Mexanika asoslari Mexanika

Mexanika asoslari

Mexanika [yun. mechanike (teche) — qurol, inshoot] — tashqi kuch taʼsirida jismning fazoda harakatlanishi va muvozanatini oʻrganish bilan shugʻullanadigan fan. Moddiy nuqta M.si, moddiy nuqtalar tizimi M.si, mutlaq qattiq jism M.si, gruntlar M.si va tutash muhit M.si kabi boʻlimlarga, bularning har qaysisi dinamika, kinematika va statika boʻlimlariga boʻlinadi. M.ning mexanika qonunlarini amaliy masalalar — mashinalar, me-xanizmlar va boshqa inshootlar yasashga tatbiq qilish bilan shugʻullanadigan soxasi amaliy (tatbiqiy) M. deb ataladi; inshootlar va ularning qismlarini mustahkamlik va ustuvorlikka hisoblash usullarini ishlab chiqish bilan shugʻullanadigan sohasi qurilish M.si deyiladi.

M. bilimlari kadimdan mavjud. Neolit va jez davrida gʻildirak maʼlum edi, bir oz keyin esa richag , polispast va boshqa qoʻllanilgan. Qadimgi (miloddan avvalgi 3-asr) Misr exrom (piramida) lari, Bobil, Xitoy, Xorazm, Sugʻdiyona va Eronda saqlanib qolgan suv inshootlari ularni qurishda richag , pona, qiya tekisliklardan foydalanilganligini koʻrsatadi. Oʻrta Osiyoda qadimdan charxpalak va chigʻirdan foydalanilgan.

Nazariy M. dastlab Yunonistonda (miloddan avvalgi 6—5 a.larda) paydo boʻlgan deb hisoblanadi. "Mexanik muammolar" asari M. boʻyicha yozilgan eng qad. asardir (miloddan avvalgi 3-asr). Bu asarning muallifi Aristotel, degan taxminlar bor. Statikaning geometrik yoʻnalishi Arximed (miloddan avvalgi 287—212 yil) nomi bilan bogʻliq. Geronnkng "Mexanika", "Pnevmatika", "Avtomatlar haqida", "Belo-poyika" degan asarlari tatbiqiy M.ga oid. Kinematika qoidalarini ishlab chiqish bilan Yevdoks Knidskiy (miloddan avvalgi 4-asr), Platon, Arximed, Kalipi, Apolloniy, Pergayos, Gipparx, Ptolemey shugʻullangan.

M. fanining bundan keyingi taraqqiyoti 9—12-asrlarga toʻgʻri keladi. Bu davrda Sharq allomalari Banu Muso (aka-uka) lar, Sobit ibn Qurra, Abu Rayhon Beruniy, Abu Abdulloh Yusuf elXorazmiy, Abu Ali ibn Sino, Umar Xayyom, alhaziniy, Axmad al-Fargʻ-oniy M. taraqqiyotiga salmoqli hissa qoʻshganlar. M. ning bu davrdagi taraqqiyoti — Aristotel, Geron, Arximedlarning asarlarini tarjima qilish va sharhlashdan boshlanadi. Abu Abdulloh Yusuf alXorazmiy "Fanlar kaliti" asarining 2- kitobida M.ga bir bob ajratilgan. Sobit ibn Qurra oʻzining "Karastun haqidagi kitobi"da tarozida tortish nazariyasini yoritgan. Beruniy, Umar Xayyom va al-Xoriniylar metall va qimmatbaho toshlar solishtirma ogʻirligini anikdash usullarini ishlab chiqqanlar. Ibn Sino "Donishnoma" asarining fizika boʻlimida qarakat haqida chuqur fikr bildirgan. Yulduzlar harakatini tushuntiruvchi kinematik modellar Sobit ibn Qurra, ibn Sino va Beruniyning koʻpgina risolalarida berilgan.

M. Yevropada Uygʻonish davrida yanada kuchli taraqqiy etdi. Bu davrda M. fani oldiga koʻpgina yangi masalalar qoʻyildi, mas, jismning urilish kuchi, sna-ryadlarning uchish nazariyasi, kemalar chidamliligi, mayatniklar tebranishi va boshqa Nazariy M.ning asosiy qonunlari ham xuddi shu davrda ishlab chiqildi va bunda Leonardo da Vinchi, N. Kopernik, I. Kepler, G. Galiley, I. Nyutonning oʻrni katta boʻldi. Nazariy M.da moddiy obʼyektlar sifatida moddiy nuqta va mexanik tizimlar (mas, mutlaq qattiq jism) olinadi. Fazo, zamon va vaqt, kuch va massa, inersial sanok sistemasi, oʻzgaruvchan tutash mu-hitlar haqidagi tushunchalar nazariy M.ning asosiy tushunchalaridir. Galiley — Nyuton inersion qonuni, harakat tenglamasi (Nyutonning ikkinchi qonuni), taʼsir va aks taʼsirning tengligi haqidagi qonun (Nyutonning uchinchi qonuni) nazariy M.ning asosiy qonunlari hisoblanadi. Bu qonunlardan mexanik sistema harakatini tekshirishda J. L. Lagranjnit birinchi va ikkinchi tur tenglamalari, U. R. Gamiltonnmt kanonik tenglamalari, Gamilton — Yakobi tenglamasi, Ap-pel tenglamalari, dinamikaning umumiy teoremalari chiqariladi. Shuningdek, K. F. Gaussshtt kichik yoʻnalishlar prinsipi, Gamilton, B. S. Yakobi, L. Eyler va Monertyunning variatsion prinsiplari M.ning asosiy prinsiplaridir. Harakat ustuvorligi (turgʻunligi) nazariyasi osmon balli-stikasi va osmon M.si — nazariy M. ning tatbiqiy ahamiyatga ega boʻlgan sohalaridir.

Harakat ustuvorligi nazariyasi avtomatik boshqarish texnikasi (samolyot va raketa, kosmik kemalar parvozini boshqarish) ning asosidir. Bu nazariya harakat ustuvorligi shartlarini, texnik tizimlar ustuvorligi xususiyatlarini oshirish yoʻllarini koʻrsatadi, osmon ballistikasida kosmik apparatlar harakatining temperaturayektoriyasi hisoblab chiqariladi.

Amaliy (tatbiqiy) M.da mexanik sistema harakatini boshqarish usullari nazariy M. ning umumiy qonunlari va prinsiplari asosida koʻriladi, mexanik sistemaning tegishli xususi-yatga ega boʻlish yoʻllari aniqlanadi. Amaliy M. boshqariladigan sistemalarni boshqarishda muhim rol oʻynaydi. Boshqarish obʼyekti sifatida mexanik xususiyatli obʼyektlar, mas, oʻziyurar va uchar apparatlar (kemalar, samo-lyotlar, raketa hamda vertolyotlar), turli mashinalar (stanoklar, turbinalar, elektr va elektron mashinalar, kuyish va prokat mashinalari) va sinaluvchi mexanik qurilmalar, rostlagichlar, reaktiv dvigatellar va boshqa koʻriladi.

Deformatsiyalanuvchi qattiq jismlar, gazeimon suyuq jismlar harakati tutash muhitlar M.sida oʻrganiladi. Elastiklik va plastiklik nazariyasi, gidrodinamika va aeromexanika, gaz va toʻlqin dinamikasi tutash muhitlar M.sining eng rivojlangan sohalaridir. Tutash muxitlar M.sida qattiq jism, suyuklik va gazlarnnng strukturasi uzluksiz struktura deb, shuningdek, tutash muxit hajmining har bir elementi qoʻshni elementlar bilan oʻzaro taʼsirida boʻladi, deb qaraladi. Magnit gidrodinamikasp, aeroelastiklik nazariyasi va yorilish nazariyasi tutash muhitlar M.sining sohalari hisoblanadi.

M. koʻpgina muammolarni hal qilishda asosiy omil hisoblanadi. Ulardan baʼzilari: suvda katta (100 m/s va undan yuqori) tezlikda harakat qiladigan jismlarga qarshilik kuchini kamaytirish; temperaturasi million gradusga yetadigan plazmalar yaratish va ularni saqlash; katta bosim hamda temperaturalar taʼsiridagi materiallar Yaususiyatini, portlash kuchining inshootlariga taʼsirini aniqlash; havo aylanishi (sirkulyasiya) ni tushuntirish; obhavoni oldindan aytish; oʻsimlik va tirik organizmlardagi mexanik jarayonlarni oʻrganish; oʻzgaruvchan massali jismlar M. si, kosmik parvozlar dinamikasi, plazmalarning magnit maydonidagi harakati va boshqa Yulduz evolyusiyasi va Quyoshda sodir boʻlayotgan hodisalar bilan bogʻliq masalalarning koʻpchiligi klassik mexanika sohalarida, mas, kvant M., statistik fizika, elektrodinamika va boshqalarda qaraladi.

Katta tezlikda harakatlanayotgan sistemaga oid hodisalarni klassik M. qonuniyatlari asosida tushuntirib boʻlmaydi. Bu hodisalar A. Eynshteynning relyativistik M.sida qaraladi. Atom va yadrodagi hodisalar kvant M.da berilib, unda mexanik masalalarni matematik masalalarga keltirish usullari koʻriladi. Lekin M. ning har qanday masalasini matematika yoʻli bilan hal etib boʻlmaydi. Bunday hollarda masalalar har xil mexanik gipoteza va intuitsiyalar asosida takriban yechiladi. M. fani taʼsirida matematikaning qator sohalari taraqqiy etdi.

Mac, kompleks oʻzgaruvchi funksiyalar nazariyasining baʼzi sohalari, xususiy hosilali tenglamalar nazariyasi va boshqa Fizika va M. masalalari orasidagi oʻxshashliklarni aniqlashda matematikaning roli katta. Mas, M.dagi tebrangichlar (mayatnik) bilan fizikadagi tebranish konturlari orasidagi oʻxshashlik shular jumlasidan. M. ning koʻp masalalari magnit maydonida plazmalarning harakatlanishi bilan bogʻliq (magnit gidrodinamika). Gidrodinamikayaya koʻpgina muhim masalalalar aviatsiyadagi katta tezliklar, ballastika, turbosozlik va dvigatelsozlik muammolari bilan bogʻlangan.

Oʻzbekistonda M. sohasida mashina va mexanizmlar, konstruksiya va inshootlarning mustahkamligi, binolarning seysmodinamikasi, koʻp fazali va koʻp komponentli muhitlar, gazlamalarning pishiqligi, parashyutlar nazariyasi, paxtachilik kompleksidagi mexanizmlar, qobiklar nazariyasi, iqtisodiy kibernetika, tutash muxitlar mexanikasiga doyr va boshqa sohalarda i.t. ishlari olib boriladi.

Oʻzbekistonda M. muammolariga doyr i.t.lar Oʻzbekiston FA Mexanika va inshootlarning seysmik mustaxkamligi instituti, Matematika instituti, "Kibernetika" ilmiy ishlab chiqarish birlashmasi, Oʻzbekiston milliy unti, Toshkent texnika unti, Avtomobil transporti va yoʻllari instituti, viloyatlardagi universitetlarda olib boriladi. M.ning rivojlanishiga oʻzbek olimlari M. Oʻrozboyev, X. Raxmatullin, H. Usmonxoʻjayev, M. Hojinova, V. Krbulov, T. Rashidov, J. Fayzullayev, I. S. Arjanix, M. F. Shulgin, A. D. Glushchenko, O. V. Lebedev, S. Qodirov va boshqa oʻz hissalarini qoʻshishgan.