Mục tiêu của học phần: * Kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến thức về điều kiện cân bằng của vật rắn tuyệt đối dưới tác dụng của hệ lực; các đặc trưng của chuyển động như vận tốc, g
Trang 1BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN NGÀNH ĐÀO TẠO: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Hệ đào tạo: Đại học chính quy
Mã học phần: DC2CO22
4 Phân bổ thời gian:
- Lý thuyết, bài tập: 71 tiết
- Kiểm tra: 4 tiết
5 Điều kiện tiên quyết:
Học phần học trước: Vật lý đại cương 1 Mã HP: DC1CB21
6 Mục tiêu của học phần:
* Kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến thức về điều kiện cân bằng của vật rắn tuyệt đối dưới tác dụng của hệ lực; các đặc trưng của chuyển động như vận tốc, gia tốc, quỹ đạo; mối quan hệ giữa các chuyển động và lực tác dụng; các định lý, nguyên lý của động lực học
* Kỹ năng:
- Giải thành thạo các bài toán tính phản lực liên kết; bài toán ma sát;
- Xác định được các đặc trưng của chuyển động như vận tốc, gia tốc, quỹ đạo;
- Vận dụng các định lý, nguyên lý để giải các bài toán động lực học
7 Mô tả vắn tắt nội dung học phần:
Nội dung chính của học phần bao gồm:
- Phần 1 (Tĩnh học vật rắn): Nghiên cứu điều kiện cân bằng của các vật thể dưới tác dụng của hệ lực;
- Phần 2 (Động học vật rắn): Nghiên cứu các tính chất hình học của chuyển động của các vật thể mà chưa xét đến nguyên nhân gây ra các chuyển động đó;
- Phần 3 (Động lực học): Nghiên cứu chuyển động của vật thể dưới tác dụng của các lực
8 Nhiệm vụ của sinh viên:
- Nghiên cứu trước giáo trình, tài liệu học tập
- Tham gia đầy đủ các giờ lên lớp
- Hoàn thành các bài tập được giao đúng thời gian quy định
- Tham gia kiểm tra giữa kỳ và thi kết thúc học phần
9 Tài liệu học tập:
Trang 2- Sách, giáo trình chính:
[1] Nguyễn Thị Giang, Bùi Gia Phi, Đỗ Quang Chấn (2016), Cơ học cơ sở,
NXB Giao thông vận tải
[2] Bài tập Cơ học lý thuyết (2000), phần tĩnh học và động học, Trường Đại học
Giao thông vận tải
[3] Bài tập Cơ học lý thuyết (2000), phần động lực học, Trường Đại học Giao
thông vận tải
- Sách tham khảo:
[4] Chu Tạo Đoan (2007), Cơ học lý thuyết tập 1, NXB Giao thông vận tải.
[5] Chu Tạo Đoan (2007), Cơ học lý thuyết tập 2, NXB Giao thông vận tải.
10 Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên:
- Điểm kiểm tra giữa kỳ: 20%
11 Thang điểm: 10 (lấy một chữ số thập phân)
12 Nội dung chi tiết học phần:
12.1 Nội dung tổng quát:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo Tổngcộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
Chương 1: Các khái niệm và
tiên đề của tĩnh học 6
[1] Chương 1 6
Chương 2: Hai bài toán cơ bản
của tĩnh học
[2] Chương 1;3 10 Chương 3: Các bài toán đặc biệt
của tĩnh học vật rắn 14 1
[1] Chương 3 [2] Chương 1, 2 15 Phần II: ĐỘNG HỌC VẬT
Chương 4: Động học điểm – Hai
chuyển động cơ bản của vật rắn 6
[1] Chương 4 [2] Chương 4;5 6 Chương 5: Chuyển động song
phẳng của vật rắn
[2] Chương 6 10 Chương 6: Chuyển động phức
[1] Chương 6 [2] Chương 7 12
Chương 7: Các định luật cơ bản
và các định lý tổng quát của động
lực học
[3] Chương 1 8
Chương 8: Nguyên lý Đalămbe
-Nguyên lý di chuyển có thể (khả
dĩ)
[3] Chương 4,5 8
Trang 3Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo Tổngcộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
12.2 Nội dung chi tiết:
Phần I TĨNH HỌC
Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ TIÊN ĐỀ CỦA TĨNH HỌC
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên một số khái niệm cơ bản; các dạng liên kết thường gặp trong thực tế và phản lực liên kết; mô men của một lực đối với một điểm và với một trục
* Yêu cầu: Hiểu nội dung các tiên đề tĩnh học; nhận biết được liên kết và phản lực liên kết; tính thành thạo mô men của một lực đối với một điểm và với một trục
