M. T. Normurodov udk: 553,3(075)
l m / s 2 ga teng b o‘ladi? [h= 13,6 Mm.]
Download 16 Kb. Pdf ko'rish
|
l m / s 2 ga teng b o‘ladi? [h= 13,6 Mm.] 6. 1 kg, massali jism Yer sirtida turibdi. Quyidagi ikki hoi uchun og‘irlik kuchining o ‘zgarishi Д Р aniqlansin: 1) Jismni 5km balandlikka ko4arganda; 2) jismni chuqurligi 5 km bo‘lgan shaxtaga tushirganda. Yer, 6,37 Mm radiusli va 5,5 0 / 3 zichlikli bir jinsli kurra deb hisoblansin. / sm [ 1 ) A p = 15,4m N ; 2 ) A p = 7,71 mN.] 7. Yerning va Oyning markazlarini tutashtiruvchi to ‘g ‘ri chiziqning qaysi nuqtasida (Yerdan boshlab hisoblanganda) tortishish m aydonining kuchlanganligi nolga teng b o ‘ladi? Yer va Oy markazlari orasidagi masofa R. Yerning massasi Oyning massasidan 81 marta katta. [1-0,9 R.] 8. Ikkita bir xil, bir jinsli va bir xil materialdan yasalgan sharlar bir- biriga tegib turibdi. Agar sharlarning massalari to‘rt martadan kocpaytirilsa, ularning uzaro gravitatsion ta’sir potensial energiyasi qanday o czgarishi aniqlansin. [n=14,6 marta oshdi.] 9. Bir hil massali ikkita y o ‘ldosh R} va R ? radiusli aylanma orbitalar bo‘ylab Yer atrofidan harakatlanadi. 1) Y o‘ldoshlar to ‘la energiyalarining nisbati E / E 2; 2) ular impuls momentlarining nisbati L J L 2 — lar aniqlansin. [ E / E r R / R 2.J 10. Quyosh sirti yaqinidagi birinchi va ikkinchi kosmik tezliklar topilsin. [^ = 4 3 6 1 0 1 1 /8 ; 3 2 = 6 1 7 k m /s .] 82 6-§. DEFORMATSIYA. ELASTIKLIK KUCHLARI Asosiy formulalar Q attiq jism ning b o ‘ylanm a c h o ‘zilishidagi yoki siqilishidagi nisbiy deformatsiya: x £ ~ J ’ bunda: £ — nisbiy c h o ‘zilish (siqilish); x — absolyut cho'zilish (14- rasm); / — jism ning boshlang‘ich uzunligi. Siljishdagi nisbiy deform atsiya AS (kichik burchaklar uchun) t g a ~ ~ r ~ form uladan aniqlanadi, bunda: h tg a —nisbiy siljish, A S — jism parallel qatlam larining bir-biriga nisbatan absolyut siljishi (15-rasm ), h — q atlam lar orasidagi m asofa, у — siljish burchagi. Buralishdagi nisbiy deform atsiya: s 9 I bunda: j — buralish burchagi, 1 —jism uzunligi. B o'ylanm a deform atsiyada hajm ning nisbiy o ‘zgarishi: bunda: m -Puasson koeffitsienti bo ‘lib, nisbiy ko ‘ndalang deform atsiyaning nisbiy bo 'ylanm a deform atsiyaga nisbati bilan aniqlanadi: £ F N orm al kuchlanish cr = — , 5 bunda: Fe, — jism k o ‘ndalang kesim iga tik y o ‘nalgan elastiklik kuchi; S — shu kesim ning yuzasi. p Tangensial kuchlanish r = —^—, S 83 !------ 1-----L. 4 T x 19-rasm bunda: Fd — jism qatlam i bo'ylab ta ’sir etuvchi elastiklik kuchi; S — shu qatlam ning yuzasi. B o‘ylanm a cho'zilish yoki siljish uchun G uk qonuni: Fel = - k x yoki a = s E, bunda: к — elastiklik koeffitsienti (prujina holida qattilik, bikirlik), E — Yung m oduli. Siljish uchun G u k qonuni AS F - h c T s yoki r = G y , bunda: Q — k o ‘ndalang elastiklik m oduli (siljish m oduli). Bir jinsli yum aloq tayoqchani (p burchakka buraydigan m om ent: M = C (p bunda: С ~ buralish doimiysi. Jism ni deform atsiyalaganda bajariladigan ish: A = kx' C h o ‘zilgan yoki siqilgan tayoqchaning potensial energiyasi: n k x 2 t 2 E £ 2 P = ----- , yoki Р = — V , yoki Р = ------- 2 2 E У 2 bunda: V ~ jism ning hajmi. V . MASALA YECHISHGA MISOLLAR 1-misol. D iam etri 5 sm , uzunligi 50 sm b o ‘lgan p o ‘lat sim ga 2 kg massali yuk osilgan. 