Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika teoretyczna
Koordynator przedmiotu:
mgr inż. Jerzy Raniszewski/ asystent
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Budownictwo
Grupa przedmiotów:
Wspólne dla kierunku
Kod przedmiotu:
BS1A_07
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2024/2025
Liczba punktów ECTS:
7
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykład 45h; Ćwiczenia 30h; Przygotowanie się do zajęć 25h; Zapoznanie się ze wskazaną literaturą 25h; Przygotowanie do zaliczenia 25h; Przygotowanie do egzaminu 25h; Razem 175h = 7 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 45h; Ćwiczenia - 30h; Razem 75h = 3 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład45h
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagana znajomość aksjomatów i twierdzeń z zakresu matematyki i fizyki na poziomie gimnazjum i szkoły średniej.
Limit liczby studentów:
Wykład: min. 15; Ćwiczenia: 15 - 30
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowym narzędziem obliczeniowym wykorzystywanym w pracy inżyniera budownictwa, w tym z zasadami równowagi statycznej, opisem ruchu punktu i ciał sztywnych oraz z zasadami dynamiki punktu i układu punktów materialnych.
Treści kształcenia:
W1 - Elementy algebry i analizy wektorowej. Rachunek wektorowy. Skalar i wektor. Miara wektora względem osi. Kąt wektora z osią i rzut wektora na oś. Analityczne zapisywanie wektorów. Suma i różnica wektorów. Iloczyn skalarny wektorów. W2 - Elementy algebry i analizy wektorowej. Iloczyn wektorowy wektorów. Moment wektora względem punktu. Moment wektora względem osi. Siła jako wektor. Podstawowe prawa mechaniki. W3 - Podstawowe pojęcia statyki. Siły czynne i bierne. Więzy. Stopnie swobody więzów. Siły reakcji więzów. Postulaty równowagi sił. Zbieżny układ sił. Redukcja zbieżnego układu sił. Równowaga zbieżnego układu sił. W4 - Redukcja układu sił. Redukcja układu sił równoległych. Para sił. Moment pary sił. Działanie pary sił na ciało. W5 - Redukcja układu sił. Redukcja układu par sił. Redukcja dowolnego układu sił. Wektor główny. Moment wektora głównego. Redukcja dowolnego płaskiego układu sił. W6 - Równoważenie układu sił. Równowaga przestrzennego układu sił. Równowaga płaskiego układu sił. W7 - Równoważenie układu sił. Zmiana środka redukcji. Skrętnik i oś centralna układu sił. Równowaga dowolnego przestrzennego i płaskiego układu sił. W8 - Inne zagadnienia statyki. Środek ciężkości ciała sztywnego. Środek ciężkości figury płaskiej. Uproszczone metody wyznaczania położenia środka ciężkości. Tarcie przesuwne, toczenia i cięgien. W9 - Kinematyka punktu materialnego na płaszczyźnie. Wektorowy opis ruchu punktu. Równania ruchu punktu we współrzędnych prostokątnych, biegunowych i walcowych. Równanie ruchu punktu na torze - po prostej i po krzywej. Szczególne przypadki ruchu punktu. Ruch prostoliniowy jednostajny i jednostajnie zmienny. Ruch prostoliniowy harmoniczny. W10 - Kinematyka punktu materialnego w przestrzeni. Ruch punktu w przestrzeni. Opis ruchu punktu w przestrzeni we współrzędnych prostokątnych i biegunowych. Układ normalny. Opis ruchu w układzie normalnym. W11 - Kinematyka ciał sztywnych. Klasyfikacja ruchów brył sztywnych. Ruch postępowy. Ruch obrotowy. Koła zębate i pasowe. Ruch płaski bryły. W12 - Dynamika punktu materialnego. Dynamiczne równania ruchu punktu. Zagadnienia dynamiki. Ruch punktu pod działaniem siły stałej, zależnej od czasu, położenia i prędkości. Zasada d'Alamberta dla punktu materialnego. W13 - Dynamika ciał sztywnych.Ruch układu punktów i ciał sztywnych pod działaniem sił. Zasada d'Alamberta dla ciała sztywnego. Inne wybrane zagadnienia dynamiki. C1 - Zadania rachunkowe z zakresu redukcji zbieżnego układu sił oraz równoważenia zbieżnego układu sił. C2 - Zadania rachunkowe z zakresu redukcji zbieżnego przestrzennego układu sił oraz redukcji i równoważenia układu sił równoległych. C3 - Zadania rachunkowe z zakresu równoważenia zbieżnego układu sił z uwzględnieniem zjawiska tarcia statycznego. C4 - Zadania rachunkowe z zakresu materiału przerobionego na ćwiczeniach C1-C3. C5 - Zadania rachunkowe z zakresu redukcji dowolnego układu sił - wyznaczanie wektora głównego, momentu wektora głównego, redukcja dowolnego płaskiego i przestrzennego dowolnego układu sił. C6, C7 - Zadania rachunkowe z zakresu równoważenia układów sił - równoważenie dowolnego płaskiego układu sił, wyznaczanie reakcji podpór w płaskich układach statycznie wyznaczalnych - belki proste i belki złożone (przegubowe), ramy, łuki i kratownice. C8 - Zadania rachunkowe z zakresu równoważenia układów sił - równoważenie dowolnego przestrzennego układu sił, wyznaczanie reakcji podpór w przestrzennych układach statycznie wyznaczalnych. C9 - Zadania rachunkowe z zakresu materiału przerobionego na ćwiczeniach C6-C8. C10 - Zadania rachunkowe z zakresu wektorowego opisu ruchu punktu we współrzędnych prostokątnych i biegunowych, w tym ruchu punktu na torze - po prostej i po krzywej - ruch prostoliniowy jednostajny i jednostajnie zmienny. C11 - Zadania rachunkowe z zakresu kinematyki ciała sztywnego - ruch postępowy i ruch obrotowy bryły. C12 - Zadania rachunkowe z zakresu kinematyki ciała sztywnego - ruch płaski jako złożony z ruchu postępowego i ruchu obrotowego oraz jako chwilowy ruch obrotowy. C13 - Zadania rachunkowe z zakresu obliczania reakcji podporowych w płaskich układach statycznie wyznaczalnych (w belkach i w ramach) na podstawie zasady prac wirtualnych. C14 - Zadania rachunkowe z zakresu dynamiki punktu materialnego i zasady d'Alamberta dla punktu materialnego.
Metody oceny:
1. Obecność na wykładach jest zalecana. Obecność na ćwiczeniach audytoryjnych jest obowiązkowa. Dopuszcza się dwie nieobecności nieusprawiedliwione na ćwiczeniach audytoryjnych. 2. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się w odniesieniu do poszczególnych części: - wykład – weryfikacja efektów na egzaminie, - ćwiczenia audytoryjne - weryfikacja efektów na trzech sprawdzianach pisemnych przeprowadzonych na ćwiczeniach audytoryjnych w trakcie trwania semestru, Oceny z wykładu i ćwiczeń wynikają z przeliczenia punktów: dla wykładu od 21 do 24 - ocena 3, od 25 do 28 - ocena 3,5, od 29 do 32 - ocena 4, od 33 do 36 - ocena 4,5, od 37 do 40 - ocena 5; dla ćwiczeń - od 31 do 36 - ocena 3, od 37 do 42 - ocena 3,5, od 43 do 48 - ocena 4, od 49 do 54 - ocena 4,5 oraz od 55 do 60 - ocena 5. Do zaliczenia przedmiotu niezbędne jest zaliczenie wykładu i ćwiczeń. Ostateczna ocena z przedmiotu wynika z liczby uzyskanych łącznie punktów z egzaminu i sprawdzianów według przeliczenia: od 52 do 60 - ocena dostateczna, od 61 do 70 - ocena ponad dostateczna, od 71 do 80 - ocena dobra, od 81 do 90 - ocena ponad dobra, od 91 do 100 - ocena bardzo dobra. 3. Punktacja ze sprawdzianów i z egzaminu przekazywane są do wiadomości studentów niezwłocznie po sprawdzeniu prac i dokonaniu ich oceny (forma przekazywania punktacji będzie ustalona ze studentami w trakcie zajęć). Ocena łączna z przedmiotu będzie przekazywana do wiadomości studentów w formie uzgodnionej ze studentami. P 4. Student może poprawiać oceny niedostateczne ze sprawdzianów w terminach wyznaczonych przez prowadzącego zajęcia. 5. Student powtarza daną cząstkę (ćwiczenia audytoryjne lub wykład), z powodu niezadowalających wyników, w całości. 6. Na sprawdzianie, podczas weryfikacji osiągnięcia efektów uczenia się, każdy piszący powinien mieć długopis (lub pióro) z niebieskim lub czarnym tuszem (atramentem) przeznaczony do zapisywania odpowiedzi oraz czysty arkusz papieru formatu A3 (złożony na pół do formatu A4). Pozostałe materiały i przybory pomocnicze, szczególnie telefony komórkowe i inne urządzenia elektroniczne, są zabronione. 7. Jeżeli podczas weryfikacji osiągnięcia efektów uczenia się zostanie stwierdzona niesamodzielność pracy studenta lub korzystanie przez niego z materiałów lub urządzeń innych niż dozwolone w regulaminie przedmiotu, student uzyskuje ocenę niedostateczną i traci prawo do zaliczenia przedmiotu w jego bieżącej realizacji. 8. Rejestrowanie dźwięku i obrazu przez studentów w trakcie zajęć jest zabronione. 9. Prowadzący zajęcia umożliwia studentowi wgląd do jego ocenionych prac pisemnych do końca danego roku akademickiego w terminach konsultacji.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Zarankiewicz K., Mechanika teoretyczna, tom I, II i III, PWN, Warszawa, 1967. 2. Leyko J., Mechanika ogólna, tom I i II, PWN, Warszawa, 1997. 3. Leyko J. Szmelter J., Zbiór zadań z mechaniki ogólnej, tom I, II i III, PWN, Warszawa 1977. 1. Kwiatkowski J., Statyka ogólna, WPW, Warszawa, 1975. 2. Mieszczerski I.W., Zbiór zadań z mechaniki, PWN, Warszawa, 1975.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Program studiów dostosowany do potrzeb społeczno-gospodarczych w ramach zadania 8 projektu NERW PW

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01_01
Ma wiedzę w zakresie algebry i analizy wektorowej niezbędną do rozwiązywania typowych zadań z mechaniki. Zna podstawowe pojęcia mechaniki. Rozróżnia zagadnienia statyki, kinematyki oraz dynamiki punktu materiałnego i ciała sztywnego.
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_W01_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o
Charakterystyka W04_01
Ma szczegółową wiedzę obejmującą układy sił, ich redukcję i równoważenie, wiedzę w zakresie wektorowego opisu ruchu, dynamicznego równania ruchu, reakcji więzów, położenia środków ciężkości itp.
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_W04_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o
Charakterystyka W07_01
Zna metody i sposoby rozwiązywania układów statycznie wyznaczalnych w zakresie równoważenia układów sił i wyznaczania reakcji więzów.
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_W07_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U14_01
Potrafi identyfikować, formułować i analizować warunki równowagi dowolnych statycznie wyznaczalnych układów sił w celu wyznaczenia reakcji więzów, położenia środków ciężkości figur i brył.
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_U14_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.o
Charakterystyka U15_01
Potrafi ocenić przydatność w konkretnym zadaniu inżynierskim stosowanych w mechanice konstrukcji metod rozwiązywania statycznie wyznaczalnych układów sił i wyznaczania reakcji więzów.
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_U15_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.o
Charakterystyka U16_01
Potrafi rozwiązywać dowolne układy statycznie wyznaczalne, zdefiniować warunki równowagi dowolnych statycznie wyznaczalnych układów sił i wyliczyć reakcje podpór, znaleźć położenie środków ciężkości.
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_U16_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K03_01
Potrafi pracować indywidualnie i w grupie podczas rozwiązywania zadań rachunkowych
Weryfikacja: Egzamin pisemny. Sprawdziany pisemne przeprowadzone na wykładzie i na ćwiczeniach. Obserwacja podczas pracy.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: B1A_K03_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K