Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechanika 2
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIMM-1-305-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechaniczna i Materiałowa
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Cieplok Grzegorz (cieplok@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna i rozumie podstawowe metody analizy dynamiki punktu materialnego i bryły oraz układów o zmiennej masie. IMM1A_W08 Egzamin
M_W002 Student zna i rozumie pojęcia mocy , pracy, energii kinetycznej i potencjalnej oraz prawa zachowania w odniesieniu do tych wielkości. IMM1A_W08 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi zapisać równania dynamiczne ruchu punktu i brył dla podstawowych przypadków. IMM1A_U15 Egzamin
M_U002 Student potrafi dobrać moc układu napędowego dla typowych układów technicznych. IMM1A_U15 Egzamin
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego poszerzania stanu wiedzy dla rozwiązywania zmieniających się zadań inżynierskich. IMM1A_K01 Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 28 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
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. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego poszerzania stanu wiedzy dla rozwiązywania zmieniających się zadań inżynierskich. + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 152 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 56 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 35 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

Ćwiczenia audytoryjne (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie klasycznego wykładu tablicowego.
  • Ćwiczenia audytoryjne: 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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

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