Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (N2)
Sylabus przedmiotu Mechanika analityczna:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Mechanika analityczna | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechaniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Kamil Urbanowicz <Kamil.Urbanowicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Mariusz Leus <Mariusz.Leus@zut.edu.pl>, Kamil Urbanowicz <Kamil.Urbanowicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wiedza i umiejętności z matematyki, w tym podstawy rachunku różniczkowego i całkowego. |
| W-2 | Wiedza i umiejętności z zakresu mechaniki ogólnej wykładanej na studiach stopnia pierwszego. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z wybranymi zagadnieniami mechaniki analitycznej. |
| C-2 | Zapoznanie studentów z metodami analizy matematycznej wykorzystywanymi przy rozwiazywaniu zadań mechaniki ogólnej. |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności obliczania liniowych prędkości i przyspieszeń punktów brył oraz kątowych prędkości i przyspieszeń brył. |
| C-4 | Ukształtowanie umiejętności obliczania momentów bezwładności brył i energii kinetycznej brył w ruch postępowym, obrotowym, płaskim i kulistym oraz energii potencjalnej układów mechanicznych. |
| C-5 | Ukształtowanie umiejętności wyznaczania układów rózniczkowych równań róchu, obliczania częstotliwości drgań swobodnych i postaci drgań. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Ruch punktu - powtórzenie. Równania ruchu. Prędkości i przyspieszenia. Tor i promień krzywizny. | 1 |
| T-L-2 | Ruch postępowy i ruch obrotowy ciała sztywnego, przekazywanie ruchu. | 1 |
| T-L-3 | Ruch płaski ciała sztywnego - prędkości i przyspieszenia. | 1 |
| T-L-4 | Składanie ruchów obrotowych wokół osi przecinających się i wokół osi równoległych. | 1 |
| T-L-5 | Ruch złożony punktu. Składanie prędkości punktu i składanie przyspieszeń. | 1 |
| T-L-6 | Kolokwium nr 1 | 1 |
| T-L-7 | Równania dynamiczne ruchu postępowego, obrotowego i płaskiego ciała sztywnego. | 1 |
| T-L-8 | Twierdzenie o energii kinetycznej. Zasada zachowania energii mechanicznej. | 2 |
| T-L-9 | Reakcje dynamiczne łożysk. | 1 |
| T-L-10 | Zasada prac przygotowanych. | 2 |
| T-L-11 | Równania Lagrange'a II rodzaju. | 2 |
| T-L-12 | Drgania układów o kilku stopniach swobody. | 2 |
| T-L-13 | Kolokwium nr 2 | 2 |
| 18 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | KINEMATYKA Ogólne wiadomości o ruchu ciała sztywnego. Stopnie swobody. Zależności między prędkościami punktów ciała sztywnego. Ruch postępowy i ruch obrotowy ciała sztywnego. Prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe jako wektory. Ruch płaski ciała sztywnego. Wiadomości ogólne. | 1 |
| T-W-2 | Ruch płaski jako ruch złożony z ruchu postępowego i ruchu obrotowego. Ruch płaski jako chwilowy ruch obrotowy ciała sztywnego. Prędkości i przyspieszenia ciała w ruchu płaskim. Ruch kulisty. Określenie położenia ciała sztywnego za pomocą kątów Eulera. Ruch kulisty jako chwilowy ruch obrotowy. | 1 |
| T-W-3 | Prędkości i przyspieszenia punktów ciała w ruchu kulistym. Ruch złożony punktu. Ruch względny i ruch unoszenia. Prędkość bezwzględna, prędkość względna i prędkość unoszenia. Składanie prędkości punktu. | 1 |
| T-W-4 | Przyspieszenie unoszenia, przyspieszenie względne i przyspieszenie Coriolisa. Składanie przyspieszań punktu. Składanie ruchów obrotowych | 1 |
| T-W-5 | DYNAMIKA Pęd układu punktów materialnych. Zasada d'Alemberta. Kręt układu punktów materialnych. Zasada zachowania krętu. | 1 |
| T-W-6 | Energia kinetyczna układu punktów materialnych. Twierdzenie Koeniga. Energia kinetyczna ciała sztywnego w ogólnym przypadku. Twierdzenie o energii kinetycznej układu punktów materialnych. Zasada zachowania energii mechanicznej. | 1 |
| T-W-7 | Równania dynamiczne ruchu postępowego ciała sztywnego. Równania dynamiczne ruchu obrotowego ciała sztywnego. Reakcje dynamiczne łożysk osi obrotu.Równania dynamiczne ruchu płaskiego ciała sztywnego. | 1 |
| T-W-8 | Równania dynamiczne Eulera. Równania dynamiczne dla ogólnego przypadku ruchu ciała sztywnego. Żyroskop. | 1 |
| T-W-9 | Więzy. Współrzędne uogólnione. Zasada prac przygotowanych Równania Lagrange'a II rodzaju. | 1 |
| 9 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Rozwiązanie własnych zagadnień problemowych | 10 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zajęć | 10 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 9 |
| A-W-2 | konsultacje | 2 |
| A-W-3 | przygotowanie do zajeć | 14 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | Ćwiczenia problemowe. |
| M-3 | Objaśnienia. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Na podstawie identyfikacji poziomu wiedzy i umiejętności, prowadzonej w czasie trwania ćwiczeń audytoryjnych. |
| S-2 | Ocena formująca: Na podstawie sprawdzianów. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Na podstawie wyników kolokwiów. |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Na podstawie egzaminu pisemnego i ustnego. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_D06_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: - wymienić i objaśnić podstawowe pojęcia z zakresu mechaniki analitycznej, poznanego na wykładach, - nazwać i definiować podstawowe wielkości mechanik analitycznej, - omówić poznane zasady (prawa) z zakresu mechaniki analitycznej, - rozpoznawać układy mechaniczne i rodzaje ruchu brył tworzacych układ, - zaproponować sposób (sposoby) wyznaczania predkości i przyspieszeń punktów brył, momentów bezwładności brył, energii potencjalnej i kinetycznej układów mechanicznych, - zaproponować sposób (sposoby) wyznaczania różniczkowych równań ruchu, obliczenia częstotliwości drgań swobodnych i postaci drgań. | ME_2A_W02, ME_2A_W03, ME_2A_W07, ME_2A_W01 | — | — | C-1, C-5, C-2, C-3 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9 | M-2, M-3, M-1 | S-4, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_D06_U01 w wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: - korzystać z literatury i wskazanych źródeł, - obliczać momenty bezwładności i odśrodkowe brył, - obliczać prędkości i przyspieszenia brył, - obliczać energię potencjalną i kinetyczną układów mechanicznych oraz pracę sił w nim działających, - napisać różniczkowe równania ruch dla układów mechanicznych o większej liczbie stopni swobody niż jeden, - stosować równania Lagrang'a drugiego rodzaju do wyznaczania częstotliwości drgań własnych i postaci drgań wybranych układów mechanicznych. | ME_2A_U02, ME_2A_U07, ME_2A_U10, ME_2A_U15, ME_2A_U16, ME_2A_U21 | — | — | C-5, C-3, C-4 | T-L-2, T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12 | M-2, M-3 | S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_2A_D06_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: - świadomość ważności wiedzy z zakresu mechaniki analitycznej dla procesu projektowania elementów maszyn i konstrukcji, - świadomość w wyborze odpowiednich metod rozwiązywania zadań mechaniki analitycznej, - dbałość o poprawność wykonywanych działań, - zdolność do oceny otrzymywanych wyników, - zorientowanie na ciągłe poszerzanie własnej wiedzy i umiejętności. | ME_2A_K01, ME_2A_K02, ME_2A_K03, ME_2A_K05 | — | — | C-1, C-3, C-4 | T-L-2, T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9 | M-2, M-3, M-1 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_2A_D06_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: - wymienić i objaśnić podstawowe pojęcia z zakresu mechaniki analitycznej, poznanego na wykładach, - nazwać i definiować podstawowe wielkości mechanik analitycznej, - omówić poznane zasady (prawa) z zakresu mechaniki analitycznej, - rozpoznawać układy mechaniczne i rodzaje ruchu brył tworzacych układ, - zaproponować sposób (sposoby) wyznaczania predkości i przyspieszeń punktów brył, momentów bezwładności brył, energii potencjalnej i kinetycznej układów mechanicznych, - zaproponować sposób (sposoby) wyznaczania różniczkowych równań ruchu, obliczenia częstotliwości drgań swobodnych i postaci drgań. | 2,0 | Student nie zna podstawowych pojęć, wielkości i praw mechaniki analitycznej, nie umie zaproponować podstawowych narzędzi do rozwiazywania zadań. |
| 3,0 | Student zna większość pojęć, wielkości i praw mechaniki analitycznej, proponuje poprawnie tylko niektóre narzędzia do rozwiązywania zadań. | |
| 3,5 | Student zna pojęcia, wielkości i prawa mechaniki analitycznej, proponuje poprawnie wszystkie poznane narzędzia do rozwiązywania zadań. | |
| 4,0 | Student zna pojęcia, wielkości i prawa mechaniki analitycznej, proponuje poprawnie i optymalnie wszystkie poznane narzędzia do rozwiązywania zadań. | |
| 4,5 | Student zna pojęcia, wielkości i prawa mechaniki analitycznej, proponuje poprawnie i optymalnie wszystkie poznane narzędzia do rozwiązywania zadań, potrafi zaproponować sposób jak przeprowadzić dyskusję wyników. | |
| 5,0 | Student zna pojęcia, wielkości i prawa mechaniki analitycznej, proponuje poprawnie i optymalnie wszystkie poznane narzędzia do rozwiązywania zadań z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru, potrafi zaproponować sposób jak przeprowadzić dyskusję wyników. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_2A_D06_U01 w wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: - korzystać z literatury i wskazanych źródeł, - obliczać momenty bezwładności i odśrodkowe brył, - obliczać prędkości i przyspieszenia brył, - obliczać energię potencjalną i kinetyczną układów mechanicznych oraz pracę sił w nim działających, - napisać różniczkowe równania ruch dla układów mechanicznych o większej liczbie stopni swobody niż jeden, - stosować równania Lagrang'a drugiego rodzaju do wyznaczania częstotliwości drgań własnych i postaci drgań wybranych układów mechanicznych. | 2,0 | Student nie umie wykorzystać podstwowych narzędzi do rozwiązywania zadań mechaniki analitycznej. |
| 3,0 | Student umie wykorzystać tylko niektóre z poznanych narzędzi do rozwiązywania zadań, popełnia drobne pomyłki i błędy. | |
| 3,5 | Student umie korzystać z wszystkich poznanych narzędzi przy rozwiązywaniu zadań, popełnia drobne pomyłki i błędy. | |
| 4,0 | Student umie korzstać w sposób optymalny z wszystkich poznanych narzędzi przy rozwiązywaniu zadań. | |
| 4,5 | Student umie korzstać w sposób optymalny z wszystkich poznanych narzędzi przy rozwiązywaniu zadań, potrafi przeprowadzić dyskusję otrzymanych wyników. | |
| 5,0 | Student umie stosować wszystkie zaproponowane w czasie zajęć narzędzia, potrafi porównać ich efektywność, umie uzasadnić wybór zastosowanego narzędzia oraz potrafi przeprowadzić dyskusję otrzymanych wyników. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_2A_D06_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: - świadomość ważności wiedzy z zakresu mechaniki analitycznej dla procesu projektowania elementów maszyn i konstrukcji, - świadomość w wyborze odpowiednich metod rozwiązywania zadań mechaniki analitycznej, - dbałość o poprawność wykonywanych działań, - zdolność do oceny otrzymywanych wyników, - zorientowanie na ciągłe poszerzanie własnej wiedzy i umiejętności. | 2,0 | Student nie ma świadomości ważności wiedzy z zakresu mechaniki analitycznej dla procesu projektowania maszyn. |
| 3,0 | Student ma świadomość ważności wiedzy z zakresu mechaniki analitycznej dla procesu projektowania maszyn oraz świadomość znaczenia wyboru odpowiednich metod rozwiazywania zadań. | |
| 3,5 | Student spełnia wymagania na ocenę 3,0 i dodatkowo wykazuje dbałość o poprawność wykonywanych działań. | |
| 4,0 | Student spełnia wymagania na ocenę 3,5 i dodatkowo wykazuje zdolność do oceny otrzymywanych wyników. | |
| 4,5 | Student spełnia wymagania na ocenę 4,0 i dodatkowo wykazuje otwartośc na współpracę w zespołach. | |
| 5,0 | Student spełnia wymagania na ocenę 4,5 i dodatkowo jest zorientowany na ciągłe podnoszenie własnej wiedzy i umiejętności |
Literatura podstawowa
- Gutowski R., Mechanika analityczna, PWN, Warszawa, 1971, i wydania późniejsze
- Leyko J., Mechanika ogólna, t.1, Statyka i kinematyka. t. 2 Dynamika, PWN, Wzrszawa, 2010, i wydania późniejsze
Literatura dodatkowa
- Cannon jr. R.H., Dynamika układów fizycznych., WNT, 1973, i wydania późniejsze
- Nizioł J., Metodyka rozwiązywania zadań z mechaniki, WNT, Warszawa, 2009, i wydania późniejsze
- Marchelek K., Berczyński S., Drgania mechaniczne. Zbiór zadań z rozwiązaniami., WUPS, Szczecin, 1986, i wydania późniejsze
- Niezgodziński M.E, niezgodziński T., Zbiór zadań z mechaniki ogólnej., PWN, Warszawa, 2009, i wydania późniejsze