Dynamics ديناميک
|
Instructor: Dr. Kaveh Karami
Level: Undergraduate
Prerequisites: -
Credits: 3
Department: Civil Engineering
|
مدرس: دکتر
کاوه کرمی
مقطع: کارشناسی
پیشنیاز: -
تعداد واحد: 3
گروه آموزشی:
مهندسی عمران
|
معرفی درس ديناميک درس
دینامیک یکی از دروس پایه و اساسی در مهندسی عمران و سایر رشتههای مهندسی
است که به مطالعه قوانین حرکت ذرات مادی و اجسام صلب تحت اثر نیروها میپردازد.
هدف اصلی این درس، آشنایی دانشجویان با اصول حاکم بر حرکت اجسام در فضا و توانمند
ساختن آنها در تحلیل کمی حرکت با استفاده از قوانین مکانیک کلاسیک است. در بخش
نخست درس، سینماتیک و سینتیک ذرات مادی مورد مطالعه قرار میگیرد. حرکت ذرات بر روی
مسیرهای مستقیم و منحنی، بهصورت مطلق و نسبی بررسی شده و قوانین نیوتن بهعنوان
مبنای تحلیل حرکت معرفی میشوند. مفاهیمی نظیر مقدار حرکت خطی و زاویهای، تعادل دینامیکی،
کار و انرژی، ضربه و مقدار حرکت، و همچنین قانون جاذبه نیوتنی برای تحلیل مسائل
متنوع حرکت ذرات به کار گرفته میشوند. در ادامه، سینماتیک و سینتیک اجسام صلب در صفحه
و فضا بررسی میشود و رفتار دینامیکی اجسام صلب تحت اثر نیروها و گشتاورها تحلیل میگردد.
در بخش پایانی درس، مبانی ارتعاشات مکانیکی معرفی شده و رفتار ارتعاش آزاد
و اجباری سیستمهای یک درجه آزادی مورد مطالعه قرار میگیرد. این بخش، دانشجویان
را برای درک دروس پیشرفتهتر مانند دینامیک سازهها و تحلیل لرزهای آماده میسازد.
Course Description of Dynamics
Dynamics is a fundamental undergraduate course in engineering that
deals with the laws governing the motion of particles and rigid bodies under
the action of forces. The main objective of this course is to introduce
students to the principles of classical mechanics and to develop their ability
to analyze motion quantitatively using well-established physical laws. Emphasis
is placed on understanding the relationship between forces, motion, and energy.
The
course begins with the kinematics and kinetics of particles. Absolute and
relative motion of particles along straight and curved paths are studied,
followed by the application of Newton’s laws of motion. Key concepts such as
linear and angular momentum, dynamic equilibrium, work and energy, impulse and
momentum, and Newtonian gravitation are introduced and applied to the analysis
of particle motion.
The second part of the course focuses on the
kinematics and kinetics of rigid bodies in planar motion and three-dimensional
space. The dynamic behavior of rigid bodies under applied forces and moments is
analyzed using momentum and energy principles. The course concludes with an
introduction to mechanical vibrations, covering free and forced
vibration of single-degree-of-freedom systems. This topic provides a foundation
for advanced courses such as structural dynamics and earthquake engineering.
اهداف
آموزشی درس
در
این درس، دانشجویان میآموزند چگونه حرکت اجسام را توصیف کرده و ارتباط میان نیروها،
حرکت و انرژی را بهصورت نظاممند بررسی کنند.
Learning Outcomes
In
this course, students learn how to describe the motion of objects and
systematically examine the relationship between forces, motion, and energy.
مباحث مورد بررسی: 1. سینماتیک
ذرات مادی: حرکت مطلق و نسبی ذرات مادی بر روی خط مستقیم و منحنی.
2. سینتیک ذرات
مادی: قانون نیوتن، مقدار حرکت خطی، روابط حرکت، تعادل دینامیکی،
مقدار حرکت زاویهای، روابط حرکت برحسب شعاعی و مماسی، قانون جاذبه نیوتنی، کاربرد
روشهای تعادل دینامیکی، کار، انرژی، ضربه و مقدار حرکت در مطالعه حرکات ذرات.
3. سینماتیک
اجسام صلب: بررسی حرکت اجسام صلب در صفحه و در فضا.
4. سینتیک اجسام
صلب: مقدار حرکت زاویهای اجسام صلب، کاربرد اصول ضربه و مقدار
حرکت در مطالعه اجسام صلب در فضا، انرژی سینتیک اجسام صلب در فضا. 5. ارتعاشات
مکانیکی: بررسی ارتعاشات آزاد و اجباری دستگاههای با یک درجه آزادی.
Course Topics:
1. Kinematics of
Particles: absolute and relative motion of particles along straight-line and
curvilinear paths.
2. Kinetics of
Particles: Newton’s laws of motion; linear momentum; equations of motion;
dynamic equilibrium; angular momentum; equations of motion in radial and
tangential coordinates; Newton’s law of universal gravitation; application of
dynamic equilibrium methods; application of work–energy and impulse–momentum
principles in the analysis of particle motion.
3. Kinematics of
Rigid Bodies: analysis of planar and spatial motion of rigid bodies.
4. Kinetics of
Rigid Bodies: angular momentum of rigid bodies; application of impulse–momentum
principles in the analysis of rigid body motion in space; kinetic energy of
rigid bodies in spatial motion.
5. Mechanical
Vibrations: analysis of free and forced vibrations of single-degree-of-freedom
systems.
References
1. Vector Mechanics
for Engineers: Dynamics, 10th edition. Ferdinand Beer- E. Russell Johnston Jr. -
Phillip Cornwell.
2. Engineering
Mechanics-Dynamics, 7th Edition. J. L. Meriam, L. G. Kraige 3. Dynamics
(4th Edition). Irving H. Shames.
Lectures & Homeworks:
|