Detail předmětu

Statika

FSI-3STAk. rok: 2025/2026

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 sil a momentů v přímých prutech integrálním a diferenciálním přístupem.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Vstupní znalosti

Řešení soustav rovnic (lineárních, nelineárních), vektorový počet, základy maticového počtu, integrální počet. Znalost práce se softwarem Maple.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky k udělení zápočtu:
Aktivní účast na cvičeních, získání minimálně 10 bodů ve třech kontrolních testech průběžných znalostí. Bodový zisk z průběžných testů (max. 20 bodů) je součástí výsledné klasifikace předmětu.

Zkouška:
Zkouška je rozdělena na dvě části. Náplní první části je průřezový písemný test, ze kterého je možno získat max. 40 bodů. Postup do druhé části zkoušky je podmíněn ziskem alespoň 20 bodů. V případě nesplnění této podmínky je zkouška hodnocena známkou "F". Náplní druhé části je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu, ze které je možno získat max. 40 bodů. Konkrétní podobu zkoušky, typy, počet příkladů či otázek a podrobnosti hodnocení 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.
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.

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.
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 a určování výsledných vnitřních účinků v prutech.

Základní literatura

Beer, F. P. et al.: Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 12th ed., 2018 (EN)
Budynas, R. G. a Nisbett, J. K. Shigleyho konstruování strojních součástí. 2. vyd. Editor Martin Hartl, Miloš Vlk, VUTIUM, 2023 (CS)
Florian, Z., Ondráček, E., Přikryl, K.: Mechanika těles - statika, 1995 (CS)
Florian, Z., Suchánek, M.: Mechanika těles - úlohy ze statiky, 1997 (CS)
Hibbeler, R. C.: Engineering Mechanics - Statics and Dynamics, 15th ed., 2022 (EN)
Islam, M. R., Al Faruque, M. A., Zoghi, B. & Kalevela, S. A. Engineering Statics (1st ed.). CRC Press, 2020 https://doi.org/10.1201/9781003098157 (EN)
Potter, M. C. et al.: Schaum's Outline of Engineering Mechanics: Statics, 7th ed. (Schaum's Outlines), 2021 (EN)
Schmerr Jr., L. W. Engineering Statics with MATLAB® (1st ed.), Chapman and Hall/CRC, 2024 https://doi.org/10.1201/9781003372592 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-FIN-P bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program B-KSI-P bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program B-MAI-P bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program B-MET-P bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program B-VTE-P bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-ZSI-P bakalářský

    specializace STI , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace MTI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Osnova

1. Vymezení předmětu statika, základní pojmy, síla, moment síly k bodu a k ose.
2. Silové soustavy, jejich klasifikace a charakteristické veličiny, tíhová síla a těžiště.
3. Statická ekvivalence silových soustav.
4. Statická rovnováha tělesa – charakteristiky vazeb bez pasivního účinku, uvolnění vazeb.
5. Početní řešení statické rovnováhy vázaného tělesa.
6. Grafické řešení statické rovnováhy vázaného tělesa.
7. Řešení statické rovnováhy soustav těles – početně a graficky.
8. Prutové soustavy.
9. Vazby s pasivním účinkem - analýza a výpočtové modely, uvolnění vazeb.
10. Řešení statické rovnováhy vázaného tělesa s vazbami s pasivním účinkem.
11. Řešení statické rovnováhy soustavy těles s pasivním účinkem.
12. Prut – definice a základní charakteristiky, zatížení a uložení.
13. Výsledné vnitřní síly a momenty v přímých prutech - integrální a diferenciální přístup.

Cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Osnova

Síla, moment síly k bodu a k ose.

Silová a momentová výslednice silové soustavy.

Náhrada silové soustavy jednou silou.

Určování těžiště homogenních a složených těles.

Statická rovnováha vázaného tělesa.

Statická rovnováha vázaného tělesa.

Statická rovnováha pohyblivě uloženého tělesa.

Početní řešení statické rovnováhy soustav těles.

Grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.

Početní a grafické řešení statické rovnováhy prutových soustav.

Statická rovnováha tělesa s uvážením pasivních odporů.

Statická rovnováha soustav těles s uvážením pasivních odporů.

Výsledné vnitřní síly a momenty v přímých prutech - integrální a diferenciální přístup.

Cvičení s počítačovou podporou

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D.

Osnova

Síla, moment síly k bodu a k ose.

Silová a momentová výslednice silové soustavy.

Náhrada silové soustavy jednou silou.

Určování těžiště homogenních a složených těles.

Statická rovnováha vázaného tělesa.

Statická rovnováha vázaného tělesa.

Statická rovnováha pohyblivě uloženého tělesa.

Početní řešení statické rovnováhy soustav těles.

Grafické řešení statické rovnováhy soustav těles.

Početní a grafické řešení statické rovnováhy prutových soustav.

Statická rovnováha tělesa s uvážením pasivních odporů.

Statická rovnováha soustav těles s uvážením pasivních odporů.

Výsledné vnitřní síly a momenty v přímých prutech - integrální a diferenciální přístup.