Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mechanika 2
Course of study:
2019/2020
Code:
RIMM-1-305-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mechanical and Materials Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Cieplok Grzegorz (cieplok@agh.edu.pl)
Module summary

Moduł obejmuje problematykę opisu ruchu układów materialnych pod wpływem przyłożonych do nich układów sił. Poczynając od ruchu swobodnego punktu materialnego, aż po ruch ogólny układu ciał sztywnych student nabywa umiejętności formułowania dynamicznych równań ruchu, a w pewnych zakresach umiejętności ich ścisłego rozwiązywania. Szczególny nacisk w tym zakresie kładzie się na umiejętność uwalniania złożonego układu mechanicznego od więzów, stosowanie praw Newtona, zasady ruchu środka masy, praw pędu i popędu, równania Mieszczerskigo, równań ciał sztywnych w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim oraz prawa równowartości energii kinetycznej i pracy. W formie przykładów rozpatrywany jest ruch kulisty i ogólny ciał sztywnych, a w zakresie podstaw mechaniki analitycznej wykładane są równania Lagrange’a I i II rodzaju oraz zasada prac przygotowanych.

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 Student rozumie potrzebę ciągłego poszerzania stanu wiedzy dla rozwiązywania zmieniających się zadań inżynierskich. IMM1A_K01 Participation in a discussion
Skills: he can
M_U001 Student potrafi zapisać równania dynamiczne ruchu punktu i brył dla podstawowych przypadków. IMM1A_U15 Examination
M_U002 Student potrafi dobrać moc układu napędowego dla typowych układów technicznych. IMM1A_U15 Examination
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna i rozumie podstawowe metody analizy dynamiki punktu materialnego i bryły oraz układów o zmiennej masie. IMM1A_W08 Examination
M_W002 Student zna i rozumie pojęcia mocy , pracy, energii kinetycznej i potencjalnej oraz prawa zachowania w odniesieniu do tych wielkości. IMM1A_W08 Examination
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
56 28 28 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 Student rozumie potrzebę ciągłego poszerzania stanu wiedzy dla rozwiązywania zmieniających się zadań inżynierskich. + + - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi zapisać równania dynamiczne ruchu punktu i brył dla podstawowych przypadków. + + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi dobrać moc układu napędowego dla typowych układów technicznych. + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie podstawowe metody analizy dynamiki punktu materialnego i bryły oraz układów o zmiennej masie. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student zna i rozumie pojęcia mocy , pracy, energii kinetycznej i potencjalnej oraz prawa zachowania w odniesieniu do tych wielkości. + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 152 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 h
Preparation for classes 56 h
Realization of independently performed tasks 35 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (28h):

1. Prawa dynamiki Newtona. Prawo powszechnego ciążenia. Masa, ciężar, przyspieszenie ziemskie. Budowa równań dynamicznych ruchu swobodnego punktu materialnego przy różnych sposobach opisu ruchu.
2. Drgania liniowe nietłumione. Drgania swobodne, wymuszone, rezonans stacjonarny.
3. Drgania liniowe tłumione. Wibroizolacja siłowa i przemieszczeniowa.
4. Dynamika ruchu nieswobodnego punktu materialnego. Równania Lagrange’a I rodzaju.
5. Dynamika ruchu względnego.
6. Układ punktów materialnych. Środek masy układu punktów materialnych, prawo ruchu środka masy. Zasada d’Alemberta.
7. Pęd i popęd. Zasada pędu i popędu, zasada zachowania pędu. Ruch ciał o zmiennej masie. Centralne zderzenie brył. Współczynnik restytucji.
8. Momenty bezwładności. Elipsoida bezwładności. Osie i momenty główne bezwładności.
9. Kręt. Zasada krętu, zasada zachowania krętu. Środek masy układu punktów materialnych a jego kręt.
10. Praca, moc, energia, sprawność. Energia kinetyczna punktu materialnego. Zasada równowartości energii kinetycznej i pracy. Twierdzenie Koeniga. Energia kinetyczna brył.
11. Potencjalne pole sił. Praca sił pola potencjalnego. Zasada zachowania energii.
12. Równania dynamiczne prostych przypadków ruchu brył.
13. Ruch kulisty i dowolny bryły. Równania Eulera. Przybliżona teoria żyroskopu.
14. Równania Lagrange’a II rodz dla sił potencjalnych i niepotencjalnych. Zasada prac przygotowanych.
15. Reakcje dynamiczne w ruchu obrotowym. Niewyważenie statyczne i dynamiczne.

Auditorium classes (28h):

1. Budowa równań dynamicznych ruchu swobodnego punktu materialnego przy różnych sposobach opisu ruchu.
2. Drgania liniowe nietłumione. Drgania swobodne, wymuszone, rezonans stacjonarny.
3. Drgania liniowe tłumione. Wibroizolacja siłowa i przemieszczeniowa.
4. Dynamika ruchu względnego.
5. Układ punktów materialnych. Środek masy układu punktów materialnych, prawo ruchu środka masy. Zasada d’Alemberta.
6. Pęd i popęd. Zasada pędu i popędu, zasada zachowania pędu. Ruch ciał o zmiennej masie.
7. Wyznaczanie momentów bezwładności. Osie i momenty główne bezwładności.
8. Kręt. Zasada krętu, zasada zachowania krętu. Środek masy układu punktów materialnych a jego kręt.
9. Praca, moc, energia, sprawność. Energia kinetyczna punktu materialnego. Zasada równowartości energii kinetycznej i pracy. Twierdzenie Koeniga. Energia kinetyczna brył.
10. Potencjalne pole sił. Praca sił pola potencjalnego. Zasada zachowania energii.
11. Równania dynamiczne prostych przypadków ruchu brył.
12. Ruch kulisty i dowolny bryły. Równania Eulera. Przybliżona teoria żyroskopu.
13. Równania Lagrange’a II rodz dla sił potencjalnych i niepotencjalnych. Zasada prac przygotowanych.
14. Zderzenie proste centralne brył. Wyznaczanie prędkości ciał po zderzeniu.
15. Zaliczenie ćwiczeń.

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:

Warunkiem koniecznym zaliczenia ćwiczeń jest napisanie na ocenę pozytywną dwóch kolokwiów z zakresu:
1. Dynamiki punktu materialnego
2. Dynamiki ciała sztywnego i zasad mechaniki
oraz obecność na co najmniej 10 zajęciach.

Ocenę z zajęć ustala nauczyciel prowadzący ćwiczenia na podstawie pisemnych prac kontrolnych i odpowiedzi ustnych.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń.

Dopuszczalny jest jeden termin poprawkowy zaliczenia ćwiczeń.

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 jest średnią arytmetyczną ocen z zaliczenia i zdawanych egzaminów.

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

Dopuszcza się odrobienie 3 nieobecności na zajęciach w innych grupach tego samego kierunku, pod warunkiem, że sumaryczna liczba studentów w grupie nie przekroczy ilości określonej regulaminem studiów.

Prerequisites and additional requirements:

1. Znajomość analizy matematycznej, rachunku wektorowego i macierzowego.
2. Umiejętność rozwiązywania równań różniczkowych liniowych o stałych współczynnikach pierwszego i drugiego rzędu oraz nieliniowych pierwszego rzędu metodą rozdzielenia zmiennych.

Recommended literature and teaching resources:

1. Engel Z., Giergiel J. Mechanika ogólna t.1 i t.2. PWN, Warszawa 1990.
2. Leyko J. Mechanika ogólna, t.1 i t.2, PWN, Warszawa 2001.
3. Osiński Z. Mechanika ogólna. PWN, Warszawa 1994.
4. Beer F.P, Johnston E.R, Mazurek D. , Cornwell P., Eisenberg E. Vector Mechanics For Engineers: Statics & Dynamics, McGraw-Hill, USA, 2010, 2007, 2004, 1997.
5. Nizioł J. Metodyka rozwiązywania zadań z mechaniki. WNT, Warszawa 2002.
6. Mieszczerski, I. W. Zbiór zadań z mechaniki. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1969.

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

1. Grzegorz CIEPLOK, Self-Exciting Wire Transducer For Time Variable Strains Measuring, Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. American Society of Mechanical Engineers, USA, 2018.
2. Grzegorz CIEPLOK, Estimation of the resonance amplitude in machines with inertia vibrator in the coast-down phase, Mechanics & Industry, France, 2017 (w kolejce do druku).
3. Grzegorz CIEPLOK, Łukasz KOPIJ, The application of self-oscillation in wire gauges, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2017 vol. 55 iss. 1.
4. Grzegorz CIEPLOK, A wire transducer in a system with a van der Pol oscillator and velocity feedback, Nonlinear Analysis: Modelling and Control, 2017 vol. 22 no. 4.
5. Grzegorz CIEPLOK, Marian SIKORA, Two-mass dynamic absorber of a widened antiresonance zone, The Archive of Mechanical Engineering, 2015 vol. 62 no. 2, s. 257–277.

1. Piotr CZUBAK, Vibratory conveyor of the controlled transport velocity with the possibility of the reversal operations, Journal of Vibroengineering, 2016 vol. 18 iss. 6, s. 3539–3547.
2. Piotr CZUBAK, Equalization of the transport velocity in a new two-way vibratory conveyer, Archives of Civil and Mechanical Engineering, Polish Academy of Sciences. Wrocław Branch, 2011 vol. 11 no. 3, s. 573–586.
3. Piotr CZUBAK, Wybrane zagadnienia dynamiki przenośników wibracyjnych, Kraków : Wydawnictwa AGH, 2013, (Rozprawy/ Monografie 267).

1. Łukasz BEDNARSKI, Jerzy MICHALCZYK, Modelling of the working process of vibratory conveyors applied in the metallurgical industry, Archives of Metallurgy and Materials / Polish Academy of Sciences., 2017 vol. 62 iss. 2, s. 721–728.
2. Jerzy MICHALCZYK, Łukasz BEDNARSKI, Marek GAJOWY, Feed material influence on the dynamics of the suspended screen at its steady state operation and transient states, Archives of Mining Sciences, 2017 vol. 62 iss. 1, s. 145–161.
3. Jerzy MICHALCZYK, Łukasz BEDNARSKI, Overcoming of a resonance stall and the minimization of amplitudes in the transient resonance of a vibratory machine by the phase modulation method, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2010 vol. 132 no. 5,

1. Sebastian PAKUŁA, Badania symulacyjne pierścieniowego synchronicznego eliminatora drgań w stanie ustalonym, Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich, 2013 R. 72 nr 3, s. 27–31.
2. Jerzy MICHALCZYK, Sebastian PAKUŁA, Phase control of the transient resonance of the automatic ball balancer, Mechanical Systems and Signal Processing, 2016 vol. 72-73, s. 254–265.
3. Jerzy MICHALCZYK, Sebastian PAKUŁA, Wpływ parametrów kul na efektywność synchronicznego eliminatora drgań, Modelowanie Inżynierskie / Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej, 2012 t. 12 nr 43, s. 185–192.

Additional information:

Do grupy pościgowej mogą być przyjęci studenci, którzy uzyskałi zaliczenie z ćwiczeń.