Statiikan perusteet (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija osaa
määritellä voiman ja momentin
yhdistellä voimia
laskea voiman momentin pisteen suhteen
korvata voimasysteemin toisella
esittää kappaleeseen vaikuttavat voimat ja piirtää vapaakappalekuvio
kirjoittaa kappaleen tasapainoyhtälöt
ratkaista tasapainoyhtälöiden avulla voimasuureita
ratkaista sauvarakenteen tukireaktiot
tunnistaa staattisesti määrätty sauvarakenne
tunnistaa kaatumisen
esittää kitkavoiman
laskea sauvarakenteen sisäisiä voimasuureita
piirtää voimasuurepintoja
Tiedolliset oppimistulokset:
Opiskelija tuntee statiikan peruskäsitteet. Hän pystyy selittämään jäykän kappaleen tasapainon merkityksen. Hän pystyy selittämään sisäisten ja ulkoisten voimien merkityksen jäykän kappaleen tasapainotarkasteluissa. Opiskelija pystyy esittämään jäykän kappaleen tasapainoon vaikuttavat seikat myös kaatumisen yhteydessä sekä silloin, kun tasapainoa pitää yllä kitka. Opiskelija osaa selittää kappaleen sisäisten voimasuureiden merkityksen sen koossa pysymisen kannalta. Opiskelija pystyy selittämään sauvarakenteiden sisäisten voimasuureiden merkkisäännöt ja voimasuurepintojen tarkoituksen.
Taidolliset oppimistulokset :
Opiskelija osaa käsitellä voimasysteemejä ja muodostaa ekvivalentin voimasysteemin. Hän osaa muodostaa vapaakappalekuvion ja käyttää sitä. Hän osaa muodostaa ja ratkaista tasapainoyhtälöitä. Hän osaa ratkaista köysivoimat ja muita yksinkertaisia sisäisiä voimia. Hän tunnistaa staattisesti määrätyn sauvarakenteen ja osaa ratkaista sen tukireaktiot. Opiskelija osaa suorittaa jäykän kappaleen kaatumistarkastelut sekä käsitellä myös kitkavoiman osana

Sisältö

Statiikan peruskäsitteet perustuen Newtonin mekaniikan lakeihin
Voimasysteemien käsittely
Voimasysteemin momentti pisteen suhteen, voimapari
Jakautunut voima
Partikkelin ja kappaleen tasapaino
Vapaakappalekuvioiden muodostaminen ja käyttö
Sisäiset ja ulkoiset voimat osana tasapainosysteemiä
Köysivoimat köysi- ja taljasysteemeissä
Sauvarakenteiden tukireaktiot
Nivelrakenteiden tukireaktiot
Jäykän kappaleen kaatuminen
Kitkavoima osana tasapainosysteemiä
Sauvarakenteen sisäiset voimasuureet ja niiden merkkisäännöt
Palkin ja kehärakenteen sisäisten voimasuureiden lausekkeet
Voimasuurepinnat
Nivelrakenteet

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija osaa
esittää voimasysteemien käsittelyä
toistaa tasapainoyhtälöiden periaatteita
esittää voimasuureiden ja tukireaktioiden ratkaisun periaatteet
tunnistaa kappaleen kaatumisen
esittää kitkavoiman periaatteen
kirjoittaa sauvarakenteiden sisäisten voimasuureiden lausekkeita
toistaa voimasuurepintoja

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa
käsitellä ja ratkaista voimasysteemejä
kirjoittaa tasapainoyhtälöitä
löytää ja ratkaista kysytyt voimasuureet ja tukireaktiot
analysoida kappaleen kaatumista
laskea ja soveltaa kitkavoimaa
kirjoittaa ja soveltaa sauvarakenteiden sisäisten voimasuureiden lausekkeita
ratkaista voimasuurepintoja

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa
johtaa ja analysoi voimasysteemejä
kirjoittaa ja soveltaa kappaleen tasapainoyhtälöitä
johtaa ja ratkaista kysytyt voimasuureet ja tukireaktiot
johtaa laskentamallin kappaleen kaatumisesta
kehittää ja soveltaa mallia kitkavoimalle
ratkaista ja soveltaa sauvarakenteiden sisäisten voimasuureiden lausekkeet
ratkaista ja yleistää voimasuurepintoja

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija osaa
esittää voimasysteemien käsittelyä
toistaa tasapainoyhtälöiden periaatteita
esittää voimasuureiden ja tukireaktioiden ratkaisun periaatteet
tunnistaa kappaleen kaatumisen
esittää kitkavoiman periaatteen
kirjoittaa sauvarakenteiden sisäisten voimasuureiden lausekkeita
toistaa voimasuurepintoja

Esitietovaatimukset

Algebra, trigonometria, vektorilaskenta, Newtonin mekaniikka