•
inson bevosita kuzata olmaydigan jarayonlarni (masalan,
gaz molekulala-rining Broun harakati, diffuziya hodisasi va h.k.)
modellashtirish.
Fizika darslarida jarayonlarni modellashtirish o‗rganilayotgan
materialning ko‗rgazmaliligini va bayonning ilmiy-nazariy
mohiyati
darajasini
oshiradi,
talabalardagi
dunyoqarashni
kengaytiradi, shakllanishini, ularning fikrlashini rivojlantiradi.
Modellashtirish kompyutyerda masalani yechishning bir
tarkibiy qismi hisoblanadi.
Fizik jarayonni o‗rganuvchi aniq bir modelni ko‗rib chiqamiz.
Masala.Yer atrofida ma‘lum (h km) balandlikda harakat
qilayotgan Yerning sun‘iy yo‗ldoshi tezligiga ko‗ra uning qaysi
orbita bo‗ylab harakat qilayotganligini aniqlovchi modelni
yarating.
Masalani yechish uchun undagi asosiy parametrlar, ya‘ni
sun‘iy yo‗ldoshning Yerdan balandligi–h (km) va uning Yer
atrofida doira bo‗ylab (RerQN) qiladigan harakatiga ko‗ra uning
V (km/s) tezligi hisoblanadi.
Fizikada Yer sun‘iy yo‗ldoshining birinchi kosmik tezligi
V=qSQR(gR)
formula orqali aniqlanadi. Bu yerda RqRQH,
R–Yerning radiusi (6400 km) – doimiy kattalik,
g– Yer sirtida erkin tushish tezlanishi (9, 8 m/sek ga teng).
Berilgan qiymatlarga ko‗ra V ni topish juda oson. Natijani
topish uchun biror dasturlash tilida (masalan, Beysikda) dastur
tuzib olish mumkin. Beysik tilidagi dastur ko‗rinishi quyidagicha
bo‗ladi:
10 INPUT «Sun‘iy yo‗ldoshning balandligini kiriting»; N
20 Gq9.8: R1q6400 30 LET RqR1QH
30 LET VqSQR
(G*R)
40 PRINT «Sun‘iy yo‗ldoshning tezligi-»; V
50 IF V<7.99 THEN PRINT «Sun‘iy yo‗ldosh 1-
traektoriyadan harakatlanadi»
60 IF Vq7.99 THEN PRINT «Sun‘iy yo‗ldosh 2-
traektoriyadan harakatlanadi»
60 IF V>7.99 THEN PRINT «Sun‘iy yo‗ldosh 3-
traektoriyadan harakatlanadi»
70 END
Sun‘iy yo‗ldoshning tezligi 7, 99 km/s dan kichik bo‗lsa, u 1-
traektoriya bo‗ylab harakat qiladi, 7, 99 km/s ga teng bo‗lsa, 2-
traektoriya bo‗yicha, 7, 99 km/s dan katta bo‗lsa, 3-traektoriya
bo‗yicha harakat qiladi.
Modellash
uslubidan
hozirgi
zamon
fanida
keng
foydalanilmoqda. U ilmiy tadqiqot jarayonini yengillashtiradi,
ba‘zi hollarda esa murakkab ob‘yektlarni o‗rganishning yagona
vositasiga aylanadi. Mavhum ob‘yekt, olisda joylashgan
ob‘yektlar, juda kichik hajmdagi ob‘yektlarni o‗rganishda
modellashtirishning ahamiyati katta. Modellashtirish uslubidan
fizika, astronomiya, biologiya, iqtisod fanlarida ob‘yektning faqat
ma‘lum xususiyat
va
munosbatlarini
aniqlashda
ham
foydalaniladi.
Biologik model
turli tirik ob‘eklar va ularning qismlari-
molekula, hujayra, organizm va shu kabilarga xos biologik
tuzilish, funksiya va jarayonlarni modellashda qo‗llaniladi.
Biologiyada, asosan, uch hil modeldan foydalaniladi. Ular
biologik, fizik, va matematik modellardir.
Biologik model – odam va hayvonlarda uchraydigan ma‘lum
bir holat yoki kasallikni laboratoriyada hayvonlarda sinab ko‗rish
imkonini beradi. Bunda shu holat yoki kasallikning kelib chiqish
mexanizmi, kechishi, oqibati kabilar tajriba asosida o‗rganiladi.
Biologik modelda har xil usullar: genetik apparatga ta‘sir qilish,
mikroblar yuqtirish, ba‘zi organlarni olib tashlash yoki ular
faoliyati mahsuli bo‗lgan garmonlarni kiritish va boshqa usullar
qo‗llaniladi.
Bunday
modellarda
genetika,
fiziologiya,
farmokologiya sohasidagi bilimlar tadqiq qilinadi.
Biologiyada turli jarayonlarni o‗rganishda modellashtirishdan
foydalanish muhim amaliy ahamiyatga ega. Chunki inson
bevosita ishtirok etmaydigan biologik (kimyoviy, fiziologik)
jarayonlar ma‘lum qonuniyatlar asosida ro‗y beradi. Bu
qonuniyatlarni
o‗rganishda, asosan, abstraksiya usulidan
foydalaniladi.
Kompyutyerdan,
ayniqsa,
yuqori
tezlikda
ishlaydigan
kompyutyerdan
foydalanish
turli
biologik
jarayonlarni
modellashtirishda qo‗l keladi.
Biologik
jarayonlarni
modellashtirish–bu
jarayonning
matematik ifodasi yordamida (ya‘ni, qonuniyatni tashkil etuvchi
elementlar va ularning o‗zaro bog‗lanish funksiyalari) uning
borishi va undagi natijalarni oldindan aytib bera olish
imkoniyatidir. Bu xususiyatlarni algoritmlash va shu algoritm
asosida dasturlash usuli orqali amalga oshirilishi mumkin.
Bundan tashqari, murakkab biologik jarayonlarni mashinali
eksperimentlar yordamida o‗rganish va tadqiq qilish mumkin.
Ko‗pincha, biror jismning (masalan, molekula, atom, DNK,
RNK) harakatini differensial tenglamalar yordamida tavsiflash
mumkin bo‗ladi. Bunday tenglamalar yordamida bir necha
kattalik (m-molekula massalari, M-DNK massalari, Vm-ularning
o‗lchamlari) va ularning o‗zgarish munostabatlari beriladi.
Masalan, berilgan biologik (kimyoviy) reaksiya tezligi unda
ishtirok
etadigan
biologik
(kimyoviy)
moddalarning
konsentrasiyasiga bog‗liq. Masalan, chirmoviq gulning bir
sutkadagi o‗sish tezligi havo temperaturasiga (T), yorug‗lik
miqdori (kuchi) va uning tanasidagi namlik (N-suv miqdori)ga
bog‗liq bo‗ladi. Gulning o‗sishi jarayonini modellashtirish uchun
quyidagi ko‗rinishda tenglamalar tizimi tuziladi:
T=T
o
(1Qat)
I=I
o
(1Qpt)
H=H
o
(1Qyt)
Bu yerda: a, P, у lar doimiy kattaliklar bo‗lib, ular havo
temperaturasi (a), yorug‗lik miqdori (P) va namlik (у) ning vaqt
birligi ichida (t) o‗zgarish koeffitsientlari. Bu koeffitsientlarni
qiymatlari turli o‗simliklar uchun turlicha bo‗lib, tegishli
jadvallarda beriladi.
Yuqorida keltirilgan tizimdagi tenglamalar bir-biri bilan
bog‗lanadi va ularni yechish dasturi yaratiladi. Pirovardida tashqi
ta‘sirlarni o‗zgartirgan holda gulning bir sutkada qancha o‗sishini
o‗rganish mumkin.
Matematik modelni tuzish. Ombordan non zavodlariga unni
tashishni tashkil etishga qanday omillar ta‘sir etishi mumkin? Ular
juda ko‗p. Lekin bizni faqat unni zavodlarga taqsimlashni qanday
amalga oshirish qiziqtiradi (shuning uchun biz haydovchining
betob bo‗lib qolishi, avtomobilning ishdan chiqishi, yonilg‗ining
tugashi kabilarni e‘tiborga olmaymiz).
Modelni rasmiylashtirish uchun quyidagi belgilashlarni
kiritamiz:
X
1
–bir sutkada 1-ombordan 1-zavodga yetkaziladigan unning
miqdori;
X
2
–bir sutkada 1-ombordan 2-zavodga yetkaziladigan unning
miqdori;
X
3
–bir sutkada 2-ombordan 1-zavodga yetkaziladigan unning
miqdori;
X
4
– bir sutkada 2-ombordan 2-zavodga yetkaziladigan unning
miqdori;
1-ombordan bir sutkada 60t un chiqarish mumkin. Ushbu
xususiyatning modeli X
1
+X
2
=60 tenglamadan iborat bo‗ladi.
Xuddi shuningdek, 2-ombor uchun X
3
+X
4
=80 tenglamani yozish
mumkin.
1-non zavodining to‗xtovsiz ishini ta‘minlash uchun ikkala
ombordan keltiriladigan un miqdori zavodning bir sutkada
ishlatiladigan un miqdoriga teng bo‗lishi kerak, ya‘ni
X
1
+X
2
=50.
Xuddi shu kabi 2-zavodga mos, X
3
QX
4
q90 tenglamani yozish
mumkin. Ravshanki, yuqoridagi shartlar bir vaqtda bajarilishi
kerak. Demak, quyidagi chiziqli tenglamalar tizimga ega
bo‗lamiz:
X1+X2=60
Х
З
+Х4=80
Х1+Х
З
=50
X2+X4=90
Endi tashish uchun zarur harajatlarni baholaymiz. Bir tonna
unni tashish narhini bilgan holda, har bir zavod uchun
keltiriladigan un miqdorini unga sarflanadigan harajatga mos
holda ko‗paytirilishi va ular qo‗shilishi kerak:
1400X
I
+2000X2+ 1200Х
З
+1600Х4
Endi masalaga mos matematik modelni quyidagicha tavsiflash
mumkin: Agar X
1
, X
2
, X
3
, X
4
o‗zgaruvchilarga X
1
+X
2
=60,
X
3
+X
4
q80, Х
1
+Х
З
=50, X
2
+X
4
=90 chegaralar qo‗yilgan bo‗lsa,
Ь=1400Х
1
+2000Х
2
+1200Х
З
+1600Х
4
chizikli funksiya X
1
, X
2
, X
3
,
X
4
o‗zgaruvchilarning qanday qiymatida eng kichik musbat
qiymatga ega bo‗lishi topilsin.
Modelni tekshirish. X
2
, X
3
, X
4
o‗zgaruvchilarni X
1
orqali
ifodalab, chegaralar tizimini soddalashtirsak. (1) tizimga
ekvivalent bo‗lgan quyidagi chiziqli tenglamalar tizimiga ega
bo‗lamiz: X
2
=60-X
1
Х
З
=50-Х1
Х
4
=
ЗО
-
Х
1
Tashish uchun qilinadigan harajat manfiy bo‗lmagan kattalik
bilan ulchanganligidan f > 0 kabi yozamiz. Demak, f ning
minimal qiymati nolga teng.
Do'stlaringiz bilan baham: |