1 ) sim ning norm al kuchlanishi; 2 ) sim ning absolyut • va nisbiy c h o ‘zilishlari topilsin. 84 Berilgan: d = 5 sm = 5 -10~ 2 m ; I = 5 0 s m = 0 ,5 m ; m = 2 k g . 1 )G = ? 2 )x = ? 3)£ = ? Y e c h ish : C h o ‘z ilg a n s im n in g n o r m a l k u c h l a n i s h i q u y id a g i f o r m u l a b i l a n aniqlanadi: <7 = F ( 1 ) Agar F=mg, g — erkin tushish tezlanishi S = 71Г2 = n nazarda tutsak: d v 2 , - 1 ^2 — — Ш sim ning k o 'ndalang kesim yuzasi ekanligini a = m g _ 4 m g 1 ,2 n d 2 — m 4 ni olam iz. ( 2 ) dan kuchlanishning birligi chiqishi k o ‘rinib turibdi. Berilganlarni q o ‘yib hisoblaym iz: ( 2 ) G = ■ 4 - 2 - 9 ,8 N 8 -9 ,8 N 78,4 3,14• ( 5 -10 "2) 2 m ' 3 ,1 4 -2 5 -1 (Г 4 m~ 77,5 - 4 • 104 N m 1 (Г N 10 k N 2 lO k P a m ' m 2) Absolyut c h o ‘zilish x = F - I E - S (3) form ula bilan aniqlanadi. Bu yerda E — Yung m oduli. P o ‘lat u c h u n E= 2 10“ Pa. (3) ni o ‘zgartirib yozamiz: mgl _ 4m gl “ E - * l2 (4) 4 85 x = - Sim ning nisbiy c h o ‘zilishini x s = — / (5) formula yordam ida aniqlaym iz. Kattaliklarning son qiymatlarini (4) va (5) larga q o ‘yib hisoblaym iz: 4 - 2 • 9,8 • 0,5 2 - 1011 -3 1 4 -(5 • 10“2>2 0,25 -10 7 m = - 19,6-10" 3 ,1 4 -2 5 0,5 - = 0,5-10" -m = • 10 7m % 0,25 • 10 7m 77,5 Javob: 1) (7=10 kPa; 2) x = 0,2 5 • 10 ~7 m; 3 )8 = 0 ,5 -1 0 2-m isol. Sim ga b o g ‘langan 10 kg massali qadoqtosh 2 s_1 chastota bilan gorizontal sirtda ishqalanishsiz siфanganicha, simning uchidan o ‘tuvchi tik o ‘q atrofida aylanadi. Sim ning uzunligi 1,2 m va k o‘ndalang kesim ning yuzasi 2 m m 2 ga teng. Sim materialining kuchlanishi topilsin. Massasi inobatga olinm asin. Berilgan: m = 1 0 kg; n = 2 s 1; / = 1,2 m; S= 2 m m 2= rr — У 2 - 10 ’ 6 m 2- F_, = m 3 2 Yechish: T a’riflanishiga binoan kuchlanish quyidagicha aniqlanadi: ( 1 ) Mazkur holda qadoqtoshga faqat markazga intilm a kuch ta ’sir qiladi: A gar b iz n in g h o lim iz d a r = ! ekanligini va qadoqtoshning chiziqli $ va b u r c h a k li со t e z lik la r i o r a sid a g i S - cor m u n o sa b a tn i hisobga olsak, kuch uchun quyidagi ifodani topam iz: 21-rasm j-i JTl 2 2 2 / Fnu = — (cor) = mco r = mco I . ( 2 ) Burchakli tezlik 6 У va aylanish chastotasi n orasidagi CO = 2Я77 bog‘lanishdan foydalanam iz: Fmi - m ( 2 m ) 2l = A n 2n 2m l . (3) (3) ni (1) ga q o ‘yib, kuchlanish uchun 4 л 2п 2т1 ^ ~ ~s (4) m unosabatni olam iz. Endi (4) asosida ning birligini aniqlaym iz: t j ] [ n f j r n m [ l s - ' f - l k g - l m 1~s? ' m } N 7 l m 2 m 2 = l P a [5 ] lm - va uning t o ‘g ‘riligiga ishonch hosil qilgach, berilganlarni q o ‘yam iz 2 - 10 “° Javob: a =948 M Pa. 2 - 10 “ 3-m isol. U zunligi 5 m va k o ‘ndalang kesim ining yuzasi S = 2 m m 2 b o ig a n tik simga m= 5,1 kg massali yuk osilgan. N atijada sim x=0,6 m m ga uzaydi. Sim m ateriali u chun Y ung m oduli E topilsin. Berilgan: 1=5 m; S= 2 m m 2= 2 • 10~ 6 m 2 ; m= 5,1 kg; x=0,6 mm = 6 • 10 ~ 4 m . £ = ? E = - Yechish: B o‘ylanm a c h o ‘zilish uchun G uk qonunining a = s E ifodasidan Yung moduli E ni aniqlab olamiz: (1) / / / / ' Y?=mg 22-rasm 87 Sim ko'ndalang kesimiga tik yo ‘nalgan kuch yukning og‘irlik kuchi F=P=mg ekanligini nazarda tutib, norm al kuchlanish uchun quyidagi ifodani topam iz: _ F _ mg a ~~s ~~s ~ ( 2 ) B o'ylam a c h o ‘zilish uchun nisbiy deform atsiya esa quyidagi form ula bilan aniqlanadi: £ = I ' (3) (2) va (3) larni (1) ga q o ‘yib quyidagini olamiz: mgl / \ mg E = S - x (4) (4) dan E ning birligini tekshirib ko ‘ramiz: [m][g][l] [Щ и i m 1 1 kg • 1 — • 1 m ______s_____ IN = IP a [5 ][x ] l m 2 -lm l m 2 va kattaliklarning son qiym atlari yordam ida E ning qiym atini topam iz: 5,1-9,8-5 „ 2 5 ,5 -9 ,8 E = Pa =- 2 • 10“6 - 6 - 10“4 Javob: E= 208 G P a. 12 -• 10 luPa = 20,8 • 10 Pa = 208G Pa 4-misol. Qattiqliklari 0-3-----va 0 ,5 ------ b o ‘lgan ikkita prujina ketm a- m m ket biriktirilgan va shunday ch o ‘zilganki, ikkinchi prujinaning absolyut deform atsiyasi 3 sm ga teng. Prujinalam i ch o 'zish d a bajarilgan A ish hisoblansin. Berilgan: к , = 0 ,5 — = 5 0 0 — ; m m x 2 = 3 s m = 3 -1 0 ~ 2 m . A=? Yechish: Prujina sistemasini ch o ‘zishda bajarilgan ish A, h ar bir prujinani ch o ‘zishda bajarilgan ishlar A} va A2 larning yig‘indisiga teng b o 'lad i, ya’ni A = A , + A 2. (1) , Ax 2 A gar jism n i d efo rm atsiy alag an d a bajariladigan ish A = — dek r aniqlanishini hisobga olsak, k,x? k->xl A = - i - 1- + - 1- 2 - (2) 2 2 w b o ‘ladi. Shu bilan birga prujinalar sistem asida vujudga keladigan elastiklik kuchlari uchun N yu to n n in g u ch inchi qonunini q o ‘llaymiz: F,=F2. C h o ‘zilishda elastiklik kuchining F=-kx dek aniqlanishidan kpc,=k^2 ni olam iz. Bu ifodadan x ; ni aniqlaym iz: kj x ^ = y x 2. (3) 2 (3) ni (2) ga q o ‘yib quyidagini olamiz: 2 + ^ 2~ - ~ Y ' ( ^ 2 +I c \)X2. (4) Hosil b o ‘lgan ifodadan ishning birligi chiqishi k o ‘rinib turganligidan uni tekshirib o ‘tirm asdan berilganlam i q o ‘yaveramiz: A = I — (500 + 300)(3 • 10 ~2 )2 J = 4Q' 9 ' 10- J = 6 0 ■ 10 “2 J = 0,6J. 2 300 6 Javob: /4=0,6 J. 89 5-m isoI. 10 g m assali o ‘q, prujinasi 5 sm ga siqilgan p ru jin ali to ‘pponchadan qanday 3 tezlik bilan uchib chiqadi? Prujinaning qattiqligi 200 N /m . Berilgan: t = 10 g = 1 0 2 kg; x = 5sm = 5 -1 0" 2 m; N к = 200 - m 3 - 1 E\ = E 2 yoki Yechish: Y er-o ‘q sistemasi (pistolet bilan b irgalikda) y op iq siste m a b o ‘lib u n d a konservativ kuchlar, y a’ni elastik kuchlar va tortishish kuchi t a ’sir qiladi. Bunday sistema uchun o ‘rinli b o ‘lgan, m exanikada energiyaning saqlanish qonuniga binoan o ‘q otilish jarayonida oldingi va keyingi t o i a energiyalar teng b o ‘lm og‘i kerak: T j + 1] = T 2 + P2 (1) Otilguncha o ‘q harakatsiz ( 3 X ^ 0 ) v a d e m a k , uning kinetik energiyasi ham nolga teng. T=0. Shuningdek; Yer sirtini hisob boshi deb qabul qilsak (h=0)9 o ‘q va to ‘pponchaning Y er tortishish m aydonidagi potensial energiyasi ham nolga teng b o ‘ladi P = 0 . S hunday qilib, o ‘q otilishidan oldingi energiya siqilgan prujinaning potensial energiyasiga k x 2 otilishidan keyingi energiya esa to ‘pponchadan chiqayotgan o ‘qning kinetik energiyasiga m 3 2 teng b o ‘ladi. Dem ak, k x 2 T 1 = m 3 (3) Bundan (4) Birligini tekshiram iz: 90 О _ 200 с 1 Л -2 m 7 Ш / va berilganlarni q o ‘yib hisoblaym iz: У — • 5 • 10 — - 7 , 1 п У . 10 s 7 s Javob: S = 7Д . MUSTAQIL YECHISH UCHUN MASALALAR 1. Diametri 1 mm b o lg a n p o ‘lat sim elastiklik chegarasi 294 MPa dan chiqmasdan ko‘pi bilan qancha yukka chidashi mumkin? Shu yuk ta’sirida simning ch o‘zilishi uning boshlang‘ich uzunligining qanday hissasini tashkil etadi? [231 N; 1,47* 10 3.] 2. Uzunligi 1,2 m, ko‘ndalang kesimining yuzasi 2 sm2 va massasi 10 kg b o‘lgan bir jinsli tayoqcha uchidan o ‘tuvchi, tik o ‘q atrofida 2 s 1 chastota bilan aylanadi. Shu aylanish chastotasi uchun tayoqcha materialining eng katta kuchlanishi topilsin. [4,74 MPa.] 3. U zunligi 2 m va diametri 1mm b o ‘lgan sim amalda gorizontal tortilgan. Simning o ‘rtasiga 1 kg massali yuk osilganlarida, sim, yuk osilgan nuqta 4 sm gacha pasayadigan darajada ch o cziladi. Sim materialining Yung moduli aniqlansin. [196 GPa.] 4. Burama prujinaning yuqori uchida turgan taglik ustida q o‘yilgan qadoqtosh prujinani 2 mm ga siqadi. Prujina uchiga 5 sm balandlikdan tushgan shu qadoqtoshning o ‘zi prujinani qanchagacha siqadi? [16,3 mm.] 5. U zunligi 2 m va k o ‘ndalang kesim yuzasi 2 sm b o 4lgan p o ‘lat tayoqcha 10 kN kuch bilan ch o ‘ziladi. C ho‘zilgan tayoqchaning potensial energiyasi va energiyaning hajmiy zichligi со topilsin. MJ 160J; 00, m 6. 12 t massali vagon lm /s tezlik bilan harakatlangan. U prujinali buferga urilib, bufer prujinasini lOsm ga siqib, to ‘xtaydi. Prujinaning qattiqligi к topilsin. [1,2 M N /m .] 7. Agar alyum iniy tayoqchani c h o ‘zish uchun 621 J ish bajarilgan b o‘lsa, unda tayoqchaning nisbiy ch o ‘zilishi 8 aniqlansin. Tayoqchaning uzunligi 2 m, k o sndalang kesim ining yuzasi 1 m m 2 alyum iniy uchun Yung moduli 69 GPa [0,03.] 7-§. Relyativistik mexanika asoslari Asosiy form ulalar Relyativistik m exanikada harakat tezligi, yorugJikning b o ‘shliqdagi tezligiga yaqin b o ‘lgan tezliklar bilan harakatlantiruvchi jism lam ing harakati o ‘rganiladi. M axsus nisbiylik nazariyasida (relyativistik m exanikadagi nisbiylik nazariyasida) faqat inersial sanoq sistem alarigina qaraladi. Qulaylik uchun bu sanoq sistem alarining y, y, z, z o ‘qlarining y o ^ a lish i mos keluvchi, sistem alarning o ‘zaro nisbiy tezligi um um iy x, x o ‘q la r b o ‘yicha olamiz: bunda: l0 - tayoqchaning o ‘zi harakatsiz b o ‘lgan K ' sanoq sistemasidagi uzunligi (xususiy uzunligi), / — tayoqchaning unga nisbatan 3 tezlik bilan h arak atlan a y o tg a n sistem aga nisbatan ( К — sistem a) uzunligi. с — yorug‘likning b o ‘shliqdagi tezligi. Soat yurishining relyativistik sekinlashuvi: bunda: A tQ - K ' sistem adagi bir nuqtada ro ‘y beradigan, shu sistem aning soati bilan o ‘lchangan (harakatlanuvchi soatning xususiy vaqti) ikki hodisa orasidagi vaqt intervali; At ~ ikki hodisa orasidagi К sistem aning soati bilan o ‘lchangan vaqt intervali. Tezliklarni relyativistik q o ‘shish: 3 ' + 3 n 3 = 1 4- 3 03 f / c~ bunda: 3 ' — nisbiy tezlik (jism ning K ' sistem aga nisbatan tezligi); i9 0 — k o ‘chirm a tezlik ( K 'sistem aning A'ga nisbatan tezligi); 3 — absolyut tezlik (jism ning К sistem aga nisbatan tezligi). Absolyut tezlik deb, jism ning shartli ravishda harakatsiz deb qabul qilingan koordinata sistemasidagi tezligiga aytiladi. Relyativistik massa: m = bunda: m0 — tinchlikdagi massa; b — jism ning, yorug‘lik tezligi ulushlarida ifodalangan tezligi (/? = Relyativistik impuls: P = m 9 = - ^ L = m , c - J L = . Relyativistik zarraning to 'la energiyasi: E= m - c 2 = m0c 2 + T , bunda: T — za rra n in g k in etik en ergiyasi; m 0c 2 = E 0 — z a rra n in g tinchlikdagi energiyasi. Agar zarraning tezligi yorug'lik tezligiga yaqin b o ‘lsa, zarraga relyativistik, agar $ « с boMsa, klassik deyiladi. Relyativistik zarraning to ‘la energiyasi va impulsi orasidagi bog‘lanish: E 2 - P 2c 2 = m 2c 4. Relyativistik zarraning kinetik energiyasi va impulsi orasidagi bogianish: P 2c 2 = T ( T + 2 m 0c 2). 93 M asala yechishga m isollar 1-misol. Tayoqcha inersial sanoq sistemasiga nisbatan o ‘zgarmas tezlik bilan bo‘ylanma yo‘nalishda harakatlanm oqda. Tezlikning qanday qiymatida tayoqchaning shu sistem adagi uzunligi tinch turgan tayoqcha uzunligidan 1 % ga kam b o ‘ladi? Berilgan: L - l к L - l I • 100 % = 1 % ; = 0,01. 3 = 1 Yechish: Tayoqcha uzunligining relyativistik (Lorens) qisqarishi quyidagi form ula bilan aniqlanadi: M asalaning shartiga ko‘ra esa i . - i L = 0,01 ( 1 ) dagi I ning qiym atini ( 2 ) ga q o ‘yamiz: 0,01 ( 1 ) ( 2 ) yoki \ - J \ - p 2 = 0 , 0 1 . Bu ifodadan /3 = ligini e ’tiborga olib 3 ni topam iz: = 0 ,9 9 , f t 2 = 0 , 02 , \ - f t 2 = 0 ,9 8 . 3 = 0,141c. Agar с = 3 • 10 ligini nazarda tutsak 3 = 0,14 • 3 • lO8 ™ / = 0,423 • 108 m / = 42300!™/ Javob: 9 = 0,423-108™ / = 42300k m /. 94 2-m isol. Fazoviy kem a — y o ‘ldosh ichida, uchishgacha Yerdagisi bilan tenglashtirilgan soat bor. Y o‘ldoshning tezligi 7,9 km /s. Yerdagi kuzatuvchi o ‘z soati bilan 0,5 yilni o 6 lchasa, yo‘ldoshdagi soat qancha orqada qoladi? Yechish: Soat yurishining relya tivistik sekinlashuvi quyidagi ifoda Berilgan: -9 0 = 7 ,9 * 0 % '= 7,9-10 3 m / ; r 0 = 0,5y = 1,58 -10 7 s; ^ = i ^ i o : = 2 , 4 3 . , 0 - с 3-1 0 8 т = А г - Д г п = ? yordam ida aniqlanadi: * A тп A t = ( i ) P « 1 lig in i n a z a r d a tu t ib 1 Y n i q a to r g a y o y is h m um kin. Dastlabki ikki had bilan chegaralanam iz 1 I 7> Download 16 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling