Referat tmj-120guruh talabasi Botirov Akbar
Download 0.62 Mb. Pdf ko'rish
|
aylanma harakat kinematikasi va dinamikasi
shteyner teoremasidan foydalanilsa, ixtiyoriy o‘qqa nisbatan jismning inersiya momentini hisoblash osonlashadi: jismning ixtiyoriy a o‘qqa nisbatan inersiya momenti, bu o‘qqa parallel va jismning S massa markazidan o‘tgan o‘qqa nisbatan inersiya momenti J s bilan jism massasi m ni shu o‘qlar orasidagi masofaning kvadratiga ko‘paytmasining yig‘indisiga teng (5-rasm): J
= J c
2
(31) J а а d а C C J с 5-rasm
Buteoremaniisbotlaymiz. 4.6-rasmdaavaa s o‘qlarchizmatekisligigatikyo‘nalgan, massasidmbo‘lganjismningkichikelementi danbuo‘qlargachabo‘lganmasofalar va
s bi lanbelgilangan. Kosinuslarteoremasibo‘yicha cos 2 2 2 0 2
d d va
J dm dm md d x dm a m c m m 2 2 2 2
bo‘ladi. Bu yerda x * = s sos - jism dm elementining boshlanishi jism massa markazida va abstsissasi a va a s o‘qlar bilan kesishuvchi va ular yotgan tekislikka tik bo‘lgan koordinatalar sistemasidagi abstsissasi. Massamarkazinita’rifida (22 ) x dm mx c m ( ) 0 bo‘lishi kelib chiqadi,chunki jismning massa markazi koordinata boshi bilan mos tushadi.Shunday qilib (4.31) munosabatning to‘g‘riligi isbotlandi.
misollar ko‘ramiz. 1-misol. Massasi m va radiusi R bo‘lgan yupqa devorli doiraviy silindrning o‘qiga nisbatan inersiya momenti. Bunday silindrning hamma kichik elementlari uning massa markazi S dan o‘tgan o‘qdan bir xil R masofada joylashgan. J R dm mR c m 2 2 ( )
(32) bo‘ladi. 2-misol. Massasi m va radiusi Rbo‘lgan bir jinsli yaxlit silindrning o‘qiga nisbatan inersiya momenti. Silindrni fikran juda ko‘p sonli umumiy o‘qli yupqa silindrlarga bo‘lamiz. Aytaylik ulardan birortasining radiusi r, devorining qalinligi esa dr< yaxlit silindrning inersiya momenti
dJ
c 2 dm = r 2 2 rHDdr
(4.33)
Y*
a d a c dm X*
c
6-rasm bo‘ladi.Bu yerda N -silindr balandligi; D-uning zichligi. Yaxlit silindrning inersiya momentini uning hamma kichik elementlari inersiya momentlarini summasini olib, ya’ni (4.33) ifodani r bo‘yicha 0 dan R gacha integrallab topamiz:
c mR HD R dr r HD J 0 2 2 3 2 2 1 2 ,
(34) chunki silindr massasi m=D R 2 N.
3-Misol. Massasi m va uzunligi l bo‘ulgan bir jinsli ingichka sterjenning o‘rtasidan o‘tgan o‘qqa nisbatan inersiya momenti. Sterjenni fikran kichik bo‘lakchalarga bo‘lamiz. Aytaylik x - bunday bo‘laklardan birining aylanish o‘qigacha bo‘lgan masofasi, dx-bo‘lakchaning uzunligi. U holda bu elementning inersiya momenti
2 2
(35) bo‘ladi.Bu yerda S- sterjenning ko‘ndalang kesim yuzasi (
); D- uning zichligi. Sterjenning bitta yarmining inersiya momentini (4.35) ifodani x bo‘yicha 0 dan
l /2 gacha integrallab topamiz, butun sterjenning inersiya momenti ikki marta katta: 12 2 3 2 2 2 3 2 / 0 2 ml l DS dx x DS J R c ,
(36) chunki sterjenning massasi m=DlS. Pirovordida m massali va R radiusli bir jinsli sharning uning markazidan o‘tgan o‘qqa nisbatan inersiya momentini tayyor xolda keltiramiz: J mR c
2 5 2
(37) 5. Jism qo‘zg‘almas o‘q atrofida aylanganda unga ta ‘sir etayotgan kuchning faqat bir tashkil etuvchisi, aynan troektoriyaga urinma holda qo‘yilgan tashkil etuvchisi bu o‘qqa nisbatan moment hosil qiladi. Aslida, aylanayotgan jismning N
R r dr H 7-rasm
m
nuqtasiga qo‘yilgan F kuchni 4.8- rasmda ko‘rsatilgandek oldin ikki tashkil etuvchiga ajratamiz: 0Z aylanish o‘qiga parallel (F ) va unga tik (F ). O‘z navbatida F
-
markazi 0 nuqtada bo‘lgan aylanaga urinma bo‘lgan N nuqta harakatlanuvchi va F n - 0 N radius bo‘ylab yo‘nalgan normal, ya’ni jismning aylanish o‘qiga tik bo‘lgan. Koordinataboshi 0 ganisbatanFkuchmomenti
F F F r F r M //
bo‘ladi. Chunki O O O O r , va //
,
va F n
vektor ko‘paytmalari nolga teng, unda
F F O O F O O F M n //
bo‘ladi. Butenglikningo‘ngtomonidagibirinchiuchta hadjismningaylanisho‘qigatikyo‘nalganvektorlardaniborat, to‘rtinchisiesabuo‘q bo‘yichayo‘nalganvektor. Demak, 0Z o‘qqa nisbatan F kuch momenti
pF F M Z z
(38) ifodaga teng. Bu yerda - kuch qo‘yilgan nuqtadan o‘qqacha bo‘lgan masofa, F -
F kuchning / v vektor yo‘nalishidagi proeksiyasi, bu yerda V - aylanuvchi jism N nuqtasining chiziqli tezligi *) . Kichik dt vaqt ichida N nuqtaning siljishi dr Vdt dt d r r r r
ifoda bilan aniqlanadi. Bu yerda
- jismning dt vaqt ichidagi elementar burilishi. Bunda jismga qo‘yilgan F kuch elementar A = Fdr = F dr| ish bajaradi. Bunda d va
o‘zaro ortogonal’ bo‘lgani uchun dr = d va
A =
F d = M z d =M d
(39) bo‘ladi.
* ОZo’qining musbat yo’nalishi paragrafning boshida ko’rsatilgandek tanlangan. Z
F
F F
F ||
k r 0
8-rasm
n 0
6. Qo‘zg‘almas OZ o‘q atrofida aylanuvchi jismning kinetik energiyasi uchun ifoda topaylik. Aylanish o‘qidan masofada turuvchi jismning dm massaga ega bo‘lgan kichik elementining dW k kinetik energiyasi dW k = 1/2 2 dm = 1/2 2 dm ifodaga teng bo‘ladi.
Butun jismning kinetik energiyasi W dm J k m 2 2 2 2 2
(40) formula bilan aniqlanadi. Bu yerda J- aylanish o‘qiga nisbatan inersiya momenti.
Ko‘rsatish mumkinki ( Kyoning teoremasiga qarang), qattiq jismning erkin harakatida uning kinetik energiyasi V s tezlik bilan ilgarilanma harakat qilayotgan massa markazining kinetik energiyasi ( 2 2 / 1
ил k m W , m - jism massasi) bilan massa markazidan o‘tgan oniy o‘q atrofida r
jismning aylanish kinetik energiyasi ( 2 2 / 1 c айл k J W , (J s -oniy o‘qqa nisbatan jismning inersiya momenti) yig‘indisiga teng: 2 2 2 / 1 2 / 1
c k J m W .
(41)
Shuni nazarda tutish kerakki, umumiy holda bu jismning massa markazi atrofida oniy aylanish o‘qining jismga nisbatan holati vaqt o‘tishi bilan o‘zgaradi, bunda
const J c . Ammo ko‘p hollarda (masalan bir jinsli silindr yoki sharning tekislikda tebranishida) const J c . 7. Agar qattiq jism qo‘zg‘almas o‘q atrofida burchakli tezlik bilan aylanayotgan bo‘lsa, uning kinetik energiyasi W k
L
(42) bo‘ladi. Bu yerda
dm rV L - koordinata boshi uchun qabul qilingan O nuqtaga nisbatan jismning impuls momenti. Aslida, jism kichik elementining tezligi
r v bo‘ladi. Shuning uchun uning kinetik energiyasi
dm r r dm dm dW k v v v v 2 / 1 2 / 1 2 / 1 , chunkiuchvektorningaralashko‘paytmasihammako‘paytuvchilarningsiklikalmashtir ishdao‘zgarmaydi. Buifodaniintegrallabbutunjismningkinetikenergiyasinitopamiz:
m k L dm W 2 1 2 1 v r
Xulosa.
Ushbu referatda aylanma harakat kinematikasi va dinamikasi haqida fikr yuritilgan . Qattiq jismning, u bilan mustahkam bog‘langan AB to‘g‘ri chiziqning hamma nuqtalari qo‘zg‘almasdan qoladigan harakatiga jismning AB qo‘zg‘almas o‘q atrofida aylanishi deyiladi.Qo‘zg‘almas o‘q atrofida aylanuvchi jism bitta erkinlik darajasiga ega. Uning fazodagi holati bu jismning qandaydir shartli tanlangan boshlang‘ich holatining aylanish o‘qi atrofida burilish burchagining qiymati bilan to‘liq aniqlanadi. Jismning yo‘nalishi va aylanish tezligining kinematik xarakteristikasi bo‘lib, jismning elementar burilish vektorini, bu burilishni davom etish vaqtiga nisbatiga teng bo‘lgan kattalik – jismning burchak tezligi xizmat qiladi.Mexanik sistemaning massa markaziga nisbatan impuls momentidan vaqt bo‘yicha olingan hosila, sistemaga ta’sir etuvchi barcha tashqi kuchlarning o‘sha nuqtaga nisbatan bosh momentiga teng. Qo‘zg‘almas nuqtaga nisbatan mexanik sistemaning impuls momentidan vaqt bo‘yicha olingan hosila, sistemaga ta’sir qiluvchi barcha tashqi kuchlarning o‘sha nuqtaga nisbatan bosh momentiga teng.
Mexanik sistemaning o‘qqa nisbatan impuls momenti deb, ko‘rilayotgan o‘qdan ixtiyoriy tanlangan nuqtaga nisbatan sistema impuls momenti vektorining shu o‘qqa proeksiyasiga aytiladi. Mos xolda, o‘qqa nisbatan kuch momenti deb, shu o‘qdan ixtiyoriy tanlangan nuqtaga nisbatan kuch momenti vektorining shu o‘qqa proeksiyasiga aytiladi. Download 0.62 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling