Импульс моменті және оның сақталу заңы.
Қозғалмайтын О нүктесіне қатысты А материялық нүктесінің импульс моменті (қозғалыс мөлшері)
L r, p r, m
мұнда r - О нүктесінен А нүктесіне жүргізілген радиус-вектор. материялық нүктенің импульсі
Импульс моменті векторының модульі
L=rpsinα=mυrsinα=pl
p m -
мұнда α бұрышы r және p векторлары арасындағы бұрыш, l- p векторының О нүктесіне қатысты иіні
Қозғалмайтын z өсіне қатысты импульс моменті деп - берілген z өсінің
қандайда бір О нүктесіне қатысты анықталған импульс моменті векторының осы өстегі проекциясына тең Lz скаляр шаманы айтамыз. Lz моментінің мәні О нүктесінің z өсіндегі орнына тәуелді емес.
Жеке бөлшектердің импульс моменті Liz=miυiri
Қатты дененің қозғалмайтын өске қатысты импульс моменті
n n n
L m r = m r 2 = m r 2 =J zω
z
i1
i i i
i i
i1
i i
i1
Lz= Jzω
Осы теңдеуді дифференциалдасақ
dLz dt
J z
d J dt
z M z
Бұл өрнек қатты дененің қозғалмайтын өске қатысты айналмалы қозғалыс
динамикасының негізгі теңдеуінің тағы бір түрі
dL M
dt
Тұйықталған жүйе үшін сыртқы күштер моменті M =0, болса
L =const - Импульс моментінің сақталу заңы.
dL 0
dt
осыдан
лекция
СҰЙЫҚТАР МЕХАНИКАСЫНЫҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ
7.1 Жылдамдық векторының өрісі. Ағын сызығы. Стационарлық ағыс. Ағын түтігі.
Егер де сұйық сығылмайтын болған болса (яғни оның тығыздығы барлық жерде бірдей және өзгере алмайтын болса), онда S1 және S2 (сурет) қималарының арасындағы сұйық саны өзгеріссіз қала береді. Бұдан шығатыны, бір уақыт бірлігі ішінде S1 және S2 қималары арқылы өтетін сұйықтын көлемдері бірдей болулары керек:
S1v1=S2v2 .
Жоғарыда келтірілген пайымдауды S1 және S2 қималарының кез келген жұбына қолдануға болады. Демек, сығылмайтын сұйық үшін Sv шамасы тоқтың тура сол түтігінің кез келген қимасында бірдей болуы керек:
Sv=const
Алынған нәтиже ағынның үзіліссіздігі туралы теореманың мазмұнын білдіреді.
Сұйықтың қозғалысын қарастыра отырып көп жағдайда, сұйықтың кей бөлшектерінің басқаларға қатысты орын ауыстыруы үйкеліс күшінің тууымен байланыссыз деп есептеуге болады. Ішкі үйкелісі (тұтқырлығы) толығымен жоқ боп келетін сұйық – идеалды деп аталады.
Кез келген тоқтың ағын сызығының бойымен стационарлы ағымдағы сығылмайтын идеалды сұйықта мына шарт орындылады (Бернулли теңдеуі):
мұнда 2
– динамикалық қысым;
gh – гидростатикалық қысым; p –
статикалық қысым.
Идеалды сұйық, яғни үйкеліссіз сұйық, абстракция боп табылады. Барлық нақты сұйықтар мен газдарға көп не аз дәрежеде тұтқырлық немесе ішкі үйкеліс тән.
Әр түрлі жылдамдықпен бір-біріне параллелді қозғалушы сұйықтың екі көршілес қабатырының арасындағы үйкеліс күші Ньютонның тұтқырлық үйкеліс заңы бойында болады:
Fуйк s
мұнда S – сұйық қабатының аумағы, du/dу – сұйық қабаттары арасындағы жылдамдық градиенті,
– сұйықтың динамикалық тұтқырлығы деп аталады.
Сұйықтың (немесе газдың) ағымының екі түрін бақылауға болады. Біреуінде, сұйық, бір біріне қарасты, араласпастан сырғитын қабаттарға бөлінетін сияқты. Мұндай ағын ламинарлы ағын.
Жылдамдық немесе тасқынның көлденең мөлшері артқанда ағын сипаты елеулі түрде өзгереді. Сұйықтың лезде араласың кетуі туындайды. Мұндай ағын турбулентті деп аталады.
Ағылшын оқымыстысы Рейнолдс ағын сипатының мөлшерсіз шаманың мәніне тәуелді екендігін анықтаған:
Re vl
мұнда – сұйықтың (немесе газдың) тығыздығы, v – құбырдың көлденең қимасы арқылы сұйықтың орташа жылдамдығы, – сұйықтың тұтқырлық коэффициенті, l – сызықтық мөлшер, мысалы құбыр диаметрі. Бұл шама Рейнольдс саны деп аталады. Рейнольдс санының аз мәндері тұсында ламинарлық ағын байқалады. Re-ң қайсібір белгілі мәнінен бастап, ол жиеленіс деп аталады, ағын турбуленттік сипатқа көшеді.
Достарыңызбен бөлісу: |