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
1.1.1 Lực
1.1.2 Vật rắn tuyệt đối
1.1.3 Các định nghĩa khác
1.2 Các tiên đề cơ bản của tĩnh học 1 [1] Tr.10-13 1
1.2.1 Tiên đề 1 (tiên đề 2 lực cân bằng)
1.2.2 Tiên đề 2 (tiên đề thêm bớt 2
lực cân bằng)
1.2.3 Tiên đề 3 (tiên đề hình bình
hành lực)
1.2.4 Tiên đề 4 (tiên đề lực tác dụng
và lực phản tác dụng)
1.2.5 Tiên đề 5 (tiên đề hoá rắn)
1.3 Liên kết và phản lực liên kết 2,5 [1] Tr.13-18 2,5 1.4 Tiên đề giải phóng liên kết 0,5 [1] Tr.18-19 0,5
1.5.1 Mô men của một lực đối với
một điểm
Trang 4Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
1.5.2 Mô men của một lực đối với
một trục
1.6.1 Định nghĩa, các yếu tố của
ngẫu lực
1.6.2 Tính chất của ngẫu lực
1.6.3 Hợp hệ ngẫu lực
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Các tiên đề tĩnh học, liên kết và phản lực liên kết Mô men của một lực đối với một điểm và một trục
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Hiểu được các khái niệm cơ bản; biết giải phóng liên kết cho các loại liên kết thường gặp; tính thành thạo mô men của một lực đối với một điểm và một trục
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên
Chương 2 HAI BÀI TOÁN CƠ BẢN CỦA TĨNH HỌC
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên cách thu gọn hệ lực về 1 tâm từ đó xác định điều kiện cân bằng của hệ lực
* Yêu cầu: Giải được bài toán thu gọn hệ lực về 1 tâm cho trước; ứng dụng linh hoạt các dạng phương trình cân bằng của hệ lực bất kỳ và các hệ lực đặc biệt để giải bài toán vật rắn cân bằng
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
2.1.1 Định lý dời lực song song
2.1.2 Thu gọn hệ lực không gian về
một tâm Véc tơ chính và mô men
chính của hệ lực
2.1.3 Các trường hợp tối giản khi thu
gọn
2.1.4 Định lý Varinhông
2.2.1 Điều kiện cân bằng của hệ lực [1] Tr 41-43
Trang 5Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
tổng quát Các phương trình cân bằng
của hệ lực
2.2.2 Điều kiện cân bằng của các hệ
38-49
4
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Thu gọn hệ lực về một tâm; Bài toán cân bằng hệ lực
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Ứng dụng các dạng phương trình cân bằng của hệ lực tổng quát và hệ lực đặc biệt để giải các bài toán xác định phản lực liên kết
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên
Chương 3 CÁC BÀI TOÁN ĐẶC BIỆT CỦA TĨNH HỌC VẬT RẮN
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên các bài toán cân bằng đặc biệt của tĩnh học vật rắn như bài toán đòn, vật lật, bài toán ma sát trượt, ma sát lăn, bài toán hệ vật; bài toán trọng tâm
* Yêu cầu: Ứng dụng được điều kiện cân bằng để giải các bài toán thực tế; vận dụng linh hoạt các phương pháp giải bài toán hệ vật để giải bài toán tính phản lực liên kết cho hệ vật
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
3.1.1 Định nghĩa
3.1.2 Điều kiện cân bằng
3.3.1 Liên kết trong và liên kết ngoài
3.3.2 Phương pháp giải
3.4.1 Định nghĩa lực ma sát trượt
3.4.2 Thí nghiệm Culông
3.4.3 Các tính chất của lực ma sát trượt
Trang 6Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
3.4.4 Góc ma sát và mặt nón ma sát
3.4.5 Điều kiện cân bằng
3.5.1 Định nghĩa
3.5.2 Các tính chất của ngẫu lực ma
sát lăn
3.5.3 Điều kiện cân bằng
3.6.1 Tâm hệ lực song song
3.6.2 Định nghĩa và công thức xác
định trọng tâm vật rắn
3.6.3 Các phương pháp xác định
trọng tâm vật rắn
3.6.4 Trọng tâm của một số vật đồng
chất thường gặp
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Bài toán vật lật; ma sát trượt; ma sát lăn; bài toán hệ vật
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Sinh viên vận dụng điều kiện cân bằng của đòn, vật lật và điều kiện cân bằng khi có ma sát để giải các bài toán thực tế; Vận dụng phương pháp giải một cách linh hoạt để giải bài toán hệ vật
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên; kiểm tra giữa kỳ
Phần II ĐỘNG HỌC VẬT RẮN
Chương 4 ĐỘNG HỌC ĐIỂM – HAI CHUYỂN ĐỘNG CƠ BẢN CỦA VẬT
RẮN
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên:
- Các phương pháp để xác định phương trình chuyển động, vận tốc, gia tốc của điểm chuyển động
- Kiến thức về 2 dạng chuyển động cơ bản của vật rắn là chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay
Trang 7* Yêu cầu:
- Hiểu các công thức xác định vận tốc, gia tốc của điểm theo các phương pháp để giải các bài toán ứng dụng
- Hiểu được tính chất của chuyển động tịnh tiến; ứng dụng các công thức xác định vận tốc góc, gia tốc góc của chuyển động quay để giải được bài toán vật rắn chuyển động quay
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
4.1.1 Phương pháp vectơ
4.1.2 Phương pháp tọa độ Đề các
4.1.3 Phương pháp tọa độ tự nhiên
4.1.4 Các chuyển động đặc biệt
4.2 Hai chuyển động cơ bản của vật
rắn
4.2.1 Chuyển động tịnh tiến của vật
rắn
4.2.1.1 Định nghĩa
4.2.1.2 Tính chất
4.2.2 Chuyển động quay quanh trục
cố định của vật rắn
4.2.2.1 Định nghĩa
4.2.2.2 Phương trình chuyển động,
vận tốc góc và gia tốc góc của vật
4.2.2.3 Chuyển động quay đều và
biến đổi đều
4.2.2.4 Khảo sát chuyển động của
điểm thuộc vật
4.2.3 Cơ cấu truyền động
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Phương trình chuyển động, vận tốc, gia tốc của điểm theo phương pháp toạ độ Đề các và toạ độ tự nhiên; Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Tính được vận tốc, gia tốc của điểm và của vật trong các chuyển động cơ bản
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên
Trang 8Chương 5 CHUYỂN ĐỘNG SONG PHẲNG CỦA VẬT RẮN
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên kiến thức về chuyển động song phẳng và các phương pháp để xác định vận tốc, gia tốc của điểm thuộc vật rắn chuyển động song phẳng
* Yêu cầu: Xác định thành thạo vận tốc, gia tốc của điểm thuộc vật chuyển động song phẳng
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
5.2 Khảo sát chuyển động của vật 0,5 [1] Tr 118-119 0,5 5.3 Vận tốc của điểm trên hình
phẳng
5.3.1 Tìm vận tốc của điểm qua vận
tốc của điểm cực
5.3.2 Định lý hình chiếu vận tốc
5.3.3 Tâm vận tốc tức thời
5.3.4 Ví dụ
5.4 Gia tốc của điểm trên hình
[1] Tr 124-134 2
5.4.1 Tìm gia tốc của điểm qua điểm
cực
5.4.2 Tâm gia tốc tức thời
5.4.3 Ví dụ
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Vận tốc và gia tốc của điểm thuộc vật rắn chuyển động song phẳng
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Xác định thành thạo vận tốc, gia tốc của điểm thuộc vật rắn chuyển động song phẳng
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên
Chương 6 CHUYỂN ĐỘNG PHỨC HỢP CỦA ĐIỂM
a Mục đích, yêu cầu:
Trang 9* Mục đích: Trang bị cho sinh viên kiến thức về chuyển động tương đối, chuyển động theo, chuyển động tuyệt đối để xác định vận tốc và gia tốc của điểm trong chuyển động phức hợp
* Yêu cầu: Phân tích được chuyển động phức hợp thành chuyển động tương đối, tuyệt đối, chuyển động theo; ứng dụng thành thạo định lý hợp vận tốc và gia tốc để giải các bài toán thực tế
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
6.3.1 Định lý
6.3.2 Cách xác định gia tốc Côriôlis
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Định lý hợp vận tốc, định lý hợp gia tốc
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Phân tích đúng bài toán chuyển động phức hợp: như hệ động, hệ cố định, chuyển động tuyệt đối, chuyển động tương đối, chuyển động theo Ứng dụng thành thạo định lý hợp vận tốc và gia tốc để giải các bài toán
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên; kiểm tra giữa kỳ
Phần III ĐỘNG LỰC HỌC
Chương 7 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN VÀ CÁC ĐỊNH LÝ TỔNG QUÁT
CỦA ĐỘNG LỰC HỌC
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên các định luật cơ bản và các định lý tổng quát của động lực học
* Yêu cầu:
Trang 10Hiểu các định luật Niutơn, biết ứng dụng phương trình vi phân chuyển động của chất điểm để giải các bài toán cơ bản của động lực học; vận dụng linh hoạt các định lý và vận dụng linh hoạt các định lý để giải các bài toán
b Nội dung chi tiết:
Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
7.1.2 Các định luật cơ bản của
động lực học
[1] Tr 151-152
7.1.2.1 Định luật quán tính
7.1.2.2 Định luật cơ bản của động
lực học
7.1.2.3 Định luật tác dụng và phản
tác dụng
7.1.2.4 Định luật độc lập tác dụng
của lực
7.1.3 Phương trình vi phân chuyển
động của chất điểm
[1] Tr 152-154
7.1.3.1 Dạng tọa độ Đề các
7.1.3.2 Dạng tọa độ tự nhiên
7.1.4 Hai bài toán cơ bản của động
lực học
[1] Tr 154-158
7.1.4.1 Bài toán thuận
7.1.4.2 Bài toán ngược
7.2 Các định lý tổng quát của động
lực học
7.2.1.1 Khối tâm của cơ hệ
7.2.1.2 Mô men quán tính của vật rắn
7.2.2 Định lý chuyển động khối
[1] Tr 160-163 1
7.2.2.1 Định lý chuyển động khối
tâm
7.2.2.2 Định luật bảo toàn chuyển
động của khối tâm
7.2.3.1 Định nghĩa động lượng
7.2.3.2 Xung lượng của lực
7.2.3.3 Định lý biến thiên động
Trang 11Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
lượng
7.2.3.4 Định luật bảo toàn động
lượng của cơ hệ
7.2.4 Định lý biến thiên mô men
động lượng
7.2.4.1 Định nghĩa mô men động
lượng
7.2.4.2 Định lý mô men động lượng
7.2.4.3 Các trường hợp bảo toàn mô
men động lượng của hệ
7.2.5.1 Định nghĩa động năng
7.2.5.2 Công của lực
7.2.5.3 Định lý động năng
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Phương trình vi phân chuyển động của chất điểm; Định lý động lượng; định lý biến thiên mô men động lượng; định lý chuyển động khối tâm; định lý động năng
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Vận dụng phương trình vi phân chuyển động của chất điểm để giải được các bài toán thực tế; Áp dụng các định lý để chọn phương pháp giải đúng và cho kết quả chính xác
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên
Chương 8 NGUYÊN LÝ ĐALĂMBE – NGUYÊN LÝ DI CHUYỂN CÓ THỂ
(KHẢ DĨ )
a Mục đích, yêu cầu:
* Mục đích: Trang bị cho sinh viên kiến thức về nguyên lý Đalămbe và nguyên lý di chuyển có thể
* Yêu cầu: Hiểu nội dung nguyên lý Đalămbe và nguyên lý di chuyển có thể để
áp dụng giải các bài toán động lực học
b Nội dung chi tiết:
Trang 12Nội dung
Phân bổ thời gian
Tài liệu học tập, tham khảo
Tổng cộng
Lý
thuyết, Bài tập
Thảo luận
Thực hành, Thí nghiệm
Kiểm tra
8.1.3 Thu gọn các lực quán tính
của vật rắn
[1] Tr 188-191
8.1.4 Phản lực động tác dụng lên
trục quay Cân bằng động các khối
lượng
[1] Tr.191-192
8.2 Nguyên lý di chuyển có thể (khả
dĩ)
8.2.1 Liên kết và phân loại liên kết 0,5 [1] Tr 192-195 0,5
8.2.1.1 Cơ hệ tự do và không tự do
8.2.1.2 Phân loại các liên kết
8.2.2 Di chuyển có thể, Số bậc tự
do của cơ hệ
0,5 [1] Tr 195-200 0,5
8.2.2.1 Định nghĩa di chuyển có thể
của cơ hệ
8.2.2.2 Số bậc tự do của cơ hệ
8.2.3 Nguyên lý di chuyển có thể
[1] Tr 200-205 1
8.2.3.1 Định nghĩa liên kết lý tưởng
8.2.3.2 Nguyên lý di chuyển có thể
của hệ
c Hướng dẫn thực hiện:
* Trọng tâm của chương: Nguyên lý Đalămbe; nguyên lý di chuyển có thể
* Kiến thức, kỹ năng cần đạt: Biết áp dụng nguyên lý Đalămbe và nguyên lý di chuyển có thể để giải các bài toán tìm lực chủ động, phản lực liên kết tác dụng lên hệ khi vật cân bằng
* Đánh giá kết quả: Kiểm tra thường xuyên, kiểm tra giữa kỳ
12.3 Lịch trình tổ chức dạy học
Mỗi tuần bố trí 5 giờ học, dạy hết học phần trong 15 tuần (5 tín chỉ) Bố trí dạy vào học kỳ 2 (năm học thứ 1)