с различных ракурсов, управляя поворотом рисунка при нажатой левой клавиши мыши компьютера.

    Для динамической визуализации разработано специализированное программное обеспечение c использованием программного комплекса Borland C++ Builder и графического интерфейса Open GL.

    Вызов специализированных программ из презентаций PowerPoint осуществляется с помощью гиперссылок.

    Математическое моделирование и динамическая визуализация позволяет наглядно представить функционирование того или иного рассматриваемого механизма и изучить влияние параметров на его движение.

    -- Разработанное программное обеспечение адаптировано к станд ртной вычислительной среде персональных компьютеров, использует типовую операционную систему Windows, требуемая оперативная п мять 512 МБ, оно полностью автономно и не требует дополнительных программных средств.

    -- Сложные рисунки, формулы, графики, таблицы, примеры, задания для самостоятельной работы, программа курса лекций и т.п. распечатываются и выдаются студентам по мере необходимости на лекциях как раздаточный материал (рис.  А.3).

    Общий объем компьютерного курса, включая все презентации слайд-шоу, программы динамической визуализации и раздаточный материал, не более 120 МБ.

    -- При чтении лекций используется ноутбук, мультимедийный проектор с достаточной яркостью, чтобы слайды были хорошо видны с любого места в аудитории при дневном освещении и большой экран.

  •  На основе каких источников и материалов составлен курс?

    При разработке компьютерного курса лекций по теоретической механике использованы учебники, задачники и книги выдающихся ученых по теоретической механике и работы авторов данной книги [1--17].

    Компьютерный курс лекций по теоретической механике зарегистрирован [12] в Фонде алгоритмов и программ государственного координационного центра информационных технологий (рис.  А.4).

  •  Каковы главные возможности разработанного подхода?

    -- Практически полное отсутствие надобности в работе "с мелом и доской" и существенное сокращение времени на выполнение других рутинных операций (диктовка программы курса и литературы, вопросов к экзамену и др.).

    -- Гибкая и эффективная система компоновки, изменения и модернизации научного и учебного материала курса путем замены, добавления и исключения тех или иных его фрагментов.

    -- Возможность демонстрации (в виде рисунков, фотографий, нимационных и видеофильмов, включения дополнительных презентаций и т.д.), сложных кинематических схем механизмов, реальных конструкций приборов и механизмов, их работы, исторических, документальных и других материалов.

    -- Возможность подключения к Интернету в режимах on-line или off-line и использования из него тех или иных необходимых данных и материалов, например, материалов конференций.

    Применение разработанной методики и программных средств, позволяет, на взгляд авторов, решить следующие важные педагогические задачи.

    Для студентов -- это углубленное изучение, понимание и усвоение сложного материала, повышение интереса к предмету исследования и возможность изучения самых новых достижений в области теоретической механики.

    Для лектора -- оптимизация и повышение эффективности обучения, обеспечение наглядности результатов.

    В целом, применение предлагаемого подхода должно способствовать решению важной задачи подготовки научно образованных, квалифицированных специалистов, разработчиков и создателей современной техники.

  •  Как пользоваться материалом данной книги?

    Текстовый и графический материал книги полностью соответствует электронному варианту лекций по теоретической механике с программами динамической визуализации, записанному на CD диске или другом носителе.

    Этот печатный материал может быть использован преподавателями и студентами как руководство при самостоятельном изучении курса или при дистанционном обучении, естественно за исключением динамической визуализации решений кинематических и динамических уравнений движения материальных точек, тел, механизмов и приборов.

    Для ориентации при изучении материала, в печатной версии, около текста, рисунков, формул, таблиц и других, которые предполагается использовать, как раздаточный материал, стоит пометка (РМ).

    Эта пометка означает, что в специальной папке "Раздаточный м териал" электронной версии курса лекций имеется этот материал, который можно распечатать в необходимом количестве экземпляров и раздать его студентам.

    Если в электронной версии используется анимация стандартными средствами программной среды PowerPoint, в тексте печатной версии стоит значок (А).

    Если в программе динамической визуализации имеется возможность просмотра (при нажатой левой клавиши мыши) механизма с различных ракурсов, то в тексте печатной версии стоит значок (Р).

    В том месте материала, где в электронной версии необходимо использовать разработанное программное обеспечение, в тексте изображается управляющая кнопка с гиперссылкой, с помощью которой вызывается из презентационного слайда программа динамической визуализации, другая презентация и т.д. <...>


     ВАЖНО: информация по работе с CD

    Скачать дополнительные файлы к мультимедийному курсу (см. выше).

    Перед началом работы с диском прочтите файл «readme.txt».

    После копирования файлов с диска на Ваш компьютер необходимо убрать атрибут «только чтение» для всех файлов, имеющих расширение «dat».


     Об авторах

    Виктор Эмануилович ДЖАШИТОВ

    Профессор кафедры теоретической механики Саратовского государственного технического университета, доктор технических наук. Главный научный сотрудник, заведующий лабораторией Института проблем точной механики и управления РАН (г. Саратов). Действительный член Академии навигации и управления движением, член-корреспондент Российской академии космонавтики имени К.Э.Циолковского. Область научных интересов -- инерциальные навигационные приборы и системы, теория возмущенных гироскопических датчиков и систем. Автор более 160 научных работ.
    Владимир Михайлович ПАНКРАТОВ

    Профессор, доктор технических наук, заместитель директора по науке Института проблем точной механики и управления РАН (г.Саратов). Почетный работник высшего профессионального образования РФ. Действительный член Академии навигации и управления движением и Российской академии космонавтики имени К.Э.Циолковского. Область научных интересов -- механика возмущенных гироскопических приборов и систем. Автор более 150 научных работ и 30 изобретений.
    Алексей Викторович ГОЛИКОВ

    Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем точной механики и управления РАН (г.Саратов). Область научных интересов -- математическое моделирование и программирование динамических процессов в инерциальных датчиках, приборах и системах. Автор более 30 научных работ.

  •  
    © URSS 2016.

    Информация о Продавце