Statika (FSI-3ST)

Akademický rok 2012/2013
Garant: doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Statika je formulace a zavedení základních pojmů, formulace výpočtových modelů, teorií a algoritmů potřebných pro řešení statických problémů. Získané základní poznatky jsou nezbytné pro navazující kurzy mechaniky těles - Pružnost a pevnost a Dynamiku. Znalost řešení statických problémů je důležitá pro následný pružnostně- pevnostní návrh strojních součástí a konstrukcí.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti si osvojí základní pojmy mechaniky těles, popis a klasifikaci silových soustav, určení jejich charakteristických veličin a možností ekvivalentní náhrady silového působení. Získají znalosti o výpočtových modelech styku těles bez i s uvážením pasivních odporů, analýze kinematické a statické kvality uložení těles a jejich soustav, uvolnění těles a řešení jejich statické rovnováhy. Naučí se základní grafické metody řešení.
Prerekvizity:
Řešení soustav rovnic (lineárních, nelineárních), vektorový počet, základy maticového počtu, integrální počet.
Obsah předmětu (anotace):
Vymezení mechaniky těles a předmětu Statika, návaznost na ostatní předměty. Modelová a teoretická stránka mechaniky a vymezení základních pojmů. Soustavy silového působení, síla, moment síly k bodu a k ose. Klasifikace silových soustav a jejich charakteristické veličiny. Problém statické ekvivalence silových soustav a statické rovnováhy těles, základní úlohy statiky. Těžiště těles a metody jeho určení. Geometrie a charakteristiky styku těles, výpočtové modely styku. Uložení tělesa, algoritmus řešení statické rovnováhy vázaného tělesa. Soustavy vázaných těles a jejich statické řešení. Základní grafické konstrukce. Prutové soustavy a jejich statické řešení. Pasivní odpory - jejich analýza a výpočtové modely, uvolnění základních stykových vazeb při aktuálních pohybových stavech. Řešení statické rovnováhy pohyblivě uloženého tělesa a soustavy těles s uvážením pasivních odporů.
Metody vyučování:
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky k udělení zápočtu: Aktivní účast na cvičeních, získání minimálně 15 bodů v kontrolních testech průběžných znalostí. Bodový zisk z průběžných testů (max. 30 bodů) je součástí výsledné klasifikace předmětu. Zkouška: Akcentována je písemná část, ve které je možno získat max. 70 bodů. Náplní zkoušky je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu, případně doplněné vybranými otázkami z teorie. Konkrétní podobu zkoušky, typy a počet příkladů či otázek sdělí přednášející v průběhu semestru. Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku ze cvičení a u zkoušky. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit cvičením s jinou studijní skupinou v tomtéž týdnu nebo zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod.
    Cvičení  6 × 2 hod.
    Cvičení s poč. podporou  7 × 2 hod.
Osnova:
    Přednáška Vymezení mechaniky, modelová a teoretická stránka, základní pojmy.
Síla, moment síly k bodu a k ose.
Silové soustavy, jejich klasifikace a charakteristické veličiny.
Těžiště těles a metody jeho určení.
Ekvivalence silových soustav a statická rovnováha tělesa.
Základní úlohy statiky.
Geometrie a charakteristiky styku těles, výpočtové modely styku.
Algoritmus řešení statické rovnováhy tělesa, uložení tělesa.
Základní grafické konstrukce.
Soustavy těles a jejich statické řešení.
Prutové soustavy, metoda styčníková.
Pasivní odpory - jejich analýza a výpočtové modely, základní stykové vazby a jejich uvolnění.
Pasivní odpory, řešení statické rovnováhy těles a soustav za pohybu.
    Cvičení 1.Určování parametrů síly, moment síly k bodu a k ose.
3.Náhrada silové soustavy jednou silou, výslednice rozloženého silového působení.
5.Uvolňování základních stykových vazeb, uložení tělesa.
7.Statická rovnováha pohyblivě uloženého tělesa, rovnovážná poloha.
9.Početní a grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.
11.Početní a grafické řešení prutových soustav.
    Cvičení s poč. podporou 2.Moment silové dvojice, výslednice silové soustavy.
4.Určování těžiště homogenních a složených těles.
6.Řešení statické rovnováhy vázaného tělesa.
8.Klasifikace soustav těles, jejich pohyblivost a uvolňování.
10.Početní a grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.
12.Statická rovnováha vázaného tělesa s uvážením pasivních odporů.
13.Statická rovnováha soustav těles s uvážením pasivních odporů.
Literatura - základní:
1. Hibbeler, R. C.: Engineering Mechanics - Statics and Dynamics, 13th ed., 2012
2. Beer, J. P., Johnston, E. R. Jr.: Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 9th ed., 2009
3. Muvdi, B. B., Al-Khafaji, A. W., McNabb, J. W.: Statics for engineers, 1997
Literatura - doporučená:
1. Florian, Z., Ondráček, E., Přikryl, K.: Mechanika těles - statika, 1995
2. Florian, Z., Suchánek, M.: Mechanika těles - úlohy ze statiky, 1997
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3A-P prezenční studium B-MET Mechatronika -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B3A-P prezenční studium B-MAI Matematické inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B3A-P prezenční studium B-FIN Fyzikální inženýrství a nanotechnologie -- zá,zk 4 Povinný 1 2 Z
B3S-P prezenční studium B-STI Strojní inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z