Тақырып 3. Қатты дене, газ және сұйық механикасы
Негізгі сұрақтар:
Инерция моменті.
Күш моменті. Қатты дененің айналмалы қозғалысының динамикалық теңдеуі. Айналмалы қатты дененің кинетикалық энергиясы. Қатты дененің серпімді деформациясы.
Сұйықтың қозғалысы. Ток сызықтары және трубкалары. Үзіліссіздік теңдеуі. Бернулли теңдеуі. Ішкі үйкеліс күштері. Сұйықтағы және газдағы дененің қозғалысы.
Механикада материалдық денелердің қозғалысын зерттегенде олардың негізгі қасиеттерін сипаттайтын абстракты ұғымдар пайдаланылады: материалдық нүкте – массасы бар, геометриялық өлшемдері ескерілмейтін дене; абсолют қатты дене – кез келген екі нүктесінің ара қашықтығы барлық жағдайда тұрақты дене; тұтас орта – қатты денелердің, сұйықтықтар мен газдардың қозғалысын зерттегенде олардың молекулалық құрылымын ескермеуге болатын жағдайда қолданылатын ұғым.
Сонымен қатар тұтас ортаны қарастырғанда: идеал серпімді дене, пластикалық дене, идеал сұйық, тұтқыр сұйық, идеал газ сияқты абстракты ұғымдар қолданылады.
Күш моменті
Қозғалмайтын 0 нүктесіне байланысты күш моменті деп, 0 нүктесінен нүктесіне жүргізілген радиус-вектор векторы мен оған түскен күшінің көбейтіндісіне тең физикалық шаманы айтады.
Мұндағы псевдовектор, оның бағыты бұрағандағы оң бұранданың ілгерімелі қозғалыс бағытымен бағыттас.
Күш моменті айналдырушы күш пен айналу осіне дейінгі ең қысқа арақашықтық, иіннің көбейтіндісіне тең. M=Fr
Денеміз абсолют қатты дене болғандықтан, осы айналдырушы күш жұмысы осы дененің түгел бұрылуына жұмсалған жұмысына тең. Дене өте азғантай dφ бұрышқа бұрылған кезде, В нүктесі dS жол жүреді: dS=rdφ. Бұрылған кездегі істелген жұмыс бұрылу бағытына түсірілген күш проекциясы мен бұрылу шамасының көбейтіндісіне тең. Бізге бұрыннан r sinα=l иінді береді, ал күш моментін береді.
Яғни денені айналдырғандағы істелінген жұмыс әсер етуші күш моменті мен бұрылу бұрышының көбейтіндісіне тең.
Денені айналдырғанда істелінген жұмыс оның кинетикалық энергиясының өсуіне жұмсалады.
Берілген О нүктеден күштің А түсу нүктесінежүргізілген радиус-вектор мен күш векторының векторлықкөбейтіндісіне тең физикалық шама қозғалмайтын О нүктесіне қатысты күш моменті деп аталады (6-сурет).
6-сурет
Күш моменті векторының модулі
, мұндағы -берілген және арасындағы бұрыш, -күш иіні. Күш моментінің векторы сағат тілініңбағытыменбұранданың векторынан векторына қарай айналдыра бұраған кездегі ілгерілемелі қозғалысына сәйкес псевдовектор. Қозғалмайтын айналу осіне қатысты күш моментіберілген осьтің бойында жатқан кез келген О нүктесіне қатысты анықталған күш моменті векторының осы оськежүргізілген проекциясына тең скалярлық шама ( 7-сурет).
7-сурет.
Мұнда -күш бағыты мен радиус-вектор арасындағы бұрыш. Денені абсолют қатты деп есептегенде, осы күштің жұмысыдене бұрылғандағы атқарылған жұмысқатең болады. Дене шексіз аз бұрышқа бұрылғанда В нүктесі жол өтіп, орындалған жұмыс күштің ығысу бағытына проекциясын ығысу шамасына көбейткенге тең:
8-сурет.
Қатты дененің айналуында атқарылатын жұмысты анықтайық. в – қозғалмайтын z осінен r қашықтықта күштің түсу нүктесі (8-сурет).
Достарыңызбен бөлісу: |