SCI Библиотека

В последние годы в ряде статей обосновывается целесообразность дедуктивного метода изложения кинематики твердого тела. Предлагаются различные варианты построения основных выводов, при которых, в отличие от традиционного порядка, сначала рассматривается движение свободного твердого тела, а затем как частные случаи — отдельные виды движения. При этом не только сокращается время изучения кинематики, но и достигается возможность значительно углубить содержание этого раздела курса. Этому же вопросу посвящена и настоящая статья.

Предлагаемое изложение кинематики твердого тела в дополнение к отмеченным достоинствам дедуктивного метода позволяет, как показано в статье, существенно расширить класс задач, которые могут решаться по этому разделу курса.

Одним из главных понятий кинематики является связь. Уравнения связей должны быть исходным для получения основных результатов кинематики, как при решении задач. То обстоятельство, что обычно в курсах кинематики связи и уравнения связей вводятся позже, чем это требуется, с нашей точки зрения, досадным недоразумением.

С 25 января по 7 февраля 1979 г. в Тбилиси проходило второе Всесоюзное совещание-семинар заведующих кафедрами теоретической механики вузов страны. Одновременно 2 февраля был проведен XI пленум Научно-методического совета по теоретической механике. На совещании-семинаре был заслушан ряд докладов, в которых освещались вопросы развития различных областей механики и смежных с ней наук, методики преподавания, методологии и истории механики и др., связанные с педагогическим процессом.

В первой части настоящего выпуска помещены статьи по темам докладов в Тбилиси, во второй части — статьи, касающиеся методических вопросов, применения учебных пособий, а также статьи, которые могут быть использованы в работе городских семинаров и для повышения квалификации преподавателей.

Решение задач, поставленных перед высшей школой XXV съездом КПСС, требует от научно-педагогического коллектива кафедры теоретической механики усиления научно-исследовательской и учебно-научной работы среди студентов. Известно, что НИРС является одним из важнейших факторов развития творческой инициативы и воспитания навыков исследователей на основе органического сочетания учебной и научной деятельности всех кафедр института. При этом определяющее значение для формирования навыков мышления будущего инженера имеет теоретическая механика, как одна из фундаментальных дисциплин вуза, изучение которой начинается с первых семестров как дневной, так и вечерней форм обучения практически на всех специальностях.

Традиционное изложение статики абсолютно твердого тела основано на четырех аксиомах: о равновесии двух сил, о присоединении и вычитании уравновешенных сил, о параллелограмме сил и о равенстве действия и противодействия. Последние две аксиомы, используемые и при изложении динамики, являются аксиомами теоретической механики в целом. Что касается первых двух аксиом, то их можно считать аксиомами только в рамках статики, так как они вытекают из теорем динамики.

В предлагаемом изложении статики используются только общие аксиомы теоретической механики: правило параллелограмма сил, второй и третий законы Ньютона. Применение здесь понятия ускорения до изучения кинематики оправдано тем, что это понятие известно студентам из курса физики.

Одной из важнейших задач высшей школы является развитие у студентов навыков самостоятельной творческой работы. Эффективность обучения в высшей школе, конечно, зависит от многих причин, в том числе от квалификации преподавательского состава, от оснащения лабораторий новейшим оборудованием, от совершенства методики обучения и т. д., но в немалой степени она определяется тем путем, каким студент изучает и практически осваивает дисциплины учебного плана, каковы уровень и систематичность его самостоятельной работы.

Курс теоретической механики разделен на две части:

1. Первая часть: охватывает элементарную статику и кинематику точки и твердого тела.
2. Вторая часть: включает аналитическую статику и динамику материальной точки и системы.

Из-за ограниченного количества часов, выделенного на преподавание механики, вопросы, связанные с жидкостью, полностью опущены. Однако это не представляет существенного недостатка, поскольку эти темы входят в курс гидравлики.

И.М. Воронковым опубликовано свыше 50 научных и методических работ; его наиболее существенные научные работы можно классифицировать по следующим направлениям, указывающим на широту научных интересов автора.

Работы по теоретической механике:

• «О равновесии твердого тела, опирающегося на неладкую, неподвижную плоскость» (1959);
• «Построение центров кривизны траекторий точек твердого тела при плоскопараллельном движении» (1965);
• «О движении механической системы в том случае, когда внешними силами являются силы тяжести и сопротивление окружающей среды» (1957);
• «О движении материальной точки и системы точек в сопротивляющейся среде» (1955);
• «Об одном свойстве центробежных сил» (1953);
• «Некоторые случаи интегрируемости уравнений движения материальной точки в квадратурах» (1965);
• «О некоторых преобразованиях уравнений Лагранжа» (1947);
• «Геометрическая интерпретация принципа Гаусса» (1964);
• «О принципе Гаусса для механических систем» (1968);
• «О первых интегралах дифференциальных уравнений движения механической системы» (1972);
• «Об уравнениях движения механической системы» (1970).

В решениях XXV съезда КПСС перед советской высшей школой поставлена задача дальнейшего повышения качества подготовки специалистов. Эта задача акцентирует внимание на улучшении подготовки будущих специалистов по фундаментальным дисциплинам, таким как математика, физика, теоретическая механика и другим.

Роль научно-методических советов:
Значительное значение в этом процессе отводится научно-методическим советам, ответственным за обще-научные и инженерные дисциплины. Среди них выделяется Научно-методический совет по теоретической механике, который активно работает уже более 10 лет.

Среди всех подобных советов этот выделяется как один из наиболее активных и деятельных, оказывая существенную помощь Министерству высшего и среднего специального образования СССР.

В настоящем сборнике помещены статьи научно-методического и научного характера, освещающие методику преподавания и содержание курсов теоретической механики или развивающих вглубь отдельные научные вопросы курса.

В статье А.А. Яблонского приводится в систему установившаяся в нашей стране методика обучения по курсу теоретической механики.

В статье Л.Г. Лойшянского, намечающей пути дальнейшего развития курса теоретической механики, этот традиционный курс подвергается радикальному пересмотру. Хотя некоторые положения этой статьи представляются редколлегии спорными, признано полезным опубликовать ее в порядке обсуждения.

Согласно Уиттекеру, автору известного трактата по аналитической динамике, зарождение нового раздела данной науки — механики систем с заданными кинематическими связями, выражающимися неинтегрируемыми дифференциальными уравнениями вида