Лекциялар жинағы Физика 1 бөлімі бойынша 050704 мамандығының қазақ бөлімінде сырттай оқитын студенттерге арналған Өскемен 2009


Егер де ауа кедергісін ескермесек, онда барлық денелер Жер бетіне бірдей үдеумен келіп түседі және де ол еркін түсу үдеуіне тең болады



бет8/58
Дата22.09.2023
өлшемі460,62 Kb.
#109845
түріЛекция
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   58
Егер де ауа кедергісін ескермесек, онда барлық денелер Жер бетіне бірдей үдеумен келіп түседі және де ол еркін түсу үдеуіне тең болады.
Көкжиекке бұрыш жасай лақтырылған дене қозғалысы жайлы есеп жиі кездесетін есептердің бірі болып табылады.
Бастапқы жылдамдығы 0 тең дене көкжиекке  бұрыш жасай лақтырылған. h көтерілу биіктігін, s ұшу алыстығын, қозғалысқа кеткен t уақыт ұзақтығын анықта. Ауа кедергісі ескерілмейді. Еркін түсу үдеуі g.

Шешуі: Дене қозғалысы вертикаль жазықтықта өтеді. Оны екі құраушыға бөліп тастауға болады: Ох өсі бойымен қозғалыс құраушысы және Oy өсі бойымен құраушысы. Денеге Ох өсі бойында күштер әсер етпейді, сондықтан ол бірқалыпты қозғалады:

x==0cos=const, s=t=0cost, t=t1+t2,
Мұндағы t – қозғалысқа кеткен уақыт ұзақтығы; t1 – көтерілу уақыты; t2 – түсу уақыты, мұнда t1= t2.

Жылдамдықтың горизонталь құраушысы тұрақты

x=0х=0cos=const.


Денеге Oy өсі бойында



F mgтең ауырлық күші әсер етеді. Сонда бұл

қозғалыс құраушысы В нүктесіне дейін бірқалыпты кемімелі, В нүктесінен кейін бірқалыпты үдемелі болады.


Дененің үдеуі траекторияның кез келген нүктесінде g тең және вертикаль төмен бағытталған.


АВ траекториясының учаскесінде:

y=0ygt; 0y=0sin;


h  0 yt
gt 2

.
2



Көтерілудің ең биік нүктесіндегі жылдамдық Ох өсіне параллель, сондықтан


y=0 және =. Осыдан

y=0ygt1=0, Қозғалысқа кеткен уақыт ұзақтығы



t 0 sin  .

1 g






t=t +t =2t = 20 sin  .

Ең биік көтерілу биіктігі


gt 2
1 2 1
 sin 

g
g  sin 2
2 sin2


h  0 yt1 1
 0 sin  0


0

0

2

Ұшу алыстығы



g 2 g 2g

2 sin  2 2 sin  cos  2 sin 2





s=0cos

0 0 0 .



g g g

Ох өсі бойымен дене координатасы: x=0cos2t1, осыдан



t1

Oy өсі бойынша координатасы:

x .

20 cos





gt 2
 sin  g 2

0
y h  0 yt1 1 0 x x ,



2 20


cos 

8 2 cos2






ендеше траекторияның қарапайым теңдеуі: y=AxBx2бұл парабола, оның тармақтары төмен қарай бағытталған.
Ұшу алыстығы максимал болған кездегі бұрышты анықтауға болады. Ол үшін
2 sin 2

экстримум функцияны анықтаймыз



s 0 . Ұшу алыстығы s –тің 

g

бұрышы бойынша туындысын аламыз:



2



s'( )  0

g
  • 2  cos 2  0


 cos2=0  2=90 =45





Ұшу алыстығы лақтыру бұрышы=45 тең болғанда ғана максимал бола алады.
Ең биік көтерілу биіктігі ұшу алыстығында тең болуы үшін лақтыру бұрышы неге тең болатынын анықтайық, яғни h=s.

2 2 sin  cos   2 sin 2





0 0

g 2g
 tg=4  =76.

=76бұрышта ұшу алыстығы ең биік көтерілу биіктігіне тең бола алады.





    1. Бұрыштық жылдамдық және бұрыштық үдеу

Материялық нүктенің шеңбер бойымен қозғалысы кезінде сызықтық жылдамдық және үдеумен қатар, бұрыштық жылдамдық және бұрыштық үдеу ұғымдары енгізіледі.
Нүкте радиусы R тең шеңбер бойымен қозғалады делік. Оның орналасуын біраз уақыт өткен соң  бұрышымен белгілейміз. Бұрыштық жылдамдық деп дененің бұрылу бұрышының уақыт бойынша бірінші туындысына тең шама аталады.

 lim



 d .

t0 t d t


Бұрыштық жылдамдық векторының бағыты бұрғы ережесімен
анықталады:
бұрыштық жылдамдық векторының бағыты винт ұшының ілгерлемелі қозғалысының бағытына сәйкес келеді, егер винт басы нүктенің шеңбер бойымен қозғалысының бағыты бойынша айналатын болса.
Бұрыштық жылдамдық өлшемі [] = Т–1, ал оның өлшем бірлігі – радиан секунд (рад/с).
Нүктенің сызықтық жылдамдығы

  lim


s  lim

R R lim

R, т.е.  =  R.


t0 t

t0 t
t0 t



    1. Шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалыс

Егер  = const болса, онда айналу бірқалыпты және оны мына шамамен сипаттауға болады


Т айналу периоды деп нүктенің шеңбер бойымен толық бір айналым жасауға кеткен уақыт аралығын айтады, яғни ол 2бұрышына бұрылады.

Уақыт аралығы t = Т болғандықтан оған  = 2 сәйкес келеді, яғни


бұдан T2

  2 ,



T

Бірлік уақыт ішінде, дененің шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалысы кезінде жасаған толық айналым саны айналу жиілігі деп аталады:





n1
, откуда  2n


T 2

Бұрыштық үдеу деп бұрыштық жылдамдықтың уақыт бойынша бірінші туындысына тең шама аталады:

d

d t
Бұл өрнектен бұрыштық үдеу бағыты айналу өсі бойынша бұрыштық жылдамдықтың арту бағытына қарай бағытталғанын байқаймыз.

Егер қозғалыс үдемелі болса, онда векторы векторына параллель, ал кемімелі болса – антипараллель.

Үдеудің тангенциал құраушысы a



d ,    R және

d t



a  d ( R) Rd R .

d t d t

Үдеудің нормаль құраушысы



2 2 R 2 2



an R

 R.


R

Сызықтық (радиусы R шеңбер бойымен жүрілген s жолдың ұзындығы,  сызықтық жылдамдық, a тангенциал үдеу, an нормаль үдеу) және бұрыштық ( бұрылу бұрышы,  бұрыштық жылдамдық,  бұрыштық үдеу) өлшемдер арасындағы байланыс келесі өрнектермен сипатталады:



s = R;  = R; a = R; an =  2R.

Шеңбер бойымен бірқалыпты айнымалы қозғалған жағдайда ( = const)


 


0  t ;
  0
t 2

t,
2

мұндағы  0 – бастапқы бұрыштық жылдамдық.


2 лекция
2 ДИНАМИКА



    1. Ньютонның бірінші заңы. Дене салмағы. Инерттілік. Зат тығыздығы.



Дене салмағы физикалық шама, материяның инерттілік (инертті масса) және гравитациялық (гравитациялық масса) қасиеттерін анықтайтын негізгі сипаттамаларының бірі болып табылады. Инертті және гравитациялық массалар бір-біріне пропорционал екендігі нақты тәжірбие негізінде дәлелденген. Пропорционалдық коэффициенті бірге тең болатындай өлшем бірлік таңдай отырып, инерттілік және гравитациялық массалары бір-біріне тең болатындығын көреміз. Сондықтан ары қарай тек дене массасы жайында ғана айтамыз.
Масса дене инерттілігінің өлшемі болып табылады, дене массасы артқан сайын оның инерттілігі де артады.
Заттың орташа тығыздығы – бұл заттың бірлік көлеміндегі массасы ретінде анықталатын шама (немесе массаның көлемге қатынасы)

Өлшем бірлігі: []=1 кг/м3.
  m .

V

Кинематика дене қозғалысын, оның туу себептерін қарастырмай оқытатын бөлім. Динамика дене қозғалысы заңдарын және оның пайда болуы мен өзгеру себептерін қарастырады. Динамика механиканың негізгі бөлімі болып табылады, және оның негізіне Ньютонның заңдары жатады.


Ньютонның бірінші заңы: кез келгген дене оған басқа денелер әсер етіп оны осы күйден шығарғанша өзінің алғашқы салыстырмалы тыныштығын немесе түзу сызықты және бірқалыпты қозғалысын сақтап қалады.

Дененің оған басқа денелерден әсері жоқ кезінде тыныштық қалпын немесе бір қалыпты түзу сызықты қозғалысын сақтау қасиеті инерция деп аталады. Сондықтан Ньютонның бірінші заңы инерция заңы деп те аталады.


Механикалық қозғалыс салыстырмалы, оның сипаттамасы санақ жүйесіне тәуелді. Ньютонның бірінші заңы барлық санақ жүйелерінде орындалмайды, ал ол орындалатын жүйелер инерциалық санақ жүйелері деп аталады. Инерциялық санақ жүйесі ретінде басқа инерциялық жүйеге қатысты тыныштықта, немесе бірқалыпты және түзу сызықты қозғалатын жүйе саналады.
Өте жоғары дәрежелі дәлдікпен гелиоцентрлік (жұлдызды) санақ жүйесін инерциялық деп санауға болады (координаталар басы Күн центрінде орналасады, ал өстер белгіленген жұлдыздар бағытында жүргізілген). Жермен байланысты санақ жүйесі инерциялы емес, бірақ инерциялы еместігімен байланысты эффектілер салыстырмалы аз (Жер өз өсінен айнала және Күнді айнала қозғалады), сондықтан көптеген есептеулерді шешу кезінде оны инерциялы деп санауға болады.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   58




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет