Шайқалу үйкелісі. Біздің тәжірибе жасамақ қондырғымызда сырғанаушы кеспекті өз осінен айнала алатын цилиндрмен алмастырайық (1.20-сурет). Әуелі цилиндрді осінен айналмайтындай етіп бекітейік те, оны кеспек тәрізді сүйретіп, үйкеліс күшін өлшейік. Осы кездегі үйкеліс күшінің кеспектің үйкеліс күшінен айырмашылығы жоқ, өйткені үйкеліс күші жанасу бетінің ауданына тәуелсіз деуге болады. Енді цилиндрді босатып, оны остен айнала алатын етсек, онда диск домалай қозғалып, үйкеліс күші күрт төмендейді. Сонымен, шайқалу үйкелісі күші сырғанау үйкеліс күшінен көш кіші болады екен.
Тәжірибе көрсеткендей, шайқалу үйкеліс күші нормаль қысым күшіне тура және цилиндрдің радиусына кері пропорционал болады екен:
, (1.57)
мұндағы k – шайқалу үйкеліс коэффициенті.
Дененің үйкеліс күшінің әсерінен қозғалысы. Біз осы кезге дейін үйкеліс күшін дененің қозғалысына қарсы бағытталған қайсы бір кедергі есебінде қарастырып келдік. Бұл шындығында да бұлай емес. Шындап қарағанда тыныштық үйкеліс күшінің арқасында адам немесе автомобиль Жер бетімен, ал поезд немесе трамвай рельс бойымен және т.с.с. қозғала алады. Адам жүрген кезде, оның табаны мен Жер бетінің арасында тыныштық үйкеліс күші пайда болады. Осы күштің арқасында ол қозғалады. Үйкеліс күші өте аз болатын мұздың бетімен жүрудің қаншалықты қиын екендігін бәріміз де білеміз.
Горизонталь қозғалып келе жатқан велосипедшіге бұрылу кезінде үйкеліс күшінің қандай рөл атқаратындығын анықтайық. Тәжірибеден бұрылу үшін осы жаққа қарай еңкею қажет екендігі белгілі, ал бұл осы жаққа қарай рульді бұруды керек етеді.
Солға қарай еңкейген кезде велосипедшіге түсірілетін күштерді қарастырайық (1.21-сурет). Бұл кезде ауырлық күші Р мен N реакция күші бір түзудің бойымен әсер етпейді. Осы күштердің әсерінен велосипедші вертикаль жазықтықта айнала бастайды, ал бұл доңғалақтың оңға қарай сырғанауын тудыруы керек. Осы кезде велосипедшінің еңкейген жағына қарай бағытталған Ттын тыныштық үйкеліс күші пайда болады.
Үйкеліс күші жылдамдыққа перпендикуляр болғандықтан ол велосипедшіге an=v2/r нормаль үдеу береді. Динамиканың негізгі заңынан центрге тартқыш күштің тыныштық үйкеліс күшіне тең болатындығы шығады:
немесе
.
Велосипедшінің көлбеулік бұрышын (вертикалдан бастап санасақ) реакция күші мен тыныштық үйкеліс күшінің тең әсерлісінің қозғалыстағы дененің бағытында болуы қажет екендігі шартынан табуға болады:
.
Велосипедші вертикалдан үйкеліс бұрышынан артық бұрышқа бұрылмау керек. Үлкен жылдамдықтар кезінде күрт бұрылыстарды мүмкін ету үшін велосипед жолын (тректі) шартына сәйкес келетін бұрышқа көлбеу етіп жасайды.
Достарыңызбен бөлісу: |