7
4-masala.
Massasi
m=100 kg
boʻlgan yukni gorizontga nisbatan 30° burchak
ostida yuqoriga yoʻnalgan
F
kuch yordamida tekis koʻchirishmoqda. Ishqalanish
koeffitsiyenti
μ=0,3
. F kuchni toping.
Yechish.
Yukka toʻrtta kuch ta’sir etadi: mg ogʻirlik kuchi, N tayanchning
reaksiya kuchi, F tortish kuchi va F
ishq
ishqalanish kuchi. Hamma kuchni chizmada
koʻrsatamiz hamda ularni x va y oʻqlariga proyeksiyalaymiz.
Yuk toʻgʻri chiziqli tekis harakatlanmoqda, Nyutonning birinchi qonuniga
koʻra unga ta’sir etuvchi kuchlarning geometrik yigʻindisi nolga teng.
X oʻqi boʻyicha:
cos
0.
ishq
F
F
Y oʻqi boʻyicha:
sin
0.
F
N
mg
Ishqalanish kuchi reaksiya kuchiga proporsionaldir:
.
ishq
F
N
Demak,
290 N.
cos
sin
mg
F
5-masala.
Uzunligi
l
va
massasi
M
boʻlgan qayiq suvda tinch turibdi. Uning
tumshugʻi va quyrugʻida massalari
m
1
va
m
2
boʻlgan ikkita odam oʻtiribdi. Agar
ular oʻrin almashishsa, qayiq qancha masofaga siljiydi? Suvning qarshiligini
hisobga olmang.
Yechish.
Har bir odamning koʻchishini alohida koʻramiz. m
1
massali odam
qayiqning tumshugʻidan quyrugʻiga koʻchishiga impulsning saqlanish qonunini
qoʻllaymiz. Odamning qayiqqa nisbatan tezligi
v
1
, bunda qayiq erishadigan tezlik
u
boʻlsin. Impulsning saqlanish qonuniga koʻra
1
1
2
0.
m v
u
M
m u
Bu yerda
1
l
v
t
va
1
s
u
t
ekanligini e’tiborga olsak,
1
1
1
2
m l
s
m
m
M
kelib chiqadi. Analogik turda ikkinchi odam qayiqning quyrugʻidan tumshugʻiga
koʻchishida qayiqning siljishi
2
2
1
2
m l
s
m
m
M
boʻladi. Demak, qayiqning umumiy koʻchishi
8
1
2
1
2
1
2
m
m
s
s
s
l
m
m
M
.
6-masala.
Gorizontal
v
tezlik
uchayotgan
m
massali kichik sharcha
l
uzunlikdagi ipga osilgan
M
massali sharga mutloq elastik uriladi. Urilish markaziy.
Toʻqnashishdan keyin ip qanday burchakka ogʻadi?
Yechish.
Toʻqnashishdan keyin shar h balandlikka koʻtariladi. Bunda burchak
cos
l
h
l
boʻladi. Demak, biz h ni topishimiz kerak. Bunda energiyaning saqlanish
qonunidan foydalanamiz. Toʻqnashishda shar olgan kinetik energiya u h
balandlikka chiqqach toʻligʻi bilan potensial energiyaga aylanadi:
k
p
E
E
, bu yerda
2
2
2
k
Mv
E
va
p
E
Mgh
.
Shuning uchun
2
2
2
Mv
Mgh
,
2
2
2
v
h
g
. Demak,
2
2
cos
1
2
v
gl
.
Bu yerda
v
2
– toʻqnashishda sharning olgan tezligi. Uni topish uchun impuls hamda
energiyaning saqlanish qonunlaridan foydalanamiz:
2
2
2
1
2
1
2
2
2
2
mv
Mv
mv
mv
mv
Mv
Tenglamalar sistemasini yechib,
2
2
mv
v
m
M
ni topamiz. Demak,
2
2
cos
1
mv
gl m M
, burchak esa
2
2
arccos 1
mv
gl m
M
.
7-masala.
Sharcha gorizontal mutloq silliq tekislikka urilganda kinetik
energiyasining uchdan bir qismini yoʻqotadi. Tushish burchagi α=45° boʻlsa,
qaytish burchagini aniqlang.
9
Yechish.
Mayli, sharchaning toʻqnashgunga
qadar tezligi
v
, toʻqnashgandan
keyin esa
u
ga teng boʻlsin. U holda
2
2
2
2
3 2
mu
mv
,
Bu yerdan
2
3
u
v
kelib chiqadi. Boshqa tomondan esa sharchaga ta’sir etuvchi
hamma kuchlar vertikal yoʻnalgan, gorizontal yoʻnalishda harakat miqdori,
aniqrogʻi tezlikning gorizontal tashkil etuvchisi oʻzgarmaydi. Shuning uchun
sin
sin
v
u
,
sin
3 sin
sin
.
2
v
u
Bu ifodada α=45° ekanligini inobatga olib, β=60° ekanligini aniqlaymiz.
9-masala.
M
massali va
l
uzunlikdagi bir jinsli narvon vertikal silliq devorga
unga nisbatan α burchak ostida tirab qoʻyilgan. Agar narvon va pol orasidagi
tinchlikdagi
ishqalanish koeffitsiyenti
μ
boʻlsa,
m
massali odam unda qanday
h
balandlikkacha koʻtarila oladi?
Yechish.
Narvonga quyidagi kuchlar ta’sir etadi: narvonning ogʻirlik kuchi,
odamning ogʻirligi, vertikal devorning reaksiya kuchi, polning reaksiya kuchi va
ishqalanish kuchi.
Agar narvonga ta’sir etayotgan kuchlarning geometrik yigʻindisi nolga teng
va bu kuchlarning O nuqtaga nisbatan momentlarining geometrik yigʻindisi
nolga
teng boʻlsa, narvon muvozanatda boʻladi. Chizmadan
1
2
N
ishq
N
F
F
F
mg
Mg
10
Bundan
ishq
F
g m
M
kelib chiqadi.
Narvonning ogʻirlik kuchi va odam ogʻirligining O nuqtaga nisbatan
momentlari M
1
va M
2
soat strelkasi yoʻnalishiga qarama-qarshi, devorning
reaksiya kuchi momenti M
3
esa soat strelkasi yoʻnalishida yoʻnalgan, demak:
M
1
+M
2
=M
3
.
Bu yerda
1
sin
2
l
M
Mg
,
2
tg
M
mgh
,
3
cos
M
gl M
m
. Bundan
cos
0, 5
sin
tg
M
m
M
h
l
m
.
10-masala.
Suvli silindr stakanda balandligi
h=20 cm
va kesimi
S
1
=100 cm
2
boʻlgan brusok choʻkmay turibdi. Brusokni stakan tubigacha botirish uchun
qanday ish bajarish lozim? Stakanning kesimi
S
2
=2S
1
, suvning dastlabki balandligi
h
, brusok materialining zichligi
ρ=0,5ρ
s
, bunda ρ
s
– suvning zichligi.
Yechish.
S
2
=2S
1
boʻlganligi uchun brusokni h/4
chuqurlikka botirganda,
stakandagi suv sathi h/4 balandlikka koʻtariladi. Shunday qilib, brusok butunlay
suv ostida boʻlishi uchun uni h/4 chuqurlikkacha botirish yetarli, stakan tubiga
yetishi uchun esa uni h/2 chuqurlikka botirish zarur.
Itaruvchi kuchning botish
chuqurligiga bogʻliq grafigini chizamiz.
Kuch h/4 chuqurlikkacha tekis ortib boradi, h/4 dan h/2 gacha esa
oʻzgarmaydi va
A
F
F
P
ga teng boʻladi. Bajarilgan ish esa kuch grafigining ostidagi sohaning yuzasiga
miqdor jihatdan tengdir:
2
1
3
3
0,75 J
4 2
8
A
s
h
A
F
P
gh S
.