15-mavzu
Dalamber tamoili. Analitik mexanika elementlari.
Moddiy nuqta uchun Dalamber tamoili (nazariyasi).Inersiya
kuchi.
Mexanik
tizim
uchun
Dalamber
tamoili.
Inersiya
kuchlarining bosh vektori va bosh momenti. Qattiq jism inersiya
kuchlarini bir markazga keltirish va uning xususiy hollari.
Bog‘lanishdagi moddiy nuqta va mexanik tizim dinamik
reaksiyalarini Dalamber tamoilidan foydalanib aniqlash.
Moddiy nuqta uchun Dalamber prinsipi
Dinamika masalalarini yechishdagi ham ma usullar Nyuton qonunlaridan kelib
chiqadigan tenglamalarga yoki dinamikaning umumiy teoremalariga asoslanadi.
Texnikada uchraydigan ko‘pgina masalalarni yechishda mexanikaning umumiy
prinsiplaridan foydalanish juda qulay.
Bu prinsiplardan biri Dalamber prinsipidir. Dalamber prinsipida dinamika
tenglamalariga statika tenglamalarining ko‘rinishi beriladi.
Erkin moddiy nuqta uchun Dalamber prinsipini keltirib chiqarishda dinamikaning
asosiy tenglamasidan foydalanamiz:
(15.1.1)
Miqdori moddiy nuqta massasi bilan tezlanishining ко ‘paytmasiga teng bolib,
yo‘nalishi tezlanish vektoriga teskari bo ‘Igan vektor inersiya kuchi deb ataladi
va
quyidagicha yoziladi:
(15.1.2)
(15.1.2) ni (15.1.1) ga qo‘yamiz:
(15.1.3)
(15.1.3) tenglama Dalamber prinsipini ifodalaydi: moddiy nuqtaga ta’sir qiluvchi
kuch har onda inersiya kuchi bilan muvozanatlashadi (188-rasm). Agar moddiy
nuqta egri chiziqli harakatda bo‘lsa, inersiya kuchi urinma va normal tuzuvchilarga
ajratiladi:
*
(15.1.4)
Sistema uchun Dalamber prinsipi
Mexanik sistema M
1
, M
2
, ..., M
n
moddiy nuqtalardan tashkil topgan bo‘lsin.
Sistemaga ta ’sir etuvchi kuchlarni tashqi va ichki kuchlarga ajratsak, sistemaning
har bir nuqtasi uchun Dalam ber prinsipi quyidagicha yoziladi:
(15.1.5)
Demak, sistemaning har bir nuqtasiga ta ’sir qiluvchi tashqi va ichki kuchlar har
onda shu nuqta inersiya kuchi bilan muvozanatlashadi
.
(15.1.5) tenglamalami hadma-had qo‘shsak:
(15.1.6)
(15.1.7)
ya’ni, sistemaga ta ’sir etuvchi tashqi kuchlar bosh vektori bilan sistem a nuqtalari
inersiya kuchlari bosh vektorining geometrik yig‘indisi nolga teng.
(103.1) ni mos ravishda nuqtalar radius-vektorlari r
1
, r
2
,…, r
n
ga vektorli
ko‘paytirib, hosil bo‘lgan natijalarni qo‘shsak:
(15.1.8)
Bu holda (15.1.8) ni quyidagicha yozish mumkin:
(15.1.9)
ya’ni, sistemaga ta ’sir etuvchi tashqi kuchlarning ham da sistema nuqtalari
inersiya kuchlarining biror markazga nisbatan momentlarining yig‘indisi nolga
teng.
(15.1.7) va (15.1.9) tenglamalar birgalikda mexanik sistema uchun Dalamber
prinsipining vektorli ko‘rinishini ifodalaydi.
(15.1.7) va (15.1.9) larni Dekart koordinata o‘qlariga proyeksiyalab, Dalamber
prinsipining analitik usulda ifodalanishini hosil qilamiz:
(15.1.10)
(15.1.7) va (15.1.9) larni mos ravishda, sistema massasining markazi harakati
haqidagi teorema:
(15.1.11)
(15.1.12)
(15.1.13)
(15.1.14)
(15.1.13) va (15.1.14) dan ko‘rinib turibdiki, inersiya kuchlarining bosh vektori
jism massasi bilan inersiya markazi tezlanish vektorining ko‘paytmasiga teng
bo‘lib, yo‘nalishi tezlanish vektorining yo‘nalishiga teskari; inersiya kuchlarining
biror markazga nisbatan bosh momenti esa sistemaning shu markazga nisbatan
kinetik momentidan vaqt bo‘yicha olingan birinchi hosilaning teskari ishora bilan
olinganiga teng.
(15.1.13) ning urinma va normal tuzuvchilari quyidagicha:
(15.1.15)
(15.1.13) va (15.1.14) dan foydalanib inersiya kuchlarining bosh vektori hamda
bosh momentining ba’zi bir xususiy hollarda hisoblash formulalarini keltirib
chiqaramiz.
1. Jism ilgarilama harakatda bo‘lsin. U holda jism inersiya m arkazi atrofida
aylanma harakat qilmaydi. Bunda
M
Ф
S
= 0 bo‘lib, inersiya kuchlari teng ta’sir
etuvchiga keltiriladi va u inersiya kuchlarining bosh vektori kabi (15.1.13)
tenglama bo‘yicha aniqlanadi.
2. Jism simmetriya tekisligiga ega bo‘lib, u mazkur tekislikka tik yo‘nalgan
qo‘zg‘almas o‘q atrofida aylanma harakat qilayotganda inersiya kuchlarining bosh
vektori (15.1.13) formula bo‘yicha, inersiya kuchlarining bosh m om enti esa
(15.1.14) form ulani qo‘zg‘alm as o‘qqa proyeksiyalash bilan aniqlanadi:
Do'stlaringiz bilan baham: |