1 дәріс. Механикалық қозғалыстардың теориялық негіздері

12.3. Серпімділік күшке байланысты қозғалыс 
Жалпы, механикада күш табиғаты қарастырылмайды. Механика – дененің күш 
әрекетінен болатын қозғалысын зерттейтін ғылым. Дегенмен, серпімділік күші 
ерекшеліктеріне қысқаша тоқталайық.Серпімділік күштері денелер деформациясы 
кезінде байқалады. 
Деформация – сыртқы күштер әрекетінен болатын денелердің 
өлшемдері мен пішіндерінің өзгеруі.
Деформацияның мынадай түрлері болады: 
сызықтық, жан-жақты (көлемдік), ығысу, иілу, бұралу. Деформацияның барлық түрін 
жуықтап сызықтыққа келтіруге болады, сондықтан сызықтық деформацияны 
талдайық. Серпімділік күштері әрекеті серіппенің созылуы мен сығылуы кезінде 
көрнекті байқалады. Егер серіппені созсақ, серпімділік күштері оны қайта сығуға 
ұмтылады. Керісінше, серіппені сықсақ, серпімділік күштері оны созуға тырысады. 
Сонымен, серпімділік күштері – дененің сығылғанға немесе созылғанға дейінгі 
бастапқы қалпына келтіретін күштер. Осы айтылғандардың тек қана серіппеге емес, 
басқа кез келген денеге де қатысы бар. Мысалы, серпімділік күштеріне тірек пен 
аспаның реакциялары жатады. 
Кез келген біліктің (стержень) ұзындығы 
l
, көлденең қимасының ауданы 
S
болсын. 
Оның бір жақ ұшы бекітіліп, екінші ұшына, 12.3.1-суреттегідей, сырттан күш 
түсірілген. Осы күш әрекетінен білік 
l

шамаға ұзарады. Аудан бірлігіне әрекет еткен 
күшті 
кернеу
деп атайды: 
.
F
S

=
(12.3.1) 
l

-ды 
абсолютті ұзару
, ал 
l
l


=
(12.3.2) 
салыстырмалы ұзару
деп атайды.
Тәжірибелерге қарағанда біліктің өз ұзындығына қарағанда аз ұзару кезінде 
α


=
(12.3.3) 
заңдылығы байқалады. Мұнда 
α
– пропорционалдық коэффициенті.
Ньютоның үшінші заңы бойынша, білікте сыртқы күшке шамасы тең, бағыты 
қарама-қарсы 
c
F
серпімділік күші пайда болады. Яғни деформацияланған дененің кернеуі 
сыртқы күштің кернеуіне тең. Олай болса, 
.
c
E



= =
(12.3.4)
Мұнда 
Е – 
Юнг модулі. 
Деформацияланған дененің кернеуі оның салыстырмалы 
деформациясына тура пропорционал.
Келтірілген тұжырымдама – Гук заңы. Юнг модулі – 
салыстырмалы деформация бірге тең болғанда деформацияланған дене кернеуінің сандық 
мәніне тең физикалық шама. Ол сандық мәні өте үлкен, өлшемі H/м
2
шама екені айқын. 
 
 
F 
F
c 
Δ
l
12.3.1 − сурет
− суреттегідей

Енді “серпімділік күш әрекетінен дене қалай қозғалады?” деген сұраққа жауап берейік. 
Егер күш және дененің орын ауыстыруы бір түзу бойымен бағытталса, дене тербелмелі 
қозғалыс жасайды. Біз бұл құбылысты осы кітаптың соңғы бөлімінде 
қарастырамыз.Егер серпімділік күштері дене қозғалысының бағытына перпендикуляр 
болса, жағдай тіпті басқаша болады. Күш жылдамдыққа перпендикуляр болғандықтан 
(жылдамдық бағыты қозғалыс бағытымен бірдей), үдеу де жылдамдыққа 
перпендикуляр. Ал жылдамдыққа нормаль үдеу – шеңбер бойымен қозғалған денеге 
тән центрге тартқыш үдеу. Айтылған жағдайға жіпке байланған жүктің шеңбер 
бойымен айналмалы қозғалысы мысал болады. Бұл процестегі серпімділік күші – 
керілген жіп тарапынан байқалатын серпімділік күші. 
13 дәріс. Сұйық тұтас ортаның қозғалысы 
13.1. Сұйықтықтар мен газдар қасиеттерінің сипаттамалары. Гидроаэростатика заңдары 
 
Әрбір қатты дененің өзіндік пішіні мен көлемі бар екені белгілі. Сұйықтықтар мен 
газдар – тұрақты пішіндері жоқ физикалық денелер: олар өзін шектеп тұрған ыдыстың 
пішінін қабылдайды. Бірақ сұйықтың анықталған өзіндік көлемі болса, газ әрқашан мүмкін 
болатын көлемді толығымен толтырып отырады. Дегенмен, осындай айырмашылықтарға 
қарамастан, классикалық механика пәнінде жеткілікті дәлдікпен қатты, сұйық және газ 
денелер біртұтас және үзіліссіз орта деп қарастырылады. 
Жан-жағынан оқшауланған ыдыс ішіндегі сұйық немесе газ тәрізді денеге сырттан 
тұрақты әсер болуы мүмкін. Сұйық (газ) поршені бар цилиндр ішінде орналассын дейік. 
Егер поршеньге белгілі 

жүктеу/скачать 3,36 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: