Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mechanika i wytrzymałość materiałów
Course of study:
2019/2020
Code:
SENR-1-205-s
Faculty of:
Energy and Fuels
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Energy Engineering
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Leszczyński Jacek (jale@agh.edu.pl)
Module summary

Przedmiot o charakterze poznawczym. Student poznaje podstawowe prawa mechaniki klasycznej punktu materialnego oraz bryły sztywnej.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Jest gotów do ciągłego zgłębiania wiedzy z zakresu mechaniki i wytrzymałości materiałów. ENR1A_K01 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Potrafi wyznaczać prędkości i przyśpieszenia punktów materialnych i brył sztywnych w sposób graficzny i analityczny. ENR1A_U08 Execution of exercises,
Test,
Examination,
Activity during classes
M_U002 Potrafi wyznaczać reakcje podpór w belkach, prętach prostych. Potrafi obliczać stany naprężeń i odkształceń dla układów prostych, z uwzględnieniem granic wytrzymałości materiałów. ENR1A_U08 Execution of exercises,
Test,
Examination,
Activity during classes
M_U003 Potrafi rozwiązywać zadania z zakresu dynamiki punktu materialnego i dynamiki bryły sztywnej. ENR1A_U08 Execution of exercises,
Activity during classes,
Examination,
Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Rozumie zagadnienia statyki i kinematyki prostych ustrojów. Zna podstawowe prawa z zakresu wytrzymałości materiałów. ENR1A_W02 Execution of exercises,
Test,
Examination,
Activity during classes
M_W002 Zna podstawowe prawa dynamiki punktu materialnego i dynamiki bryły sztywnej. ENR1A_W02 Execution of exercises,
Test,
Examination,
Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Jest gotów do ciągłego zgłębiania wiedzy z zakresu mechaniki i wytrzymałości materiałów. + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi wyznaczać prędkości i przyśpieszenia punktów materialnych i brył sztywnych w sposób graficzny i analityczny. - + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wyznaczać reakcje podpór w belkach, prętach prostych. Potrafi obliczać stany naprężeń i odkształceń dla układów prostych, z uwzględnieniem granic wytrzymałości materiałów. - + - - - - - - - - -
M_U003 Potrafi rozwiązywać zadania z zakresu dynamiki punktu materialnego i dynamiki bryły sztywnej. - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Rozumie zagadnienia statyki i kinematyki prostych ustrojów. Zna podstawowe prawa z zakresu wytrzymałości materiałów. + + - - - - - - - - -
M_W002 Zna podstawowe prawa dynamiki punktu materialnego i dynamiki bryły sztywnej. + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 41 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (30h):

STATYKA I WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW
1. Pojęcia podstawowe: wielkości skalarne i wektorowe, siła, więzy, moment. Aksjomaty statyki. Warunki równowagi dla płaskiego/przestrzennego – środkowego układ sił.
2. Warunki równowagi dla przestrzennego układ sił. Praktyczne aspekty stosowania aksjomatów statyki i warunków równowagi. Układy z tarciem.
3. Pojęcia wytrzymałości materiałów: siły wewnętrzne, naprężenia, odkształcenia. Zasady wytrzymałości materiałów. Naprężenia dopuszczalne. Rozciąganie i ściskanie. Prawo Hooke’a. Wyznaczanie sił tnących i momentów gnących w belkach.
4. Momenty geometryczne I i II rodzaju dla ciał. Wyznaczanie położeń środków
ciężkości i wskaźników wytrzymałości przekrojów na zginanie, i skręcenie.
5. Zginanie belek – obliczenia wytrzymałościowe. Skręcanie prętów. Wyboczenie.
Hipotezy wytrzymałościowe. Hipoteza M.T. Hubera.
KINEMATYKA
6. Kinematyka punktu materialnego. Trajektorie. Ruch prostoliniowy. Wyznaczanie prędkości i przyśpieszeń.
7. Ruch płaski punktu w różnych układach współrzędnych. Ruch punktu w przestrzeni.
8. Kinematyka ciała doskonale sztywnego. Ruch ogólny. Ruch względny, przyśpieszenie Coriolisa.
9. Ruch płaski ciała doskonale sztywnego. Wyznaczanie prędkości i przyśpieszeń.
DYNAMIKA
10. Dynamika punktu materialnego. Pojęcia podstawowe: prac, moc, pole sił, pęd. Więzy. Zasady zachowania. Zasada d’Alamberta. Ruch prostoliniowy i krzywoliniowy.
11. Kręt. Ruch względny punktu materialnego.
12. Masowe momenty bezwładności ciała doskonale sztywnego. Twierdzenie Steinera. Elipsoida bezwładności. Główne i centralne osie bezwładności.
13. Dynamika ciała doskonale sztywnego. Ruch postępowy i obrotowy, ruch płaski. Układy z tarciem.
14. Ruch kulisty i względny ciała doskonale sztywnego. Równania Eulera. Twierdzenie Koeniga.
15. Elementy dynamiki analitycznej. Równania Lagrange’a. Równania Hamiltona.

Auditorium classes (30h):

1. Aksjomaty statyki. Warunki równowagi płaskiego – środkowego układu sił.
2. Warunki równowagi dla przestrzennego układ sił. Układy z tarciem.
3. Zasady wytrzymałości materiałów. Rozciąganie i ściskanie. Prawo Hooke’a.
4. Wyznaczanie sił tnących i momentów gnących w belkach.
5. Momenty geometryczne I i II rodzaju. Wyznaczanie położeń środków ciężkości.
Wyznaczenie wskaźników wytrzymałości przekrojów na zginanie i skręcenie.
6. Obliczenia wytrzymałościowe – zginanie i skręcanie belek.
7. Wytrzymałość złożona. Hipotezy wytrzymałościowe.
8. Kolokwium I.
9. Kinematyka punktu materialnego. Wyznaczanie prędkości i przyśpieszeń w ruchu
płaskim. Ruch punktu materialnego w przestrzeni.
10. Ruch względny punktu materialnego. Kinematyka bryły sztywnej. Wyznaczanie
prędkości i przyśpieszeń w ruchu ciała doskonale sztywnego.
11. Zasady zachowania.
12. Zasada d’Alamberta dla ruchu postępowego. Układy z tarciem.
13. Masowe momenty bezwładności. Zasada zachowania krętu.
14. Ruch postępowy i obrotowy, ruch płaski ciała doskonale sztywnego.
15. Kolokwium II.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia audytoryjne – 2 kolokwia, wg planu ćwiczeń. Kolokwium poprawkowe po wszystkich kolokwiach. Dopuszcza się możliwość podziału kolokwium poprawkowego na dwie partie materiału ćwiczeniowego.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa (OK) obliczana zgodnie z równaniem:
OK = 0.5W + 0.5C
gdzie W – ocena z ostatniego terminu egzaminu, C – ocena z ostatniego terminu ćwiczeń audytoryjnych.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Student wyrównuje zaległości na kolokwiach poprawkowych lub za zgodą prowadzącego ćwiczenia może przystąpić do zaliczenia ćwiczeń w innych terminach.

Prerequisites and additional requirements:

Algebra skalarów, wektorów i macierzy. Operatory różniczkowe i całkowe.

Recommended literature and teaching resources:

[ 1] Beer F.P., Johnston E.R., Vector mechanics for engineers: statics and dynamics, 10th edition, McGraw-Hill , New York, USA, 2012
[ 2] Brzoska Z., Wytrzymałość Materiałów, PWN, Warszawa 1983
[ 3] Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z., Wytrzymałość materiałów. Tom I, II, WNT, Warszawa 2013
[ 4] Engel Z., Gergiel J., Mechanika ogólna. Tom I, II, PWN, Warszawa 1990
[ 5] Giergiel J., Głuch L., Łopata A., Zbiór zadań z mechaniki. Metodyka rozwiązań, Skrypty uczelniane AGH, Kraków 2001
[ 6] Giergiel J., Uhl T., Zbiór zadań z mechaniki ogólnej, PWN, Warszawa 1987
[ 7] Janiczek R., Mechanika teoretyczna. Część I: Statyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1981
[ 8] Janiczek R., Mechanika teoretyczna. Część II: Kinematyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1982
[ 9] Janiczek R., Mechanika teoretyczna. Część III: Dynamika. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1984
[ 10] Kocańda S., Zmęczeniowe Niszczenie Metali, WNT, Warszawa 1978
[ 11] Landau L.D., Lifszyc J., Mechanika, PWN, Warszawa 2014
[ 12] Leyko J. Mechanika ogólna. Tom 1, Statyka i kinematyka, PWN, Warszawa 2016
[ 13] Leyko J. Mechanika ogólna. Tom 2, Dynamika, PWN, Warszawa 2016
[ 14] Leyko J., Szmelter J., Zbiór zadań z mechaniki ogólnej. Tom 1: Statyka, PWN, Warszawa 1978
[ 15] Leyko J., Szmelter J., Zbiór zadań z mechaniki ogólnej. Tom 2: Kinematyka i dynamika, PWN, Warszawa 1983
[ 16] Meriam J.L., Kraige L.G., Engineering Mechanics. Volume 1: Statics, 7th Edition, Wiley & Sons Inc., USA 2012
[ 17] Meriam J.L., Kraige L.G., Engineering Mechanics. Volume 2: Dynamics, 7th Edition, Wiley & Sons Inc., USA 2012
[ 18] Mieszczerski I. W., Zbiór zadań z mechaniki, PWN, Warszawa 1969
[ 19] Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, PWN, Warszawa 2015
[ 20] Skalmierski B., Mechanika. Wydanie czwarte rozszerzone, BNI PWN, Warszawa 1998
[ 21] Trombski M., Banasiak M., Grossman K., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, PWN, Warszawa 1998
[ 22] Zakrzewski M., Zawadzki J., Wytrzymałość materiałów, PWN, Warszawa 1983

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Leszczyński J., Using the fractional interaction law to model the impact dynamics of multiparticle collisions in arbitrary form, Physical Review E 70, 2004, 051315-1- 051315-15
2. Leszczyński J.S., Błaszczyk T., Modeling the transition between stable and unstable operation while emptying a silo, Granular Matter 13(4), 2011, 429-438
3. Błaszczyk T., Ciesielski M., Klimek M., Leszczyński J.S., Numerical solution of fractional oscillator equation, Applied Mathematics and Computation 218, 2011, 2480-2488
4. Leszczyński J.S., An introduction to fractional mechanics, Monograph no. 198, Publ. Office of Czestochowa University of Technology, Czestochowa 2011, 128 pages
5. Błaszczyk T., Leszczyński J.S., Szymanek E., Numerical solution of compsite left and right fractional Caputo derivative models for granular heat flow, Mechanics Research Communications 48, 2013, 42-45
6. Soiński M., Leszczyński J., Świeboda C., Kwiecień M., The applicability of nanocrystalline stacked cores for power electronics, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 48, 2015, 301–307.

Additional information:

-