Detail předmětu

Statika

FSI-3STAk. rok: 2013/2014

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. Řešení výsledných vnitřních účinků v prutech integrálním a diferenciálním přístupem.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

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.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

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.

Učební cíle

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.

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.

Základní literatura

Beer, F. P. et al.: Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 12th ed., 2018 (EN)
Hibbeler, R. C.: Engineering Mechanics - Statics and Dynamics, 15th ed., 2022 (EN)
Potter, M. C. et al.: Schaum's Outline of Engineering Mechanics: Statics, 7th ed. (Schaum's Outlines), 2021 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MET , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-MAI , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-FIN , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B3S-P bakalářský

    obor B-STI , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor B-KSB , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Osnova

1. Vymezení mechaniky, základní pojmy, síla, moment síly k bodu a k ose.
2. Silové soustavy, jejich klasifikace a charakteristické veličiny.
3. Těžiště těles a metody jeho určení.
4. Ekvivalence silových soustav a statická rovnováha tělesa.
5. Základní úlohy statiky.
6. Geometrie a charakteristiky styku těles, výpočtové modely styku.
7. Algoritmus řešení statické rovnováhy tělesa, uložení tělesa.
8. Základní grafické konstrukce.
9. Soustavy těles a jejich statické řešení početně a graficky.
10 Prutové soustavy, obecná a postupná metoda styčníková.
11. Pasivní odpory - jejich analýza a výpočtové modely, základní stykové vazby a jejich uvolnění.
12. Pasivní odpory, řešení statické rovnováhy těles a soustav za pohybu.
13. Prutové těleso, výsledné vnitřní účinky v prutech - integrální a diferenciální přístup.

Cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Osnova

1. Moment síly a silové dvojice k bodu a k ose.
2. Náhrada silové soustavy jednou silou, výslednice rozloženého silového působení.
3. Uvolňování základních stykových vazeb, uložení tělesa.
4. Statická rovnováha pohyblivě uloženého tělesa, rovnovážná poloha.
5. Početní a grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.
6. Statická rovnováha vázaného tělesa s uvážením pasivních odporů.

Cvičení s počítačovou podporou

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Profant, Ph.D.
Ing. Martin Houfek, Ph.D.
Ing. Oldřich Ševeček, Ph.D.
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.
Ing. Petr Skalka, Ph.D.
Ing. Petr Lošák, Ph.D.

Osnova

1. Silová a momentová výslednice silové soustavy.
2. Určování těžiště homogenních a složených těles.
3. Řešení statické rovnováhy vázaného tělesa.
4. Klasifikace soustav těles, jejich pohyblivost a uvolňování.
5. Početní a grafické řešení prutových soustav.
6. Statická rovnováha soustav těles s uvážením pasivních odporů.
7. Výsledné vnitřní účinky v prutech - integrální a diferenciální přístup.