P+R=ma. (1.35)
Осы теңдеуді скалярлық түрде жазу үшін векторлардың таңбаларын ескеру қажет. (а) және (г) жағдайлар үшін
–P+R=ma
осыдан
R=P+ma=m(g+a).
(б) және (в) жағдайлар үшін:
–P+R=–ma,
осыдан
R=m(g–a).
Ақыры (д) жағдай үшін:
-P+R=0,
осыдан
R=P.
Демек, лифт Жерге қатысты үдемелі қозғалады. Олай болса, ол инерциалдық емес жүйе болып табылады. Осыдан келіп дененің табанға (тіреушке) түсіретін күші (яғни оның салмағы) ауырлық күшіне тең болмайды. Мәселен, лифттің үдеуі ауырлық күшінің үдеуіне қарсы бағытталған болса, онда тіреуішке түсірілген қысым күші ауырлық күшінен артық болады, ал лифттің үдеуінің бағыты ауырлық күші үдеуінің бағытымен бағыттас болса, онда тіреуішке түсірілген қысым күші ауырлық күшінен аз болады. Егер осы кезде a=0 болып шықса, онда (1.35)-тен R=0 екендігі шығады, яғни дене тіреуішке қысым түсірмейді.
Тек лифт Жерге қатысты бірқалыпты қозғалатын кезде ғана, яғни лифт инерциалдық санақ жүйесі болып табылатын кезде ғана тіреуішке түсірілетін қысым ауырлық күшіне тең болады.
2-мысал. v жылдамдықпен қозғалатын ұшақ вертикаль жазықтықта радиусы r болатын өлі тұзақ жасайды. Ұшқыш қандай күшпен отырғышты сығады? Қандай минималь жылдамдық кезінде ұшқыш отырғышқа қысым түсірмейді? Траекторияның жоғарғы және төменгі нүктелерін қарастыру қажет.
Ұшқыштың отырғышқа түсіретін күшінің орнына біз оған тең, бірақ оған қарама-қарсы бағытталған реакция күшін қарастырамыз. Ұшқышқа екі күш әсер етеді: отырғыштың реакциясы және Жердің тарту күші. Траекторияның төменгі нүктесінде реакция вертикаль жоғары бағытталған, ал жоғарғы нүктеде вертикаль төмен бағытталған. Ұшақ шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалғанымен, оның жылдамдық векторы өне бойы бағытын өзгертіп отырады, демек, оның нормаль (центрге тартқыш) үдеуі болады:
a=v2/r.
Төменгі нүктеде ол вертикаль жоғары бағытталған, ал жоғарғы нүктеде төмен бағытталған (1.13-сурет). Ыңғайлылық үшін z осін ауырлық күші бағытында, вертикаль төмен бағыттаймыз.
Қозғалыс теңдеуі векторлық түрде
Достарыңызбен бөлісу: |