Uploaded by Oxunjon Rajabov

Nazariy maxanika

advertisement
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS
TA’LIM VAZIRLIGI
ALISHER NAVOIY NOMIDAGI SAMARQAND DAVLAT
UNIVERSITETI
AXBOROTLASHTIRISH TEXNOLOGIYALARI KAFEDRASI
« NAZARIY MEXANIKA» fanidan
o’quv-uslubiy
MAJMUA
Matematika va mexanika ta’lim yo’nalishi
talabalari uchun
SAMARQAND-2010
1
«Statikaning asosiy tushuncha va qoidalari. Statika
1- MA’RUZA
aksiomalari »
1.1. « Statikaning asosiy tushuncha va qoidalari. Statika aksiomalari »
mavzusining texnologik modeli
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50 ta
O’quv mashg’ulot shakli Ma’ruza (ma’ruzali dars)
1.Mexanikaning rivojlanishiga Sharq, Yevropa va o’zbek
Ma’ruza rejasi
olimlarining qo’shgan hissalari.
2.Statikaning asosiy tushuncha vaqoidalari.
3.Statika aksiomalari.
O’quv mashg’ulotining maqsadi: Dinamika fani. Dinamika rivojlanishining
qisqacha tarixi. Mexanikaning asosiy qonunlari haqida tushuncha berish.
Pedagogik vazifalar:
O’quv faoliyati natijalari:
Mexanika tarixidan tushunchalarni
Fanning ahamiyati va mohiyatini tushunadi
takrorlash
Statika elementlarini va qoidalarini
Statika elementlari va asosiy tushunchalari
tushuntirish
va ta’riflari yodlaydi, eslab qoladi,
tasavvurga ega bo’ladi.
Statika aksiomalarini tushuntiradi,
Statika aksiomalarini yodlaydi, izohlashni
izohlaydi, misollar keltiradi
tushunadi, amaliyotda qo’llashga ko’nikma
hosil qiladi
O’qitish vositalari
O’UM, ma’ruza matni, rasmlar, plakatlar, doska
O’qitish usullari
Axborotli ma’ruza, blis-so’rov, texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal, kollektiv ish
2
O’qitish sharoiti
Texnik vositalar bilan ta’minlangan, guruxlarda ishlash
usulini qo’llash mumkin bo’lgan auditoriya.
Monitoring va baholash
og’zaki savollar, blis-so’rov
1.2. « Statikaning asosiy tushuncha va qoidalari. Statika aksiomalari »
mavzusining texnologik xaritasi
Ish
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
bosqich-lari
Tinglovchi
faoliyatining mazmuni
1.1. O’quv mashg’uloti mavzusi, rejasi,
1-bosqich.
Mavzuga
kirish
(20 min)
pedagogning vazifasi va talabaning o’quv
faoliyati natijalarini aytadi.
1.2. Baxolash mezonlari (1 – ilova).
Tinglaydilar.
Yozib oladilar.
1.3. Mavzuni jonlashtirish uchun «Blisso’rov» savollarini beradi.
Blis-so’rov
usulida natijasiga ko’ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining
Tinglaydilar.
Yozib oladilar.
tashxizini
amalga
usulida
mavzu
Aniqlashtiradilar,
bo’yicha ma’lum bo’lgan tushunchalarni
savollar beradilar.
oshiradi (2-ilova).
1.4. Texnika-insert
faollashtiradi. (3-ilova ).
3
2.1. Savol yuzasidan ma’ruza qiladi.
2 -bosqich. 2.2.Ma’ruza rejasining hamma savollar
Asosiy
bo’yicha tushuncha beradi. (4 - ilova).
bo’lim
2.2. Ma’ruzada berilgan savollar
(50 min)
Tinglaydilar.
Javob beradilar
Yozadilar.
UMKga qaraydilar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5 - ilova).
2.4.Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5. Talabalar ishtirokida ular yana bir bor
Har bir tayanch
tushuncha va iboralarni
muhokama qiladilar.
takrorlanadi.
3.1. Mashg’ulot
3-bosqich.
Yakunlovc
hi
(10 min)
bo’yicha
yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo’yicha olingan
Savollar beradilar.
bilimlarni qayerda ishlatish mumkinligi
ma’lum qiladi.
3.2. Mavzu bo’yicha bilimlarni
UMKga qaraydilar.
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro’yxatini beradi.
UMKga qaraydilar.
3.3. Keyingi mazvu bo’yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Uy vazifalarini yozib
oladilar
4
1-Ma’ruza.
STATIKANING ASOSIY TUSHUNCHA VA QOIDALARI.
STATIKA AKSIOMALARI
Reja:
1. Mexanikaning rivojlanishiga Sharq, Yevropa va o’zbek olimlarining qo’shgan
hissalari.
2.Statikaning asosiy tushuncha vaqoidalari.
3.Statika aksiomalari.
Adabiyotlar: 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12.
Tayanch iboralar:
mexanik harakat, absolyut qattiq jism, moddiy nuqta, massa, inertlik, kuch,
radius-vektor, harakat miqdori statika aksiomalari .
Belgilar:
Ms - Muammoli savol
Mt- Muammoli topshiriq
Mv- Muammoli vaziyat
Mm- Muammoli masala
5
1-ilova
Baholash mezoni:
 Har bir savol javobiga
- 2 ball
 Har bir qo’shimcha fikrga
- 2 ball
 Har bir javoni to’ldirishiga
- 1 ball
2-ilova
Mavzuni jonlashtirish uchun blits so’rov savollari
.
1. «Nazariy mexanika» fani deganda nimani tushunasiz?
2. Bu fanning ilm-fan-ishlab chiqarishdagi o’rni.
3. Nazariy mexanika fani elementlari qo’llaniladigan
sohalarga aniq misol keltiring.
4. Bu fan qaysi fanlar bilan chambarchas bog’langan?
5. Bu fanning vazifasi nimadan iborat?
6.Ushbu fanni o’qigan talaba nimalarni bilishi kerak?
3-ilova
Insert texnikasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring.
№
Asosiy tushunchalar
1.
Sharq olimlarining mexanika fani rivojiga qo’shgan hissalari
2.
Mexanika fani asoschilari
3.
Mexanika fani rivoji uyg’onish davrida
4.
Fan rivojining zamonaviy bosqichi
5.
Statika elementlari
Kuch
6
Belgi
Inertlik
Moddiy nuqta
Kuch birliklari
6.
1-qonun
7.
2-qonun
8.
3-qonun
Insert jadvali qoidasi
V- avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - yangi ma’lumot
? – tushunarsiz (aniqlanishi zarur bo’lgan ma’lumotlar)
.
4-ilova
7
1. Mexanikaning rivojlanishiga Sharq, Yevropa va o’zbek olimlarining
qo’shgan hissalari.
Dinamika mexanikaning bo’limi bo’lib, unda moddiy jismlarning harakati
unga ta`sir etuvchi kuchlarga bog’lab o’rganiladi.
Dinamika mexanikaning ko’pgina amaliy masalalarini yechishda muhim
ahamiyatga ega bo’lgan umumiy bo’limi hisoblanadi.
Buyuk
Italian olimi Goliley (1564-1642) dinamikaning
asoschisi
hisoblanadi. U moddiy nuqtaning to’g’ri chiziqli noteks harakati uchun tezlik va
tezlanish tushunchalarini kiritdi hamda jismlarning bo’shliqda erkin tushish
qonunlarini yaratdi. Galiley dinamikning birinchi qonuni - inersiya qonuniga ta`rif
berdi gorizontga burchak ostida otilgan jismlarning bo`shliqda parabola bo`ylab
harakatlanishini aniqladi.
Gollandiyalik olim Gyuygeus (1629-1695) inersiya momenti – tushunchasini
kiritgan, tebrangichlar nazariyasini va soatni yaratgan. U egri chiziqli harakatdagi
nuqta uchun tezlanishning momenti tushunchasini umumlashtirib, markazdan
qochma kuchni kiritgan.
Buyuk ingliz olimi, Nyuton (1643-1727) Galileyning dinamikaning yaratish
sohasidagi ishlarini davom ettirdi. O`zining buyuk asari “philosophniae naturalis
principia mathematika” da klassik mexanikaning qonunlariga ta`rif bergan va bu
qonunlar asosida
dinamikaning sistemali bayonini berdi. Nyuton butun olam
tortilish qonunini yaratgan.
Moddiy nuqta dinamikasidan mexanik sistema dinamikasiga o`tishni
ta’minlovchi Nyuton tomonidan yaratilgan ta’sir va ansta’sir qonuni katta
ahamiyatga ega.
Dekartning harakat miqdorini saqlanishi haqidagi fikrini rivojlantirib, Nyuton
harakat miqdorining o`zgarishini ta’sir etuvchi kuchga bog’liqligini aniqladi.
XX asrning boshlarida nemes fizigi Albert Eynshteyn tomonidan yaratilgan
relyativistik mexanika (nisbiylik nazariyasi) fazo, vaqt, massa va energiya haqidagi
tasavvurkarni butunlay o’zgartirib yubordi. Lekin yorug’lik tezligidan kichik
tezliklar uchun klassik mexanika qonunlari asosida olingan natijalar, relyativistik
8
mexanika qonunlari bilan olingan natijalar bilan mos keladi. Galiley-Nyuton
qonunlari yordamida hozirgi zamon nazariya mexanikasining asosini tashkil
etuvchi teoremalar isbotlandi va mexanika prinsiplari asoslandi.
Kinetik energiyaning o’zgarish qonuni Ivan Bernulli (1667-1748) va
Daniil Bernulli (1300-1782) lar tomonidan ta’riflangan. Harakat miqdorining
o’zgarishi haqidagi teorema deyarli bir vaqtning o’zida (1746) Eyler va Daniil
Bernulli tomonidan tariflangan.
1716 yil Peterbur fanlar akademiyasi akademigi Ya. German dinamika
tenglamalarini
statika tenglamalari ko’rinishiga keltiruvchi, umumiy metod,
mexanika (kinetostatika metodi)ni kiritgan.
1737y Eyler (1707-1783) bu prinsipni umumlashtirdi va egiluvchi jismlarning
tebranishiga qo’lladi.
1743y Dalamber (1717-1783) German Eyler prinsipini qo’llanilish sohasini
kengaytirdi, yani bu prinsipni bog’langan jismlardan tashkil topgan murakkab
sistemalarga qo’lladi. Bu prinsip Dalamber prinsipi (yoki nachala Dalambera)
nomi bilan yuritiladi.
Lagranj (1736-1813) German – Eyler - Dalamberprinsipini statikaning
umumiy prinsipini mumkin bo’lgan ko’chish prinsipi bilan birlashtirib, amaliyotda
qo’lash uchun qulay bo’lgan ko’rinishga keltirdi. Mumkin bo’lgan ko’chish
prinsipi birinchi Stevin (1548-1620) tomonidan kiritilgan
Galiley Stevinning og’ma tekislikdagi mulohazalarini davom etkazib
mexanikaning oltin qoidasiga ta’rif bergan: kuchdan yutilsa tezlikdan yutqaziladi.
Akademik M.V Ostrogradskiy (1548-1862) mumkin bo’lgan ko’chish
prinsipini umumlashtirib, mexanikaning yangi masalalarini yechishga qo’llagan.
Mexanik sistemaning umumlashgan koordinatalardagi tenglamalarini Lagranj
tomonidan keltirib chiqarilgan. Lagranj tenglamalari mexanik sistema harakatini
umumiy ko’rinishda ifodalaydi. Bu tenglamalar mexanik sistemaning amaliyotda
muhim ahamiyatga ega bo’lgan kichik tebranishlarini o’rganishda qo’llaniladi.
XX asrda mexanikaning rivojlanishida katta hissa qo’shgan o’zbek olimlari:
M . T . O’razboyev, X. A. Raxmatulin, X. X. Usmonxodjayev, T. R. Rashidov,…
9
Statikaning asosiy aksiomalari
Bu bobda statikaning asosiy tushunchalari, aksiomalari, bog‘lanishlar va
ularning turlari, bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi va ularning muvozanat
shartlari, markazga va o‘qqa nisbatan kuch hamda kuchlar sistemasining
momenti, tekislikda kuchlar sistemasining xossalari, kuchning va kuchlar
sistemasining nuqtaga hamda o`qqa nisbatan momentiga doir masalalarning
yechimi keltirilgan.
1. Statikaning asosiy tushunchalari va aksiomalari
√
Moddiy nuqta, mexanik sistema, qattiq jism, kuch, kuch-lar sistemasi va
bog‘lanishlar.
Statika bo‘limida kuchlar sistemasi ta’siridagi mexanik sistemaning yoki
mexanik
sistemaga
qo‘yilgan
kuchlar
sistemasining
muvozanat
shartlari
o‘rganiladi.
Statikaning asosiy tusgunchalari: moddiy nuqta, mexanik sistema, qattiq jism
va kuchlar hisoblanadi.
Moddiy niqta deganda o‘lchamlari va shakli e’tiborga olinmaydigan va massasi
bir nuqtaga joylashgan deb qaraladigan jism tushiniladi.
Har bir nuqtasining harakati qolgan nuqtalarining holati va harakatiga bog‘liq
bo‘lgan moddiy nuqtalar to‘plamiga mexa-nik sistema deyiladi.
Ixtiyoriy ikkita nuqtasi orasidagi masofa o‘zgarmas va massasi uzluksiz
taqsimlangan mexanik sistemaga absolyut qattiq jism deyiladi.
Moddiy jismlarning o‘zaro ta’sirini xarakterlovchi kattalikka kuch deyiladi.
Nazariy mexanikada kuch tushunchasi asosiy birlamchi tushuncha hisoblanadi.
Kuch vektor kattalik bo‘lib, u o‘zining son qiymati (miqdori) yoki moduli,
qo‘yilish nuqtasi va yo‘nalishi bilan xarakterlanadi. Kuch vektori bilan ustma-ust
tushuvchi to‘g‘ri chiziqqa, shu kuchning ta’sir chizig‘i deb ataladi. Kuchlar
sistemasi deb qaralayotgan qattiq jismga yoki mexanik sistema nuqtalariga
qo‘yilgan kuchlar to‘plamiga aytiladi. Bitta nuqtaga qo‘yilgan kuchlar sistemasini
ham qarash mumkin.
10
 

Jismga ta’sir etuvchi F1 , F2 ,..., Fn  kuchlar to‘plamiga kuchlar sistemasi deyiladi.
 

Berilgan F1 , F2 ,..., Fn  kuchlar sistemasi ta’siridan qattiq jism yoki mexanik
sistema o‘zining tinch holatini yoki inersial harakatini o‘zgartirmasa, bunday
sistemaga nolga ekvivalent yoki muvozanatlashgan kuchlar sistemasi deyiladi va
quyidagicha yoziladi:
F , F ,..., F  ~ 0.
F , F ,..., F  kuchlar sistemasining ta’sirini boshqa bir
1
Qattiq jismga qo‘yilgan

Q
1


, Q 2 ,..., Q k
1
n
2
n
2
 kuchlar sistemasining ta’siri bilan almashtirish mumkin bo‘lsa,
bunday kuchlar sistemalariga ekvivalent kuchlar sistemalari deyiladi va
quyidagicha yoziladi:

F
1


, F 2 ,..., F n

 ~ Q
1


, Q 2 ,..., Q k
.
Kuchlar sistemasining jismga ko‘rsatadigan ta’sirini bitta kuchning ta’siri bilan
almashtirish mumkin bo‘lsa, bu kuch berilgan kuchlar sistemasining teng ta’sir
etuvchisi deyiladi. F
1


, F 2 ,..., F n
bilan belgilasak, u holda

F
1
 kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisini


, F 2 ,..., F n
~

R

R
deb yoziladi.
Statika aksiomalari:
1-aksioma (Ikki kuchning muvozanati haqidagi aksioma). Qattiq jismning
ixtiyoriy ikkta nuqtasiga qo‘yilgan, miqdorlari teng va shu nuqtalardan o‘tuvchi
to‘g‘ri
chiziq
bo‘ylab
qarama-qarshi
tomonga
yo‘nalgan
ikkita
kuch
muvozanatlashgan kuchlar sistemasini hosil qiladi (1-shakl). Xususiy holda qattiq
jismning bitta nuqtasiga qo‘yilgan, miqdorlari teng va bir to‘g‘ri chiziq bo‘ylab
qarama-qarshi tomonga yo‘nalgan ikkita kuch muvozanatlashgan kuchlar
sistemasini tashkil etadi (2-shakl).

F2
A
B

F1
O

F1
1-shakl
2-shakl
11

F2
2-aksioma (Nolga ekvivalent kuchlar sistemasini qo‘shish yoki ayirish
haqidagi aksioma). Qattiq jismga qo‘yilgan kuchlar sistemasiga nolga ekvivalent
kuchlar sistemasi qo‘shilsa yoki ayrilsa, kuchlar sistemasining jismga ko‘rsatiladigan ta’siri o‘zgarmaydi, boshqacha aytganda dastlabki kuchlar sistemasiga
ekvivalent kuchlar sistemasi hosil bo‘ladi.
Natija. Qattiq jismning biror nugtasiga qo‘yilgan
kuchni miqdori va
yo‘nalishini o‘zgartirmasdan jismning kuch ta’sir chizig‘ida yotuvchi ixtiyoriy
nuqtasiga ko‘chirganda kuchning jismga ko‘rsatadigan ta’siri o‘zgarmaydi.

Isbot. Qattiq jismning biror A nuqtasiga F1 kuch qo‘yil-gan bo‘lsin. Jismning
 
kuch ta’sir chiziqida yotgan ixtiyoriy B nuqtasiga shunday F2 , F2  ~ 0 sistemani




qo‘yapmizki, bunda F1  F2  F2 va F1  F2, F1  F2 bo‘lsin (3-shakl).
2-aksiomaga asosan

  
F1 ~ F1 , F2 , F2 , birinchi


aksiomaga asosan

F2
A
F , F  ~ 0 .
1

F2
B

F1
2
Natijada
3-shakl

  

F1 ~ F1 , F2 , F2 ~ F2 .


3-aksioma. Ikkita nolga ekvivalent kuchlar sistemasi o‘zaro ekvivalent
boladi, ya’ni

F , F ,..., F  ~ 0, P , P ,...,
P ~ 0 

F , F ,..., F  ~ P , P ,..., P .
1
2
n
1
2
n
1
1
2
m
2
m
4-aksioma (Parallelogram aksiomasi). Qattiq jismning bitta nuqtasiga
qo‘yilgan ikkita parallel bo‘lmagan kuchlar teng ta’sir etuvchisining moduli bu
kuchlarga qurilgan parallelogram diagonaliga teng hamda shu diagonal bo‘ylab
yo‘nal-gan bo‘ladi (4-shakl):
 

F , F  ~ R,
1
2
  
R  F1  F2 ,

R

F1
R  F12  F22  2 F1 F2 cos ,
 
^
 
F
sin
F
1 , F2
,
sin R, ^ F1  2
R




α

F2
12
4-shakl
 
 
F1 sin F1 , ^ F2
^
.
sin R, F2 
R




5-aksioma (Ta’sir va aksta’sir prinsipi). Ikki qatiq jism-ning o‘zaro ta’siri
miqdor jihatidan teng va bir to‘gri
chiziq bo‘ylab qarama-qarshi tomonga
yo‘nalgan bo‘ladi (5-shakl).
A
B
 
FA FB
A
B

FA

FB
5-shakl
6-aksioma
(Qotish
prinsipi). Qattiq bo‘lmagan jism
ta’siridan muvozanatda bo‘lsa, jism
kuchlar sistemasi
qattiq holatga o‘tganda ham uning
muvozanati buzilmaydi.
Bog‘lanish aksiomasi. Erksiz qattiq jismga qo‘yilgan bog‘lanishlar ta’sirini
bog‘lanish reaksiyalari bilan almashtirib jismni berilgan aktiv kuchlar va
bog‘lanish reaksiyalari ta’siri-dagi erkin qattiq jism deb qarash mumkin.
Аsоsiy birliklаr sistеmаsi. Mехаnik miqdоrlаrni o`lchоvi uchun uchtа аsоsiy
birliklаrni kiritish еtаrli. Bulаrdаn ikkitаsi uzunlik vа vаqt birliklаri bo`lsа,
uchinchi o`lchоv birligi sifаtidа mаssа yoki kuchning o`lchоv birligi tаnlаnаdi.
Kuch vа mаssа o`zаrо dinаmikаning аsоsiy tеnglаmаsi
kuch = mаssа x tеzlаnish
bilаn bоg‘lаngаnligi uchun ulаrdаn bittаsini tаnlаsh еtаrli. Shuning uchun hаm
ikkitа аsоsiy o`lchоv birliklаr sistеmаsini kiritish mumkin.
а) Birinchi хil o`lchоv birliklаr sistеmаsi. Bu sistеmаdа аsоsiy o`lchоv
birliklаr: mаsоfа, vаqt vа mаssа; kuch hоsilаviy birlik hisоblаnаdi. Bundаy
birliklаr sistеmаsigа fizik miqdоrlаrning хаlqаrо o`lchоv birliklаr sistеmаsi (SI)
kirаdi. Bungа аsоsаn mехаnik miqdоrlаrning o`lchоv birliklаri: mеtr, kilоg-rаmm
mаssа vа sеkund.
13
SI sistеmаsidа kuchning o`lchоv birligi sifаtidа 1kg mаssаgа 1m/sеk2 tеzlаnish
bеruvchi kuch miqdоri qаbul qilingаn. Kuchning bu o`lchоv birligigа n’yutоn
dеyilаdi.
2
1 N  1 kg  1 m / sek
 1kg m / sek
2
.
Birinchi хil o`lchоv birliklаr sistеmаsigа fizikаdа kеng qo`llаnilаdigаn SGS
sistеmаsi hаm kirаdi. Bu sistеmаning аsоsiy o`lchоv birliklаri: sаntimеtr, grаmm
mаssа vа sеkund. Kuch birligi dinа. 1dinа = 10-5N.
b) Ikkinchi хil o`lchоv birliklаr sistеmаsi. Аsоsiy o`lchоv birliklаr: mаsоfа,
vаqt vа kuch. Bu sistеmаgа tехnikаdа kеng tаrqаlgаn tехnik o`lchоv birliklаr
sistеmаsi MKGS kirаdi. Bundа аsоsiy birliklаr: mеtr, kilоgrаmm kuch vа sеkund.
Massаning o`lchоv birligi
1
kg sek 2
m
.
SI vа MKGS o`lchоv birliklаr sistеmаlаridа kuchning o`lchоv birliklаri
quyidаgichа bоg‘lаngаn:
1kg kuch  9,81 N
yoki
1 N  0,102 kg kuch .
Nazorat savollari.
1. Nazariy mexanika fani nimani o’rgatadi?
2. Mexanika harakat deb nimaga aytiladi?
3. Mexanika so’zi qanday manoni bildiradi?
4. Mexanika so’zi kim tomonidan fanga kiritilgan?
5. Nazariy mexanika fanining rivojlanishiga ulkan hissa qo’shgan qanday
olimlarni bilasiz?
6. Kuch deb nimaga aytiladi?
7. Statika deb nimaga aytiladi?
8. Kuchning jismga ta’siri qanday faktorlar bilan aniqlanadi?
Xulosa
Hozirgi zamon fan va texnikasi taraqqiyotida ,,Nazariy mexanika’’ fani muhim
o’rin egallamoqda. Bu fan taraqqiyotning muhim richaglaridan biri.
14
Fanning rivojlanish tarixi uning ildizini chuqurroq o’rganishga ko’maklashish.
Statika o’quv rejaning zaruriy qismi va boshqa fanlar bilan uzviy bog’liq.
Statika tushunchalari, elementlari va aksiomalari masalaalrini yechish bilim
olishning asosiy tayanchi
Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
2- Mavzu
mavzusining texnologik modeli.
Talabalar soni: 50
O’quv soati – 2 soat
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (axborotli dars)
Mavzu rejasi
1. Bir nuqtaga qo’yilgan kuchlar sistemasi
2. Bir nuqtaga kesishuvchi kuchlar sistemasining
muvozanat shartlari.
3. Uchta kuch haqidagi teorema.
O`quv mashg`ulotning
Bir nuqtaga qo’yilgan kuchlar sistemasi va uning
maqsadi
muvozanat shartlari haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Kuch, kuchning ta’sir chizig’i va
Bir nuqtaga kesishuvchi kuchlar sistemasi
statika aksomalarini takrorlash.
haqida tushunchaga ega.
Bir nuqtaga kesishuvchi kuchlar
Muvozanat shartlarini eslab qoladi va
haqida tushuncha berish.
amaliyotga qo’llay oladi.
Uchta kuch haqidagi teoremani
Uchta kuch haqidagi teoremani yoddan
isbotlash vamisollar keltirish.
biladi vaunga misollar keltiradi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov, Pinbord texnikasi, aqliy
hujum.
15
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash
usulini qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. ,,Bir nuqtaga kesishuvchi kuchlar sistemasi’’ mavzusining texnologik
xaritasi
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
bosqich 1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
(20min) 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
16
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
2-Ma’ruza
Bir nuqtaga kesishuvchi kuchlar sistemasi.
Reja:
1. Bir nuqtaga qo’yilgan kuchlar sistemasi
2.Bir nuqtaga kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanat shartlari.
3.Uchta kuch haqidagi teorema.
Adabiyotlar: [1],190-196 sah, [5], 16-21 sah.
Tayanch iboralar:
Kuch, kuchlar sistemasi, teng ta’sir etuvchi kuch, ekvivalent kuchlar.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
17
1. Ekvivalent kuchlar sistemasi deb nimaga aytiladi?
2. Kuch deb nimaga aytiladi ?
3.Teng ta’sir etuvchi kuch deb nimaga aytiladi.
4. Kuchlar sistemasi qachon muvozanatda bo’ladi?
5. Kuchning ta’sir chizig’i debnimaga aytiladi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Kuch va uning birliklari.
2
Kuchlar sistemasi.
3
Teng ta’sir etuvchi kuch.
4
Ekvivalent kuchlar.
5
Kuchlar ko’pburchagi.
6
Bir nuqtaga qo’yilgan kuchlar sistemasi.
7
Kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanati.
8
Uchta kuch haqida teorema.
Insert jadvali qoidasi
18
Belgi
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
19
2- Mavzu
1.Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
Ta’sir chiziqlari bir nuqtada kesishuvchi kuchlar
sistemasiga bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
deyiladi.
Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasini teng ta’sir etuvchisini topamiz.
 

Qattiq jismga ta’sir etuvchi bir nuqtada kesishuvchi F1, F2 ,..., Fn  kuchlar sistemasi
berilgan bo‘lsin.
Avval parallelogram aksiomasidan foydalanib berilgan kuchlar sistemasining
birinchi ikkitasining teng ta’sir etuvchisi-ni topamiz. Teng ta’sir etuvchining
moduli

 
 
R12  F1  F2 , R12  F12  F22  2 F 1F2Cos F1, ^ F2 
ga teng, yo‘nalishi esa quyidagi munosabatlardan topiladi

Endi R12
F
F
R12
2  
 1  
  .
^
sin F1 , ^ R12
sin F2 , R12
sin F1 , ^ F2

  
kuch bilan F3 kuchni yoki F1 , F2 , F3 kuchlarning teng ta’sir etuvchisini



topamiz

 

F , F  ~ R
1
bu yerda
2
12


,

 
R12  F1  F2 ;
Shunga o‘xshash

F2

R12

F2

F1

Fn

F3

R123

F3

R

Fn
13-shakl
 

R12 , F3 ~ R123 ,

bu yerda
va hokazo.


  
R123  F1  F2  F3 ,

 
...
,
F
123 (n-1 )
n ~R
R
bu yerda

n 
  


R  F1  F2  F3  ...  Fn   Fi
(1.3.1)
i 1
bo‘ladi.
Shunday qilib, bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi bitta kuchga
ekvivalent, ya’ni teng ta’sir etuvchiga ega. Bu teng ta’sir etuvchi berilgan
sistemasi kuchlarining geometrik yig‘indisiga teng.
20
Bir nugtada kesishuvchi kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisini
kuch

ko‘pburchagini qurish usuli bilan ham topish mumkin. Buning uchun F1 kuchni

kuchlar sistemasining markazi deb olib, F2 kuchni o‘z-o‘ziga parallel ravishda


shunday ko‘chiramizki, F2 kuchning boshi F1 kuchning oxiri bilan ustma-ust

tushsin. Xuddi shunday F3 kuchni o‘z-o‘ziga parallel ravishda ko‘chiramiz,


natijada F3 kuchning boshi F2 kuchning oxiri bilan ustma-ust tushsin va hokazo,


shu ishni davom ettirib, oxiri Fn kuchni kochirganimizda bu kuchining boshi Fn1

kuchning oxiri bilan ustma-ust tushsin. Kuchlar sistemasi markazidan chiqib Fn

kuchning oxirini tutashtiruvchi R kuch berilgan kuchlar sistemasining teng ta’sir
etuvchisi bo‘ladi. Shunday usul bilan qurilgan ko‘pburchakka kuch ko‘pburchagi
deyiladi (13-shakl).
Kuchlar sistemasi teng ta’sir etuvchisining moduli va yo‘nalishini analitik usul
bilan ham topish mumkin.
Geometriya kursidan bizga malumki, vektorlar yig‘indisi-ning koordinata
o‘qlaridagi proyeksiyalari berilgan vektorlarning mos o‘qlardagi proeksiyalari
yig‘indisiga teng, ya’ni
n
n
Rx   Fix ,
Ry   Fiy ,
i 1
n
Rz   Fiz .
i 1
i 1
Teng ta’sir etuvchining modili va yonalishi quyidagicha topiladi
R  Rx2  R y2  Rz2 ,



Ry
R
R
cos( R, ^ x)  x , cos( R, ^ y ) 
, cos( R, ^ z )  z .
R
R
R
2. Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanat shartlari
Teorema. Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi muvozanatda bo‘lishi
uchun berilgan kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisi nolga teng bo‘lishi
zarur va yetarli, yani
 n 
R   Fi  0 .
(1.3.2)
i 1
To‘g‘ri burchakli Oxyz dekart koordinatalar sistemasini tanlab, (1.3.2)
tenglamani koordinata o‘qlariga proyeksialaymiz, natijada uchta skalyar
tenglamalar sistemasini hosil qilamiz, ya’ni
n
n
n
i 1
i 1
i 1
Rx   Fix  0 ; Rу   Fiу  0 ; Rz   Fiz  0 .
(1.3.3)
Muvozanatdagi qattiq jism erkin bo‘lmasa, bog‘lanishlar aksiomasidan
foydalanib, bog‘lanishlarning jismga ko‘rsatadi-gan ta’sirini ularning reaksiya
kuchi bilan almashtiramiz. Natijada avval ham aytilganidek, bunday jismni
berilgan kuchlar va bog‘lanish reaksiya kuchlari ta’siridagi erkin jism deb qarash
mumkin.
(1.3.3) tenglamalardan foydalanib kuchlar sistemasining muvozanat shartlarini
quyidagicha ifodalash ham mumkin: bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
21
muvozanatda bo‘lishi uchun berilgan kuchlarning mos koordinata o‘qlaridagi
proyeksiyalari yig‘indisi alohida-alohida nolga teng bo‘lishi zarur va yetarli.
Agar qattiq jismga qo‘yilgan kuchlar sistemasi bir tekislikda joylashgan bo‘lsa,
koordinata o‘qlaridan bittasini, masalan, z o‘qini kuchlar tekisligiga
perpendikulyar qilib olish kerak. U holda (1.3.3) tenglamalarning uchinchisi
aynan nolga teng bo‘ladi, ya’ni
n
F
Rz 
iz
 0.
i 1
Natijada quyidagi tenglamalar sistemasi hosil bo‘ladi:
n
Rx 

n
F ix  0 ;
Ry 
i 1

F iy  0 .
(1.3.4)
i 1
(1.3.4) tenglamalar sistemasi bir tekislikda joylashgan va bir nuqtada kesishuvchi
kuchlar sistemasining muvozanat shartlarini ifodalaydi.
3.Uch kuch haqidagi teorema.
Bir tekislikda yotgan uchta kuchlar sistemasi muvozanatda bo‘lsa, ularning ta’sir
chiziqlari bir nuqtada kesishadi.

F1
A1

R12

F3
A3
O

A2
F2
14-shakl
  
Isbot. Bir tekislikda yotgan uchta F1 , F2 , F3 kuch muvozanatda bo‘lsin. Berilgan


F1 va F2 kuchlarni ta’sir chiziqlari bo‘ylab kesishish nuqtasiga ko‘chirib, ularni
parallelogram qoidasiga ko‘ra qo‘shamiz, natijada
F , F , F  ~ R
1
ga kelamiz, bu yerda
2

,
F
12 3 ~ 0
3

 
R12 ~ F1 , F2



 
va aytilganidek R12 , F3 kuchlar muvozanatlashgan kuchlar sistemasini hosil qiladi.
1-aksiomaga asosan bu ikki kuch bir to‘gri chiziq bo‘ylab qarama-qarshi tomonga

yo‘nalgan va demak F3 kuchining ta’sir chizig‘i ham O nuqtadan o‘tadi.
22
Nazorat savollari.
1.Qanday kuchlar sistemasiga bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
deyiladi?
2.Qanday ko`pburchakga kuch ko`pburchagi deyiladi?
3.Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasining teng ta`sir etuvchisi qanday
topiladi?
4.Kuch ko`pburchagida teng ta`sir etuvchisi qanday tasvirlanadi?
5.Kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanat tenglamalari qanday
yoziladi?
Xulosa
Kesishuvchi kuchlar sistemasi amaliyotda ko`p uchraydi,shuning uchun ham
uning fanda alohida o`rni bor.Mavzuni o`rganish jarayonida quyidagi natijalarga
e`tibor berishimiz kerak:
1) Kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanatda bo`lishi uchin uning teng
ta`sir etuvchisi (t.t.e.) nolga teng bo`lishi zarur va etarlidir.
2) Yopiq kuchlar ko`pburchagida hamma kuchlar ko`pburchakning konturi
bo`ylab bir tomonga yo`nalgan bo`ladi.
3) Xususiy hol . Ta`sir chiziqlari kesishuvchi uchta kuchlar sistemasi
muvozanatda bo`ladi, agap kuchlar uchburchagi yopiq bo`lsa.
4) Muvozanat shartlari faqat bitta jismga ta`sir etuvchi kuchlar sistemasi
uchun qo`llaniladi.
23
3-Ma’ruza
Parallel kuchlar sistemasi.
Reja:
1. Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchlarni qo`yish.
2. Qarama-qarshi tomonlarga yo`nalgan ikkita parallel kuchlarni qo`yish.
3.Parallel kuchlar sistemasi.
Adabiyotlar: [1], 204-211 sah; [5], 27-29, 97-99 sah; [7], 40-43,68-73 sah.
Tayanch iboralar:
Parallel va antiparallel kuchlar, t.t.e. kuch, t.t.e.-ning moduli va yo`nalishi ,
kuchning ta`sir chizig`i,kuch yelkasi
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Teng ta’sir etuvchi (t.t.e.)deb nimaga aytiladi?
2. Bir nuqtaga qo`yilgan ikkita kuch nolga ekvivalent bo`ladimi?
3. T.T.E.-ning qo`yilgan nuqtasi qanday aniqlanadi?
4. Parallel kuchlar sistemasining og`irlik markazi deb qaysi nuqtaga
aytiladi?
24
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchlar sistemasi.
2
5
Qarama-qarshi tominlarga yo`nalgan ikkita parallel kuchlar
sistemasi.
Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchlar sistemasining
T.T.E.
Qarama-qarshi tomonlarga yo`nalgan parallel kuchlar
sistemasining t.t.e.
Teng ta’sir etuvchining nuqtasi.
6
Ikkita parallel kuchlar t.t.e.-ning moduli
7
Ikkita antiparallel kuchlar t.t.e.-ning moduli
8
Parallel va antiparallel kuchlar t.t.e.-ning yo`nalishi.
9
Parallel kuchlar sistemasining og`irlik markazi.
3
4
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
25
Belgi
3 mavzu
Parallel kuchlar sistemasi
1.1“ Parallel kuchlar sistemai ” mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (ma’ruzali dars)
Mavzu rejasi
1. Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchlarni
qo`shish.
2. Qarama-qarshi tomonga yo`nalgan ikkita parallel
kuchlani qo`shish.
3. Parallel kuchlar sistmasi.
O’quv
mashg’ulotining Parallel va antiparellel kuchlar sistemasi haqida
maqsadi
tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Kuch haqida
Mavzuning ahamiyati va mohiyatini tushunadi.
tushunchalarni takrorlash
Parallel va antiparallel
Parallel kuchlarni qo`shish qoidalarini yodlaydi va
kuchlarni qo`shish
eslab qoladi.
qoidalarini tushuntiradi.
Parallel kuchlar sistemasi
Parallel kuchlar sistemasini amaliyotda qo`llashga
t.t.e., qo`yilgan nuqtasi,
ko`nikma hosil qiladi.
yo`nalishini aniqlash
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vositalar bilan ta’minlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
26
1.2. “ Parallel kuchlar sistemasi ” mavzusining texnalogik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
1.1. O’quv mashg’uloti savollarni
tahlil qiladi va o’qo’v faoliyati
natijalarini aytadi.
1.2. Tinglovchilarning mashg’ulotdagi
faoliyatini baholash ko’rsatgichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi
(1ilova).
1.3. Mavzu bo’yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.4. Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi.
Yechimini tekshiradi va baholaydi.(3ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo’yicha maslahatlar beradi.
Tinglaydilar.
3.1. Mavzu bo’yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo’yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
Savollar beradilar
27
Tinglaydilar
Topshiriqlar
tanishadilar
bilan
Javob beradilar
2 ta mini guruxga
ajraladilar.
Topshiriqda keltirilgan
savvollarga 1-2 javob
tayorlaydi.
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiqlari va
uy vazifalarini yozib
oladilar.
3-Mavzu
√
1. Bir tоmоngа yo`nаlgаn ikkitа pаrаlеl kuchlаr sistеmаsi.

 Absolyut qattiq
jismning ikkita har xil nuqtalariga qo’yilgan ikkita P va Q pаrаllеl kuchlar
sistemasini qaraymiz (41-shakl). Kuchlar qo’yilgan nuqtalarni A va B bilan
belgilaymiz. A va B nuqtalarga miqdorlari

teng hamda AB to’g’ri chiziq bo’ylab
qarama-qarshi tomonga yo’nalgan S va S  kuchlarni qo’yamiz. Bunday ikkita
kuch muvozanatlashgan kuchlar sistemasini
hosil qiladi, ya’ni
 
S ,S '~ 0 .
 
A va B nuqtalarga
qo’yilgan P , S va Q, S ' kuchlarni qo’shib, ularning teng ta’sir


etuvchilari R1 va R2 larni hosil qilamiz. Ikkinchi aksiomaga asosan
P, Q  ~ P, Q , S, S '
va demak
P , Q  ~ R , R .
1
2


R1 va R2 kuchlarni ta’sir chiziqlari bo’ylab ularni O kesishish nuqtasiga
ko’chiramiz (41-shakl).

S

Q

S

S
O

R2

P

R1
A
C
B

R1

P

Q

R

S

R2
41-shakl  
 



Keyin
R1 va R2 kuchlarini AB to’g’ri chiziq va P , Q kuchlarga parallel P va S , Q

va S ' tuzuvchilarga ajratamiz.
  Shunday qilib, bitta nuqtaga qo’yilgan kuchlar
sistemasiga ega bo’lamiz. S , S ' muvozanatlashgan kuchlar sistemasini tashkil

qiladi, shuning uchun

P , Q , S, S ' ~ P , Q .




P va Q kuchlar P va Q kuchlarga parallel to’g’ri chiziq bo’ylab bir tоmоngа
  
yo`nаlgаni uchun ularning tеng tа’sir etuvchisi R  P  Q bo’ladi. Demak, uning
mоduli berilgan kuchlar modullari yig’indisigа tеng, ya’ni
R  PQ.
Tеng tа’sir etuvchining yo’nalishi bеrilgаn kuchlаrga
uchburchaklarning o’xshashligidan
P
S

,
OC AC
28
Q
S'

.
OC SB
(2.3.1)
paralleldir. Mos
Bu proporsiyalarni birinchisini ikkinchisiga bo’lib, quyidagini hosil qilamiz:
P CB

, bundan
Q AC
P
Q

.
CB AC
Oxirgi proporsiyadan quyidagi hosilaviy proporsiyaga kelamiz:
PQ
P
Q


,
AC  CB CB AC
P  Q  R va AC  CB  AB bo’lgani uchun
P
Q
R


.
CB AC AB
(2.3.2)
Shunday qilib, bir tоmоngа yo`nаlgаn ikkita parallel kuch teng ta’sir etuvchiga
ega bo’lib, teng ta’sir etuvchining mоduli berilgan kuchlar modullari yig’indisigа
tеng, yo’nalishi bеrilgаn kuchlаrga parallel va ular bilan bir xil bo’ladi. Teng ta’sir
etuvchining ta’sir chizig’i AB kesmani berilgan kuchlarning modullariga nisbatan
ichki ravishda teskari
 proportsional bo’laklarga ajratadi.
Endi berilgan R kuchni ikkita parallel tuzuvchiga ajratish masalasini qaraymiz.
Bu masalani cheksiz ko’p usullar bilan echish mumkin, ya’ni masala umumiy
holda aniqmas masala hisoblanadi.
Masala aniq masala bo’lishi
uchun tuzuvchi kuchlardan
A
C
B
bittasini moduli va qo’yilish


nuqtasi yoki ikkala tuzuvchining P
Q

ham qo’yilish nuqtasi berilishi
R
kerak. Masalan,
C nuqtaga
42-shakl

qo’yilgan R kuchni unga parallel shunday ikkita tuzuvchiga ajratilganki, ulardan
biri A nuqtaga qo’yilgan bo’lib, moduli P ga teng. Ikkinchi qo’shiluvchining
moduli Q va qo’yilish nuqtasi B quyidagi munosabatlardan topiladi (42-shakl):
R  PQ,
P
Q

,
CB AC
bulardan
Q  R  P, CB 

P
AC .
Q
Endi R kuchni A va B nuqtalarga qo’yilgan ikkita parallel tuzuvchilarga
ajratish talab etilsin. Tuzuvchi kuchlarning modullari quyidagi munosabatlardan
topiladi:
P  R
CB
AC
, Q  R
.
AB
AB
2. Qаrаmа-qаrshi tоmоngа yo`nаlgаn ikkitа pаrаllеl kuchlar sistemasi.
Qаrаmа-qаrshi tоmоngа yo`nаlgаn ikkitа pаrаllеl kuchga antiparallel kuchlar
deyiladi. A va B nuqtalarga qo’yilgan miqdorlari teng bo’lmagan ikkita antiparallel
kuchlar berilgan bo’lsin (43-shakl).


Moduli katta
bo’lgan
P
Q


kuchni ikkita R va Q ' tuzuvC
A
B


chiga shunday ajratamizki,
bu
R
Q


kuchlardan
bittasi Q ' ning
P

moduli Q ning moduliga
43-shakl
teng va Q kuch bilan bir
to’g’ri
chiziq bo’ylab
qаrаmа-qаrshi tоmоngа yo`nаlgаn




bo’lsin, ya’ni Q  Q ' , Q  Q ' . U holda Q va Q ' kuchlar nol sistemani hosil qiladi,
29
 

ya’ni Q,Q' ~ 0 . R kuchning moduli va qo’yilish nuqtasi (2.3.1) va (2.3.2)
formulalardan topiladi, ya’ni
R  PQ.
(2.3.3)
P
Q
R


.
BC AC AB
(2.3.4)

 
R kuch P, Q antiparallel kuchlarining teng ta’sir etuvchisi bo’ladi, ya’ni
 
  

P, Q ~ R, Q , Q ' ~ R .
  

Shunday qilib, ikkita antiparallel kuchlar sistemasi teng ta’sir etuvchiga ega
bo’lib, uning moduli berilgan kuchlar modullari ayirmasiga teng, yo’nalishi
berilgan kuchlarga parallel va katta kuch bilan bir xil bo’ladi. Teng ta’sir
etuvchining qo’yilish nuqtasi AB kesmaning davomidagi C nuqtada bo’lib, AB
kesmani tashqi ravishda kuchlar modullariga nisbatan teskari proportsional
bo’laklarga ajratadi. MS:R=0 bo`lishi mumkinmi?
c
30
3. Parallel kuchlar markazi
√
Teng ta’sir etuvchiga keltiriladigan parallel kuchlar sistemasining markazi
tushunchasini kiritaylik. Qattiq jismning A1 , A2 ,..., An nuqtalarga qo’yilgan
F1 , F2 ,..., Fn  parallel kuchlar sistemasi berilgan bo’lsin.
Avval bir tomonga


yo’nalgan parallel kuchlarni qaraymiz (62-shakl). F1 va F2 ikkita kuchni
qo’shamiz. A1 va A2 nuqtalarning koordinatalarini mos ravishda A1 x1 , y2 , z1  va



A2  x1 , y2 , z1  bilan radius-vektorlarini esa r1 va r2 bilan belgilaymiz (62-shakl). F1 va



F2 kuchlarning teng ta’sir etuvchisini R2 bilan belgilaymiz. U holda R2 kuchning

moduli R2  P1  P2 . R2 kuchning qo’yilishi nuqtasini topamiz. 62-shaklga asosan
 
 
A1C2  rc  r1 ,
C2 A2  r2  rc
(2.7.1)
2
z
2
A2
C2
A1

F1

F2

r2

R2

r1

rC2

rC3
An
C3
A3

Fn

R3

r3

F3
O
y
x
62-shakl
Ikkinchi tomondan 1-§ dagi (2.1.2) formulaga asosan C2 nuqtaning holati
quyidagi munosabatdan topiladi:
A1C2 C 2 A2
.

P2
P1
A1C2 , C2 A2 va A1 A2 vektorlar kolleniarligidan
A1C2 C2 A2

P2
P1
yoki (2.7.1) munosabatlarga asosan
 
rc2  r2
P2

 
r2  rc2
bundan


P1
,



P1r1  P2 r2
.
rc2 
P1  P2
  
(2.7.2)
Endi R2 va F3 yoki F1 , F2 , F3 kuchlarni teng ta’sir etuvchisini qo’yilish
nuqtalarini topamiz
 
 



R2 , F3  ~ F1 , F2 ,..., Fn ~ R3


R2 va F3 bir tomonga yo’nalgan parallel kuchlar bo’lgani uchun ularning teng

ta’sir etuvchisi R3 ham shu yo’nalishga ega va uning moduli quyidagicha topiladi:
R3  R2  F3  F1  F2  F3 .
Teng ta’sir etuvchining qo’yilish nuqtasi
31


R2 rc2  F3r3

rc3 
R2  F2
formuladan topiladi. (2.7.2) formulaga asosan




F1r1  F2 r2  F3 r3
.
rc3 
F1  F2  F3
(2.7.3)
Endi to’la induksiya metodidan foydalanib, (2.7.3) formulani n ta kuch uchun
ham o’rinli ekanligini isbot qilish mumkin. Buning uchun (2.7.3) formula k ta kuch
uchun o’rinli deb k+1 ta kuch uchun ham o’rinli bo’lishini ko’ramiz. Faraz
qilaylik, (2.7.3) formula k ta kuch uchun o’rinli, ya’ni
k




F1r1  F2 r2  ...  Fk rk
rck 

F1  F2  ...  Fk

Fr
i i
i 1
k
(2.7.4)
Fi

i 1
 


bo’lsin. F1 , F2 ,..., Fk kuchlarining teng ta’sir etuvchisi Rk shu kuchlar bilan bir xil
yo’nalgan bo’lib, uning moduli quyidagiga teng
k

Rk  F1  F2  ...  Fk   Fi .


i 1

Endi Rk va Fk 1 kuchlarini teng ta’sir etuvchisini topamiz. Rk va Fk 1 bir
tomonga yo’nalgan parallel kuchlar ekanligidan teng ta’sir etuvchisi ular bilan bir
xil yo’nalgan, moduli esa quyidagicha topiladi:
Rk 1  Rk  Fk 1  F1  F2  ...  Fk 1 .

Rk 1 kuchning qo’yilish nuqtasi (2.7.2) ko’ra



Rk 1  Fk 1
rck 1 
Rk 1  Fk 1
bo’ladi. (2.7.4) formulga asosan esa

k 1

rck 1
Fr



F r  F2 r2  ...  Fk 1rk 1
 11

F1  F2  ...  Fk 1
i i
i 1
k 1
.
F
i
 

F1 , F2 ,..., Fn
i 1
 parallel kuchlar
Shunday qilib, bir tomonga yo’nalgan 
sistemasining teng ta’sir etuvchisining yo’nalaishi berilgan kuchlarning yo’nalishi
bilan bir xil, moduli esa modullari yig’indisisga teng, ya’ni
n
R   Fi .
i 1
Teng ta’sir etuvchining qo’yilish nuqtasi
n

rc 

Fr
i i
i 1
n
.
(2.7.5)
F
i
i 1
formula bilan topiladi.
(2.7.5) tenglikning ikkala tomonini koordinatalar sistemasi
proeksiyalab, parallel kuchlar markazining koordinatalarini topamiz
32
o’qlariga
n
n
 Fi xi
xc 
i 1
n
n
 Fi yi
yc 
,
i 1
n
Fz
i i
, zc 
Fi
Fi


i 1
i 1

bu erda xi , yi , zi -lar Fi kuch qo’yilgan nuqtasining koordinatalari.
i 1
n
, (2.7.6)
F
i
i 1
Berilgan kuchlarni qo’yilish nuqtalari atrofida bir xil burchakka burganda
ularning teng ta’sir etuvchisi ham xuddi shunday burchakka o’sha yo’nalishda
buriladi, ammo uning qo’yilish nuqtasi o’zgarmaydi. Demak, teng ta’sir etuvchi
qo’yilish nuqtasining holati parallel kuchlar yo’nalishiga bog’liq bo’lmas ekan. Bu
nuqtaning holati berilgan kuchlarning modullariga va qo’yilish nuqtalarining
holatiga bog’liqdir.
Agar bizga qarama-qarshi tomonga yo’nalgan parallel kuchlar sistemasi
berilgan bo’lsa, ularni qarama-qarshi tomonga yo’nalgan ikkita parallel kuchlar
sistemasiga ajratamiz.
 Hosil bo’lgan kuchlar sistemalarini teng ta’sir etuvchilarini
topamiz. Natijada R , R  antiparallel kuchlar sistemasiga kelamiz. Bu ikki kuchni
ham bitta teng ta’sir etuvchiga keltirish mumkin. Uning moduli va qo’yilish
nuqtasi (2.1.3) va (2.1.4) formulalar bilan topiladi. Yuqorida keltirilgan
formulalardan foydalanishda bir tomonga yo’nalgan kuchlarning modullari oldiga
(+) ishorasini, ikkinchi tomonga yo’nalgan kuchlarning modullari oldiga (-)
ishorasini qo’yish lozim.
n
(2.7.5) formuladagi

Fr
i i
ifodaga parallel kuchlar sistemasining O nuqtaga
i 1
n
nisbatan statik momenti deyiladi.
n
 Fi xi ,
i 1
n
 Fi yi ,
i 1
Fz
i i
miqdorlarga parallel
i 1
kuchlar sistemasining mos ravishda (yz),(zx) va (xy) tekisliklarga nisbatan statik
momentlari deyiladi.
(2.7.5) va (2.7.6) lardan
  n
F
r
 i i  rc  Fi ,
n
i 1
n
 Fi xi  xc ,
i 1
i 1
n
n
 Fi yi  yc ,
i 1
Fz
i i
 zc .
i 1
munosabatlar kelib chiqadi.
Nazorat savollari?
1) Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchlar t.t.e.-ning moduli nimaga
teng?
2) T.T.E.qaysi nuqtadan o`tadi?
3) Qarama-qarshi tomonlarga yo`nalgan ikkita parallel kuchlarning moduli
nimaga teng?
4) Parallel kuchlar sistemasining og`rlik markazi qanday topiladi?
33
Xulosa
Parallel kuchlar sistemasini o`rganish jarayonida biz quyidagi asosiy
tushunchalarga duch keldik: bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchlarni
qo`shish, qarama-qarshi tomonlarga yo`nalgan ikkita parallel kuchlarni qo`shish,
fazoda jaylashgan n-ta parallel kuchlarni qo`shib, t.t.e.-ning qo`yilgan nuqtasini
aniqlash. Bu nuqtaga parallel kuchlar sistemasining og`irlik markazi deyiladi.
Demak, ushbu mavzuning asosiy natijasini qisqacha quyidagi ta’riflash
mumkin:
1) Bir tomonga yo`nalgan parallel kuchlar sistemasi hech qachon
muvozanatga kelolmaydi yoki biror juft kuchga kelmaydi.Bunday kuchlar
sistemasi hamma vaqt t.t.e.-ga ega.
2) Parallel kuchlar sistemasining bosh vektori hamma vaqt kuchlarga
paralleldir.
34
4-Ma’ruza
Kuchning markazga va o`qqa nisbatan momenti.
Juft kuchlar nazariyasi.
Reja:
1. Kuchning nuqtaga nisbatan momenti.
2. Kuchning o`qqa nisbatan momenti
3.Juft kuchlar nazariyasi.
Adabiyotlar: [1], 224-234 sah; [5], 29-35, 72-76 sah; [7], 26-37,43-48 sah.
Tayanch iboralar:
Kuchning algebraik momenti, kuch momenti-vektor, moment proeksiyalari,
kuchning o`qqa nisbatan momenti, juft kuch, juftning yelkasi, juft momenti.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Kuchning ta’sir chizig`i nima?
2. Kuchning yelkasi deb nimaga aytiladi?
3. Kuchning algebraik momenti nimaga teng?
4. O`ng vint qoidasi nimadan iborat?
5. Juft kuch deb nimaga aytiladi?
6. Juftning momenti nimaga teng?
35
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Kuch va uning ta’sir chizig`i.
2
Kuchning markazga nisbatan momenti.
3
Kuch yelkasi.
4
Kuch momenti-vektor
5
Kuchning o`qqa nisbatan momenti.
6
O`ng vint qoidasi.
7
Juft kuchlar.
8
Juftning yelkasi.
9
Juft kuch momenti.
10
Juft momenti-vektor.
11
Ekvivalent juftlar.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
36
Belgi
4 mavzu
Kuchning markazga va o`qqa nisbatan momenti. Juft
kuchlar nazariyasi.
1.1“ Kuchning markazga va o`qqa nisbatan momenti. Juft kuchlar nazariyasi ”
mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (ma’ruzali dars)
Mavzu rejasi
1. Kuchning nuqtaga nisbatan momenti.
2. Kuchning o`qqa nisbatan momenti.
3. Juft kuchlar nazariyasi.
O’quv
mashg’ulotining Juft kuchlar nazariyasi va kuch momenti haqida
maqsadi
tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
1.Kuch, uning qo`yilish
Kuch va uning momenti haqida tushunchalarni
nuqtasi, yo`nalish
biladi. Juft kuchlar va ularning momenti to`g`risida
tushunchalarini takrorlash. yetarli bilimga ega. Ekvivalent juftlar haqida
Juft kuchlar va ularning momenti to`g`risida yetarli
2.Kuchning nuqtaga va
bilimga ega.
o`qqa nisbatan momenti
haqida tushuncha berish.
3. Juft kuchlar
Ekvivalent juftlar haqida
nazariyasining asosiy
tasavvurga ega
elementlarini tushuntirish.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vositalar bilan ta’minlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
37
baholash
1.2. “ parallel kuchlar sistemasi ” mavzusining texnalogik xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
O`quv mashg`uloti
1mavzusi,savollarni va o`quv
bosqich
faoliyati natijalarini aytadi.
Mavzuga 1.2. Baholash me’zonlari (2 ilova)
kirish
1.3. Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min)
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato
qilishlari mumkinligining
tashxizini amalga oshiradi (1
ilova)
1.4. Mavzuni jonlashtirish uchun
savollar beradi (3 ilova)
22.1. Savol yuzasidan mini ma’ruza
bosqich qiladi.
Asosiy
2.2. Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tuchuncha beradi. (4 ilova)
(50min) 2.3. Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi.(5 ilova)
2.4. Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5. Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
1.1.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar
Tinglaydilar
UMKga qaraydilar
UMKga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMKga qaraydilar.
Vazifalarni yozib oladilar.
1.Kuchning nuqtaga nisbatan algebraik momenti.
38
Bir tekislikda yotadigan kuchlar sistemasi qaralganda kichning nuqtaga
nisbatan momenti tushunchasidan foydalaniladi.
Kuchning nuqtaga nisbatan algebraik momenti deb kuch modulini kuch yelkasiga
ko’payitmasining (+) yoki (-) ishorasi bilan olinganiga aytiladi va quyidagicha
yozialdi:


mom0 F   M 0 F    Fh .
(1.5.1)
Biror O nuqtadan kuch ta’sir chizig’igacha bo’lgan eng qisqa h masofaga kuch
elkasi (25-shakl), O nuqtaga esa kuch markazi deyiladi.
Agar kuch jismni O markaz atrofida soat mili harakati B F φ
yo’nalishiga teskari yo’nalshida aylantirishga intilsa (+) ishora,
A
soat mili harakati yo’nalishida aylantirishga intilsa (-) ishora
olinadi.
Kuchning ta’sir chizig’i kuch markazidan o’tsa, kuchning
O
h
bu markazga nisbatan algebraik momenti nolga teng. (1.5.1) 25-shakl
formulaga asosan kuchning nuqtaga nisbatan algebraik
momentining son qiymati kuch vektori va O markazga qurilgan
uchburchak yuzining ikki baravariga teng, ya’ni

(1.5.2)
M 0 F   2S OAB .
a) Kuchning nuqtaga nisbatan moment vektori
Fazoviy kuchlar sistemasi qaralganda kuchning nuqtaga nisbatan vektorli
momenti tushunchasidan foydalaniladi.
Kuchning O markazga nisbatan momenti deb shunday vektorga aytiladiki, bu
vektor O nuqtaga qo’yilgan bo’lib, uning moduli kuch vektori va O nuqtaga
qurilgan uchburchak yuzining ikki baravariga teng, yo’nalishi esa kuch vektori va
O nuqta orqali o’tuvchi tekislikka perpendikulyar bo’lib, moment vektori uchidan
qaralganda kuch jismni soat mili yo’nalishiga teskari yo’nalishda aylantirsa
musbat, aks holda manfiy bo’ladi. Kuchning O nuqtaga nisbatan moment vektorini

 
mom0 F  yoki M 0 F  deb belgilaymiz. Moment vektorining ta’rifiga asosan

   
mom0 F  M 0 F  r  F .
 
 
(1.5.3)
Haqiqatan ham, 26-shaklga asosan:
 
 
M 0 F  r  F  rF sin   Fh  2 SOAB ,
 

F Fx , Fy , Fz

B
 
MF


F
z
φ
A

r
h
O


k
(x,y,z)

r

j
O
y

i
x
39
26-shakl
27-shakl

bu erda h  rSin  . (1.5.3) formuladagi r -kuch qo’yilgan nuqtaning O nuqtaga

 

nisbatan radius-vektori. r  F vektorning yo’nalishi, r va F vektorlar tekisligiga
perpendikuliar. Demak moment vektorini (1.5.3) ko’rinishda yozish mumkin.
Kuchni ta’sir chizig’i bo’ylab ko’chirilganda uning nuqtaga nisbatan momenti
o’zgarmaydi. Kuchning ta’sir chizig’i kuch markazidan o’tsa, uning o’sha
markazga nisbatan moment vektori nolga teng bo’ladi.

Agar to’g’ri burchakli dekart koordinatalari sistemasida F kuch o’zining
Fx , Fy , Fz proektsiyalari bilan va kuch qo’yilgan nuqta (x,y,z) koordinatalari bilan
berilgan bo’lsa (27-shakl), (1.5.3) formulani quyidagicha yozish mumkin:
  
i
j k

   


(1.5.4)
M 0 F  r  F  x y z   yFz  zFy i   zFx  xFz  j  xFy  yFx k ,
Fx Fy Fz
  
bu erda i , j , k -lar koordinata o’qlarining birlik vektorlari.
 
(1.5.4) munosabatlardan foydalanib M F moment vektorining proektsiyalari
 
 
uchun

M 0 x F  yFz  zFy ,


M 0 y F  zFx  xFz , 


M 0 z F  xFy  yFx .
 
 
 
(1.5.5)
formulalarni yozish mumkin.
Moment vektorining moduli va yo’naltiruvchi kosinuslari quyidagicha topiladi:
 
M 0 F    yFz  zFy  2   zFx  xFz  2  xFy  yFx  2 ;



M
F
cos M 0 ^ X   x  ,
M0 F
  cosM ^ Y   M F  ,

 
M F 


M F 
cosM ^ Z     .
M F 

y
0
(1.5.6)
0
z
0
0
b)
Kuchlar
sistemasining markazga nisbatan momenti
 

F1, F2 ,..., Fn  kuchlar sistemasi berilgan bo’lsin (28-shakl).
O markazga nisbatan

bu sistema kuchlarining moment vektorlari yig’indisini M 0 deb belgilaymiz, ya’ni
n
n


 
M 0   mom 0 F   ri  Fi .
 
i 1

F1

F2


F1

F2

Fn
A1

M0
A2

r1

rn
O
28-shakl

Fn

i 1

M0

r

r2
An
O
29-shakl
40
(1.5.7)

M 0 vektorga kuchlar sistemasining O markazga nisbatan bosh momenti deyiladi.
Agar hamma kuchlar bitta nuqtaga qo’yilgan bo’lsa, u holda
n

   n 
M 0   ri  F  ri   Fi .


i 1
(1.5.8)
i 1
Demak, bir nuqtaga qo’yilgan kuchlar yig’indisining biror O nuqtaga nisbatan
momenti kuchlarning o’sha nuqtaga nisbatan momentlari yig’indisiga teng
(Varinon teoremasi).
Kuchning A nuqtaga nisbatan algebraik momentini analitik tarzda quyidagicha
ham ifodalash mumkin (30-shakl)

M A F    x  a Fy   y  b Fx ,
(1.5.9)
bu erda x va y kuch qo’yilgan nuqtaning dekart koordinatalari, a va b A nuqtaning
koordinatalari, Fx va Fy esa kuchning koordinata o’qlaridagi proeksiyalari (30
shakl). Xususiy holda F kuchining momenti koordinatalar boshiga nisbatan
hisoblansa, (1.5.9) quyidagi ko’rinishda yoziladi:

M 0 F   xFy  yFx .
(1.5.10)
Endi bitta qo’zg’almas nuqtaga ega bo’lgan qattiq jismning muvozanati haqidagi
masalani qaraymiz. Agar bunday qattiq jism muvozanatda bo’lsa, qo’zg’almas
nuqtaning reaktsiya kuchi jismga qo’yilgan aktiv kuchlarning teng ta’sir etuvchisi
bilan muvozanatda bo’lishi kerak. Demak, aktiv kuchlarning teng ta’sir
etuvchisining ta’sir chizig’i qo’zg’almas nuqtadan o’tishi kerak, aks holda
jismning ag’darilishi yuz beradi.
y


Fy j
F

Fxi
B
A
b
O
y
a
x
x
30-shakl
Agar moment markazi sifatida qattiq jismning qo’zg’almas nuqtasini olsak,
reaktsiya kuchining momenti nolga teng va demak, aktiv kuchlar teng ta’sir
etuvchisining momenti ham nolga teng bo’ladi. Bu holda Varinon teoremasiga
asosan aktiv kuchlarning qo’zg’almas nuqtaga nisbatan algebraik momentlari
yig’indisi nolga teng, ya’ni

n
 M F   0 .
0
i
(1.5.11)
i 1
2. Kuchning o’qqa nisbatan momenti
Kuchning o’qqa nisbatan momenti deb kuchning o’q ustida olingan ixtiyoriy
nuqtaga nisbatan momentining shu o’qdagi proektsiyasiga aytiladi, ya’ni

 
momx F   r  F x .
(1.5.12)
41

F kuchning x o’qi ustida olingan biror O nuqtaga nisbatan momentining shu
o’qdagi proektsiyasi O nuqtani tanlashga bog’liq emasligini ko’tsatamiz (31shakl). Haqiqatdan ham (1.5.12) tenglikni quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:

 
  
  
momx F   r  F x  r  F x 0  x 0  r F ,

bu erda x 0 - x o’qining birlik vektori.

 
 
x 0  r ifodaning son qiymati (31-shakl) asosi x 0 va balandligi r sin x 0 , r   d ga
teng bo’lgan uchburchak yuzining ikki baravariga teng. Uchburchakning asosi ham
 
balandligi ham o’zgarmas miqdorlar, demak r  F x miqdor O nuqtani tanlashga
bog’liq emas.
Kuchning o’qqa nisbatan momenti ta’rifini boshqacha ko’rinishda ham berish
mumkin: kuchning o’qqa nisbatan momenti deb kuchning shu o’qqa
perpendikulyar tekislikdagi proektsiyasining o’q bilan tekislik kesishgan nuqtaga
nisbatan algebraik momentiga aytiladi (32-shakl), ya’ni


momx F   mom0 F    F1h1
(1.5.13)

   
F
M 0 F   r  F x

x
A
F
1

r
O

x0
O

F1
h1
 
zF

r1
O1

x0
31-shakl
32-shakl
(1.5.13) formuladagi (+)
yoki (-) ishora quyidagicha tanlanadi: x o’qining musbat

uchidan qaralganda F kuch tekislikni soat mili harakatiga
teskari yo’nalishda

aylantirsa (+) ishora, aks holda (-) ishora olinadi. Agar F kuchning ta’sir chizig’i x
o’qini kesib o’tsa yoki parallel bo’lsa, kuchning shu o’qqa nisbatan momenti nolga
teng bo’ladi.
Agar ixtiyoriy O nuqta sifatida Oxyz koordinatalar sistemasining boshi
tanlansa, kuchning o’qqa nisbat momenti ta’rifiga hamda (1.5.5) ga asosan
kuchning koordinata o’qlariga nisbatan momentlari uchun quyidagi formulalarni
yozish mumkin:

 
mom x F  r  F x  yFz  zFy ,


 
mom y F  r  F y  zFx  xFz , 


 
mom z F  r  F z  xFy  yFx .
  
  
  



(1.5.14)
3.Juftlar nazariyasi
Qattiq jismning ikkita har xil nuqtalariga qo’yilgan modullari teng va qaramaqarshi tomonga yo’nalgan ikki parallel kuchlar sistemasiga juft kuch deyiladi (44shakl). Kuchlarning ta’sir chiziqlari orasidagi masofaga juft elkasi deyiladi.
42
Juft kuch teng ta’sir etuvchiga ega emas. Buni
teskaridan
faraz  qilib isbotlaymiz. Faraz qilaylik,
 

F , F  juft kuch R teng ta’sir 
F2
d
etuvchiga ega bo’lsin. F , F  kuchlar sistemasiga

F
1
miqdori
teng ta’sir etuvchining moduliga teng va bir to’g’ri


chiziq bo’ylab qarama-qarshi
tomonga
yo’nalgan
R
44-shakl
  
kuchni qo’shamiz, natijada F , F , R muvozanatlashgan
kuchlar sistemasi hosil bo’ladi, ya’ni
  


F , F , R ~ 0, R   R .
Uch kuchning
muvozanati haqidagi teoremaning zaruriy sharti bajarilmaydi.
 

Demak F , F  juft kuch teng ta’sir etuvchiga ega emas. Bundan juft kuch
ta’siridagi jism muvozanatda bo’lmaydi degan xulosa kelib chiqadi. Juft kuch
ta’siridagi jism aylanma harakat qiladi. Juftning jismga ko’rsatadigan ta’siri uning
momenti bilan xarakterlanadi. Juftning algebraik momenti deb juftni tashkil
qiluvchi kuchlardan birining moduli bilan juft elkasi ko’paytmasining (+) yoki (-)
ishora bilan olinganiga aytiladi,
  ya’ni  
(2.2.1)
M F , F    mom F , F    F1  d   F2  d .
Juft kuch yotgan tekislikka juft tekisligi deyiladi. Agar juft kuch juft tekisligini
soat mili harakati yo’nalishiga qarama-qarshi yo’nalishda aylantirsa (2.2.1)
formulada (+) ishora, soat mili harakati yo’nalishida aylantirsa (-) ishora olinadi
(45a,b-shakl).
Tekislikdagi juft kuchlar haqida teoremalar:
1-teorema. Juftning algebraik momenti ixtiyoriy markazga nisbatan juftni
tashkil qiluvchi kuchlarning algebraik momentlari yig’indisiga teng.
Isbot. Ixtiyoriy O nuqtani tanlaymiz (46-shakl). O nuqtaga nisbatan A va B
 
nuqtalarning radius-vektorlarini r1 , r2 bilan

F
(+)
A
B

F
(-)
a)
b)

45-shakl


      
AB  F   r2  r1   F   r2  F   r1  F 
belgilaymiz. U holda AB  r2  r1 va


F   F bo’lgani uchun
 
    
mom F , F   AB  F   r1  F   r2  F  


 mom0 F  mom0 F 


 
 
2-teorema. Juftni o’z tekisligida bir holatdan boshqa bir
holatga ko’chirganda juftning
jismga ko’rsatadigan ta’siri

F

F
B

r2

r1
O
43
A
46-shakl
o’zgarmaydi.

F2
яя
A
B

F1

F4
B1

F3

F6
C

F4
K

F1
A1

F2

R

F5

R

F5
D
L
47-shakl
 
Isbot. Yelkasi AB bo’lgan F1, F2  juft berilgan bo’lsin (47-shakl).
Tekislikning A1 va B1 nuqtalariga miqdorlari teng va yo’nalishlari qarama-qarshi
 
 
F3 , F4 va F5 , F6 kuchlarni qo’yamiz F3  F4  F5  F6  , bu erda AB  A1B1 .
  
F1 , F2 , F4

va F5 kuchlarning ta’sir chiziqlari bo’ylab K va L nuqtalarga
 
 
ko’chiramiz. Natijada K va L nuqtalarga qo’yilgan F1 , F4  va F2 , F5  kuchlar




sistemasiga ega bo’lamiz. F1 va F4 kuchlarni teng ta’sir etuvchisini R bilan F2 va


F5
kuchlarni teng ta’sir etuvchisini R bilan belgilaymiz, ya’ni
F1, F4  ~ R, F2 , F5  ~ R . F1  F2 , F4  F5 bo’lgani uchun R va R kuchlarning
modullari teng va bir to’g’ri chiziq bo’ylab qarama-qarshi tomonga yo’nalgan. U
holda
F1, F4 , F2 , F5  ~ R, R ' ~ 0 .
Natijada
F1, F2  ~ F1, F2 , F3, F4 , F5 , F6  ~ F3 , F6 .
Momentlari teng bo’lgan ikkita
juftga

 ekvivalent

  juftlar
  deyiladi, ya’ni
mom F , F   mom P , P   F , F   ~ P, P .
3-teorema. Juftning momentini o’zgartirmasdan uning tashkil etuvchi
kuchlarini va yelkasini har qancha o’zgartir-ganda ham juftning jismga
ko’rsatadigan
 ta’siri o’zgarmaydi.

Isbot. P1, P2  juft berilgan bo’lsin (48-shakl). P2 kuchni unga parallel ikkita
tuzuvchiga ajratamiz, ya’ni

  
P2 ~ Q, P2  Q  .

Kuchlardan bittasi A nuqtaga
P2

 
ikkinchisi AB kesma yotgan to’g’ri
P2 Q
Q
chiziq davomidagi C nuqtaga
A
B
C

qo’yilgan bo’lsin.
A nuqtaga
P1

 
qo’yilgan P va P2  Q kuchlar48-shakl

ning teng ta’sir etuvchisi Q ning moduli
44
Q  P1  P2  Q   Q .
Natijada elkasi AC bo’lgan yangi juftga ega bo’lamiz. AC elka quyidagi
munosabatni qanoatlantiradi:
Q
P
 2 bundan Q  AC  P2  AB .
(2.2.2)
AB  AC

(2.2.2) tenglikdagi Q  AC ko’paytma Q, Q juft kuchning momentini, P2  AB
 
ko’paytma esa P1, P2 juftning momentini ifodalaydi, ya’ni
 
 
mom Q, Q  mom P1 , P2 .








4-teorema. Bir tekislikda yotgan juft kuchlar sistemasi bitta juft kuchga
ekvivalent bo’lib, uning momenti berilgan juft kuchlar momentlari yig’indisiga
teng.
   
 
Isbot. Bir tekislikda yotgan F1, F1, F2 , F2 ,..., Fn , Fn  juft kuchlar berilgan bo’lsin
(49-shakl). 3-teoremadan foydalanib, berilgan juft kuchlarning momentlarini
o’zgartirmay bitta D elkaga keltiramiz.
Natijada
F , F , F , F ,..., F , F   ~ Q , Q , Q , Q  ,...,Q , Q  .
1
1
2
n
2

F2
n
1
1
2
2
n
n

F1
d2

F2

F3
d1

F1

Fn
d3

Q3

Q2
A

Qn
dn

F3

Q1

Fn
D

Qn

Q1
B

Q2

Q3
49-shakl
 
A va B nuqtalarga qo’yilgan kuchlarni qo’shib, R , R yangi juft kuchni hosil
qilamiz. 49-shaklga asosan
R  R  Q1  Q2  Q3  ...  Q4 .
 
R, R juftning momenti
 
mom R, R  R  D 
 Q1D    Q2 D    Q3 D   ...  Q4 D .

3-teoremaga asosan

 
Q1D  F1d1  mom F1 , F1 ,
 
 Q2 D   F2d 2  mom F2 , F2 ,
.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .
 
Qn D  Fn d n  mom Fn , Fn .






Bu tengliklarni hadma-had qo’shib, (2.2.3) ga asosan
45
(2.2.3)
n
 
 
mom R, R   mom Fi , Fi .




(2.2.4)
i 1
ni topamiz.
Nazorat savollari.
1) Kuchning nuqtaga nisbatan momentining ta’rifini
ayting.
2) Kuchning nuqtaga nisbatan algebraik momenti deb nimaga aytiladi?
3) Kuchning nuqtaga nisbatan vektorli momenti deb nimaga aytiladi?
4) Kuchnung o`qqa nisbatan momenti deb nimaga aytiladi?
5) Kuchning koordinata o’qlariga nisbatan momentini hisoblash formulalari
qanday ifodalanadi?
6) Juft kuch deb nimaga aytiladi?
7) Juft kuchning momenti deb nimaga aytiladi?
8) Juft kuchning momenti haqidagi teoremani ayting.
Xulosa
Kuchning nuqtaga va o’qqa nisbatan momenti haqidagi tushuncha nazariy
mexanikaning asosiy tushunchalardan biri bo’lib, amaliy masalalarda ko`p
ishlatiladi.Kuchning nuqtaga nisbatan momenti bilan va bu nuqta orqali o`tuvchi
o`qqa nisbatan kuch momenti orasidagi bog’lanish mavjudligini aniqladik.Fazoda
ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasining o’qqa nisbatan bosh momentlari va
o’qqa nisbatan bosh momentlari va ular orasidagi bog’lanish mavjudligini ko’rib
o’tdik.Juft kuchlar tushunchasi ham asosiy tushunchalardan biri ekanligi ma’lum
bo’ldi.Juft kuch momentining vektor miqdor ekanligi va uning fazodagi yo’nalishi
haqidagi ma’lumotlar ayniqsa diqqatga sazovordir.Ekvivalent juftlar haqidagi
46
teoremalarning natijalari juft kuchlarning tabiati va xarakteristikasi haqida muhim
tushunchalar ekanligi aniqlanadi.
5-Ma’ruza
Fazodagi kuchlar sistemasi.
Reja:
1. Kuchni berilgan markazga keltirish.
2. Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasini bitta kuchga va bitta juftga
keltirish.
3.Kuchalar sistemasining muvozanat shartlari.
Adabiyotlar: [1], 234-257sah; [5], 80-93 sah; [7], 152-172 sah.
Tayanch iboralar:
Kuch, kuchlar sistemasi, kuchning ta’sir chizig`I, teng ta’sir etuvchi kuch
(t.t.e.), bosh vektor, bosh moment, kuch momenti, juft kuch, juft kuch momenri.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
47
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Kuch deb nimaga aytiladi? Kuch momenti nima?
2. TTTeng ta’sir etuvchi deb nimaga aytiladi?
3. Bosh vektor nima? Bosh moment nima?
4. T.T.E.-ning momenti nimaga teng?
5. Juft kuch nima? Uning momenti nimaga teng?
6. Juft kuch jismga qanday ta’sir ko`rsatadi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
Belgi
1
Kuch uning ta’sir chizig`i.
2
Kuchlar sistemasi.
3
Teng ta’sir etuvchi kuch.
4
Bosh vektor.
5
Teng ta’sir etuvchining nuqtasi.
6
Kuchni berilgan markazga keltirish.
7
Juft kuch va uning momenti.
8
Fazodagi kuchlar sistemasini bir markazga keltirish.
9
Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar
muvozanat shartlari.
Tekislikda ixtiyoriy joylashgan kuchlar
muvozanat shartlari.
10
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
48
sistemasining
sistemasining
5 mavzu
Fazodagi kuchlar sistemasi.
? – tushunarsiz,
1.1. “Fazodagi kuchlar sistemasi” mavzusining texnologik modeli
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (ma’ruzali dars)
Mavzu rejasi
1. Kuchni berilgan markazga keltirish.
2. Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasini
bitta kuchga va bitta juftga keltirish.
3. Kuchlar sistemasining muvozanat shartlari.
O’quv
mashg’ulotining Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasi haqida
maqsadi
tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Kuchlar sistemasi va
Kuchni berilgan markazga keltirish masalasini
ularni qo`shish
tushunadi.
tushunchalarini takrorlash.
Fazodagi kuchlar
Fazodagi kuchlarni qo`shish haqida mufassal
sistemasini qo`shish
ma’lumotlarga ega bo`ladi.
haqida tushuncha berish.
Kuchlar sistemasining
Muvozanat shartlarini yodlab qoladi va amalda
muvozanat shartlari bilan
qo`llay oladi.
49
tanishtirish.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vositalar bilan ta’minlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “ Fazodagi kuchlar sistemsi ” mavzusining texnalogik xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
O`quv mashg`uloti mavzusi ,
1savollarni va o`quv faoliyati
bosqich
natijalarini aytadi.
Mavzuga 1.2. Baholash me’zonlari. (2-ilova)
kirish
1.3. Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min)
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato
qilishlari mumkinligining
tashxizini amalga oshiradi (1
ilova)
1.4. Mavzuni jonlashtirish uchun
savollar beradi (3 ilova)
22.1. Savol yuzasida mini ma’ruza qiladi.
bosqich 2.2. Ma’ruza rejasining hamma savollar
Asosiy
bo`yicha tushuncha beradi. (4 ilova)
bo’lim. 2.3. Ma’ruzada berilgan savollar
(50min) yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5 ilova)
2.4. Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5. Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
33.1. Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
bosqich xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
Yakun
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
1.1.
50
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar
Tinglaydilar
UMK ga qaraydilar
UMK ga qaraydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
lovchi
(10min)
mumkinligini ma`lum qiladi.
3.2. Mavzu bo`yicha bilimlarni
UMKga qaraydilar.
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3. Keyingi mavzu bo`yicha
Vazifalarini yozib oladilar.
tayyorlanib kelish uchun savollar beradi.
5-Mavzu
√ 1. Kuchni berilgan markazga keltirish.
Teorema. Qattiq jismning biror A nuqtasiga qo’yilgan ixtiyoriy kuch jismning
boshqa bir B nuqtasiga qo’yilgan xuddi shunday kuchga va bitta juftga ekvivalent
bo’lib, juftning momenti berilgan kuchning B nuqtaga
nisbatan momentiga teng.

Qattiq jismning biror A nuqtasiga qo’yilgan F kuch berilgan bo’lsin (110shakl). Qattiq jismning boshqa bir B nuqtasiga modullari berilgan


kuchning moduliga teng va
F
F
berilgan kuchga parallel to’g’ri
B
A

chiziq bo’ylab qarama-qarshi
F 

tomonga
yo’nalgan ikkita F 
110-shakl

va F  kuchlarni qo’yamiz.
 
F , F ~ 0
bo’lgani uchun

  
F ~ F , F , F .


F va F  kuchlar juftni hosil qilganligi sababli


 
F ~ F  va F , F ,

 
F , F  juftning momenti berilgan F kuchning B nuqtaga nisbatan momentiga teng,
ya’ni
 

momF , F   momB F  .
(5.4.1)
2. Kuchlar sistemasini berilgan markazga keltirish. Statikaning asosiy
teoremasi (Puanso teoremasi).
Qattiq jismga ta’sir etuvchi ixtiyoriy kuchlar sistemasini bitta kuchga va bitta
juftga keltirish mumkin.
Kuchlar sistemasini bitta kuchga va bitta juftga keltirishni kuchlar sistemasini
berilgan markazga keltirish deyiladi.
 

Qattiq jismga qo’yilgan ixtiyoriy F1 , F2 ,..., Fn  kuchlar sistemasi berilgan bo’lsin.
Keltirish markazi sifatida qattiq jismning ixtiyoriy O nuqtasini tanlaymiz va
berilgan kuchlarni shu O nuqtaga keltiramiz (111-shakl).

F1
z

F2

F3
51

F3

F2

F4
 
F1 F2

F1
O

F4
y

R

F3

Fn

Fn
x
111-shakl
Natijada
F , F ,..., F ~ F , F ,..., F ; F , F , F , F ,...,F , F  ,
1
2
n
1
n
2
1
1
2
2
n
n
hosil bo’ladi
Shunday qilib, berilgan n ta kuchlar sistemasi boshqa n ta O nuqtaga qo’yilgan
kuchlar sistemasi va n ta
F , F , F , F ,..., F , F 
1
1
2
n
2
n
juftlar sistemasi bilan almashtirildi.
(5.4.1) formulaga asosan juftlarning momentlari quyidagiga teng:

  
 
M i  M Fi , Fi  M 0 Fi


 
i  1,2,..., n (5.4.2)
 

O nuqtaga kesishuvchi F1, F2,..., Fn kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisi



R berilgan kuchlarning vektorli yig’indisiga teng, ya’ni
 


F1, F2,..., Fn ~ R


bu erda
n 
  

R  F1  F2  ...  Fn   Fi .
i 1
 


F1, F2,..., Fn kesishuvchi kuchlar sistemasi uchun R kuch teng ta’sir etuvchi,
 

F1 , F2 ,..., Fn berilgan kuchlar sistemasi uchun esa bosh vector hisoblanadi.




Berilgan kuchlar sistemasi uchun bosh vektor deb kuchlarning vektorli
yig’indisiga aytiladi. Bu vektor berilgan kuchlarga qurilgan kuch ko’pburchagining
yopuvchisini ifodalaydi (111-shakl), ya’ni
 n 
R   Fi .
(5.4.3)
i 1
   
 
Juftlarni qo’shish teoremasiga asosan F1, F1, F2 , F2 ,..., Fn , Fn juftlarni bitta
  

 
 ,  juft bilan almashtiramiz. Natijaviy juftning momenti M ,   M 0 ga bosh

moment deyiladi. Bosh moment M 0 juftlar momentlarining vektorli yig’indisiga



 




teng. (5.4.2) formulaga asosan
n

 
 
 
 
M 0  M 0 F1  M 0 F2  ...  M 0 Fn   M 0 Fi . (5.4.4)
 
 
 
 
i 1
Indeksdagi O harf keltirish markazini bildiradi. Berilgan kuchlar sistemasining
O nuqtaga nisbatan bosh momenti deb berilgan kuchlarning o’sha O nuqtaga
nisbatan vektorli momentlari yig’indisiga aytiladi.
Shunday qilib, statikaning quyidagi asosiy teoremasi isbotlandi: Qattiq jismga
qo’yilgan ixtiyoriy kuchlar sistemasini shu kuchlar sistemasining bosh vektoriga
52
teng bo’lgan bitta kuchga va momenti kuchlar sistemasining bosh momentiga teng
bo’lgan bitta juftga keltirish mumkin.
Bu teoremani qisqacha quyidagicha ta’riflash ham mumkin: Har qanday
kuchlar sistemasini bitta bosh vektorga va ixtiyoriy markazga nisbatan bitta bosh
momentga keltirish mumkin, ya’ni
F1, F2 ,..., Fn ~ R, M 0 .
Ta’sir chiziqlari bir tekislikda yotuvchi kuchlar sistemasiga tekis kuchlar
sistemasi deyiladi. Tekis kuchlar sistemasi uchun ham statikaning asosiy teoremasi
o’rinli. Ixtiyoriy tekis kuchlar sistemasini bitta kuchga va bitta juftga keltirish
mimkin.
Tekis kuchlar sistemasining bosh vektori kuchlar tekisligida yotadi, keltirish
markazi sifatida tekislikning biror O nuqtasi olinsa, kuchlar sistemasining bosh

momenti M 0 kuchlar tekisligiga perpendikulyar bo’ladi.
Bosh vektor va bosh momentni hisoblash
formulalari
 


Ixtiyoriy F1 , F2 ,..., Fn  kuchlar sistemasining bosh vektori R shu kuchlarning
vektorli yig’indisiga teng, ya’ni
 n 
R   Fi .
(5.5.1)
i 1
Biror O markazga nisbatan bosh momenti berilgan kuchlarning o’sha markazga
nisbatan vektorli momentlari yig’indisiga teng, ya’ni
n

 
M 0   M 0 Fi .
 
(5.5.2)
i 1
(5.5.1) tenglikning ikkala tomonini koordinata o’qlariga proeksiyalab, bosh
vektorning proeksiyalari uchun quyidagi formulalarni hosil qilamiz:
n
n
Rx   Fix ,
i 1
n
Rz   Fiz .
R y   Fiy ,
i 1
(5.5.3)
i 1
Bosh vektorning moduli va yo’naltiruvchi kosinuslari quyidagi formulalar bilan
hisoblanadi:

R  Rx2  Ry2  Rz2 ;
 R
cos x, ^ R  x ,
R
 R
cos z , ^ R  z .
R



 R
cos y , ^ R  y ,
R


(5.5.4)

(5.5.3) tenglikning ikkala tomonini koordinata o’qlariga proeksiyalab, bosh
momentning koordinata o’qlaridagi proeksiyalarini topamiz
53
n
n

M Ox  M x   M x Fi    yi Fiz  zi Fiy ;
 
i 1
i 1
n

 M y   M y Fi    zi Fix  xi Fiz ;
n
M Oy
 
i 1
(5.5.5)
i 1
n
n

M Oz  M z   M z Fi   xi Fiy  yi Fix .
 
i 1
i 1
Bosh momentning moduli va yo’naltiruvchi kosinuslari quyidagi formulalardan
topiladi:


M0  M  M  M ;



M
M
y 
cos x, ^ M 0  x , cos y, ^ M 0 
,
M0
M0 


M
cos z , ^ M 0  z

M0

2
x

2
y

2
z



(5.5.6)

Tekis kuchlar sistemasi berilgan bo’lsa, Oz o’qini kuchlar tekisligiga
perpendikulyar qilib olamiz, Ox va Oy o’qlari kuchlar tekisligida yotadi. Bosh
vektor Oxy tekisligida yotadi, shu sababli tekis kuchlar sistemasi uchun
n
n
R x   Fix ,
R y   Fiy ,
i 1
R z  0;
i 1

R  R x2  R y2 ,

R
cos x , ^ R  x ,
R
 Ry
.
cos y , ^ R 
R


(5.5.7)


(5.5.7)
Tekis kuchlar sistemasining bosh momenti bosh vektorga perpendikulyar va
demak Oz o’qiga parallel bo’ladi. U holda
M x  0, M y  0,
n
 n

(5.5.8)
M 0  M z  M z Fi  M 0 Fi .
 
i1
 
i1
3.Fazoda ixtiyoriy ravishda
joylashgan kuchlar sistemasining muvozanat shartlari
√
Kuchlar sistemasini bir markazga keltirish teoremasidan foydalanib, qattiq
jismga ta’sir etuvchi kuchlar sistemasini bitta kuchga va bitta juftga keltirilishi
mumkin.
Fazoda kuchlar sistemasi muvozanatda bo’lishi uchun bosh vektor va bosh
momentning nolga teng bo’lishi zarur va yetarli, ya’ni
54
 n 
R   Fi  0;
i 1
n


M 0   mom 0 Fi  0.
 
(5.8.1)
i 1
Bosh vektorning va bosh momentning nolga tengligidan ularning koordinata
o’qlaridagi proeksiyalarining ham nolga tengligi kelib chiqadi. Shuning uchun
(5.8.1) tenglamalarning koordinata o’qlariga proeksiylab, oltita skalyar tenglamalar
sistemasini hosil qilish mumkin, ya’ni
n
n
n
Rx   Fix  0, R y   Fiy  0, Rz   Fiz  0 ;
i 1
i 1
(5.8.2)
i 1
n
n

M x   mom x Fi    yi Fiz  zi Fiy   0 ,
 
i 1
i 1
n
n

M y   mom y Fi  zi Fix  xi Fiz   0 ,
i 1
n
 
(5.8.3)
i 1
n

M z   mom z Fi  xi Fiy  yi Fix   0 .
 
i 1
i 1
(5.8.2) va (5.8.3) tenglamalardan foydalanib, fazoda kuchlar sistemasinining
muvozanat shartlarini boshqacha talqin qilish ham mumkin: fazoda kuchlar
sistemasi muvozanatda bo’lishi uchun sistema kuchlarining koordinata o’qlaridagi
proeksiyalari yig’indisi va koordinata o’qlariga nisbatan momentlari yig’indisi
alohida-alohida nolga teng bo’lishi zarur va etarli.
Nazorat savollari.
1) Kuchlarni bir markazga keltirish deganda nimani tushinasiz?
2) Kuchlar sistemasining teng ta`sir etuvchisi (t.t.e.) deb nimaga aytiladi?
3) T.T.E. bilan bosh vektorning nima farqi bor?
4) Kuchlar sistemasining invariantlari nima?
5) Kuchlar sistemasini keltirishni xususiy hollarini aytib bering.
6) T.T.E.-ning momenti haqidagi teoremani ta`riflang.
7) Fazodagi kuchlar sistemasining muvozanat tenglamalarini yozing.
8) Bosh vektor va bosh moment qanday hisoblanadi?
Xulosa
Fazoda ixtiyoriy yo`nalgan kuchlar sistemasini bir markazga keltirib
qo`shish, bosh vektor va bosh momentni aniqlash va bu asosda mazkur kuchlar
sistemasining muvozanat shartlarini keltirib chiqarish nazariy mexanikaning asosiy
masalalaridan biri bo`lib, amaliyotda ko`p ishlatiladi.Ushbu mavzuni o`rganish
jarayonida bir qator xulosalarga ega bo`lamiz.Masalan, tekislikda ixtiyoriy
yo`nalgan kuchlar sistemasi muvozanatda bo`lmasa, ularni yoki bitta bosh
55
vektorga yoki bir bosh momentga keltirish mumkin.Fazodagi kuchlar
sistemasining muvozanat tenglamalari oltita bo`lib, tekislikda esa uchta bo`lar
ekan.
6-Mavzu
Asosiy tushunchalar.Nuqta harakatining berilish usullari.
Nuqta tezligi.
1.1 ” Asosiy tushunchalar. Nuqta harakatining berilish usullari.Nuqta
tezligi” mavzusining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni:
O’quv mashg’ulot shakli Ma’ruza (axborotli dars)
Mavzu rejasi
1.
Asosiy tishinchalar.
2.
Nuqta
harakatining
berilish
usullari.
3.
Nuqta tezligi.
O`quv mashg`ulotning maqsadi: Nuqta harakatining tenglamasi va kinematik
elementlari haqida tushunchqa berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqta harakatining berilish usullari
Nuqta harakatining berilish usullarini
bilan tanishtirish.
biladi.
56
Kinematikaning asosiy tushunchalari
Kinematika haqida asosiy tushunchalari
haqida ma’lumot berish.
haqida tasavvurga ega bo`ladi va eslab
qoladi.
To`g`ri va egri chiziqli harakatdagi
Nuqta tezligini topishni biladi va
nuqta tezligini topishni o`rgatish va
amaliyotga qo`llay oladi, misollar
amaliyotga tadbiq etish uchun
echaoladi.
ko`nikma hosil qilish.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “Asosiy tushunchalar. Nuqta harakatining berilish usullari.Nuqta tezligi”
mavzusining texnalogik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
1.1 O`quv mashg`uloti mavzusi,
savollarni va o`quv faoliyati
Tinglaydilar.
natijalarini aytadi.
1.2 Baholash me’zonlari (2-ilova)
1.3 Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato qilishlari Tinglaydilar
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4 Mavzuni jonlashtirish uchun
savollar beradi. (3-ilova).
2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi. Tinglaydilar.
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
Tinglaydilar.
57
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha olingan
bilimlarni qayerda ishlatish mumkinligi
ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha va
iboralarni muhakama
qiladilar.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
6-Ma’ruza
Asosiy tushunchalar. Nuqta harakatining berilish usullari.Nuqta tezligi.
Reja:
1. Asosiy tushunchalar.
2. Nuqta harakatining berilish usullari.
3. Nuqta tezligi.
Adabiyotlar: [1,§ 5,§ 6], [7,8-bob], [5,8-bob]
Tayanch iboralar:
Nuqta, to`g`ri va egri chiziqli harakatlar, trayektoriya, harakat tenglamalari,
ko`chish, nuqtaning tezligi, tezlik vektori, tezlik moduli, tezlik vektorining
proyeksiyalari.
Belgilar:
58
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1.Geometrik nuqta deb nimaga aytiladi?
2.Nuqtaning trayektoriyasi nima?
3.Nuqtaning harakat qonuni deganda nimani tushunasiz?
4.Nuqtaning tezligi qanday topiladi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring.
№
Asosiy tushunchalar
1
Geometrik nuqta.Moddiy nuqta.
2
Nuqtaning to`g`ri chiziqli harakati.
3
Nuqtaning egri chiziqli harakati.
4
Nuqta harakatining berilish usullari.
5
Nuqta tezligi, uning moduli.
6
Nuqtaning tezlik vektori, uning yo`nalishi.
7
Tezlik vektorining proyeksiyalari.
8
Aylana bo`yicha harakat etuvch nuqtaning tezligi.
9
Burchak tezlik.
59
Belgi
10
Nuqtaning to`g`ri chiziqli tekis harakati.
11
Nuqtaning trayektoriyasi.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
60
1. Asosiy tushunchalar
√
Moddiy ob’yektlarning yoki moddiy nuqtaning harakati fazoda vaqt o’tishi
bilan sodir bo’ladi. Kinematika geometriyadan shu bilan farq qiladiki,
kinematikada ob’yektlarning fazoda ko’chishida uni ko’chish vaqti ham
e’tiborga olinadi. Demak, kinematikada ob’yektlarning ixtiyoriy paytdagi holati
uning geometrik koordinatalaridan tashqari vaqtga ham bog’liq bo’lar ekan.
Shuninig uchun ham kinematikani ba’zan to’tr o’lchovli fazodagi geometriya
deb ham atash mumkin. To’rtinchi koordinata sifatida vaqt olinadi. Vaqt bu
shunday o’zgaruvchiki, u fazoda ham va shu fazoda harakatlanuvchi ob’yektga
ham bog’liq emas, ya’ni fazoni hamma joyida bir xil o’zgaradi. Moddiy
ob’yektning harakati boshqa bir ob’yektga, ya’ni sanoq ob’yektiga nisbatan
kuzatiladi. Sanoq ob’yektiga biror koordinalar sistemasini mahkamlab, moddiy
ob’yektning harakati shu sanoq sistemasiga nisbatan o’rganiladi.
Vaqtning harakatdan bog’liqmasligi shundan iboratki, har xil sanoq
sistemalariga nisbatan harakatlanuvchi jismlar uchun vaqt bir xil o’zgaradi.
Mexanik masalalarni yechishda vaqtning hisob boshi har safar kelishib olinadi.
Texnik masalalarini yechishda, odatda, Yerga qo’zg’almas qilib mahkamlangan
sanoq sistemasi olinadi. Yerga nisbatan qo’zg’almas bo’lgan sanoq sistemasiga
asosiy yoki qo’zg’almas sanoq sistemasi deyiladi. Tanlangan sanoq
sistemasiga nisbatan jismning vaziyati vaqt o’tishi bilan o’zgarmasa, jism
tanlangan sanoq sistemasiga nisbatan tinch holatda deyiladi. Agar tanlangan
sanoq sistemasiga nisbatan vaqt o’tishi bilan jismning vaziyati o’zgarib tursa,
jism shu
sanoq sistemasiga nisbatan harakatda deyiladi. Tanlangan sanoq
sistemasiga nisbatan ixtiyoriy paytda jismning vaziyatini aniqlash mumkin
bo’lsa, uning harakati shu sanoq sistemasiga nisbatan berilgan deyiladi.
Qattiq jismning harakati uni tashkil qiluvchi nuqtalarning (zarrachalarining)
harakati bilan aniqlanadi. Shuning uchun ham dastlab nuqta kinematikasi, undan
keyin qattiq jism kinematikasi o’rganiladi.
61
Ko’chish va harakat kinematikaning asosiy tushunchalari hisoblanadi. Biror
sanoq sistemasiga nisbatan nuqtaning t vaqt oralig’ida fazoda bir holatdan
boshqa bir holatga ixtiyoriy ravishda o’tishiga uning ko’chishi deyiladi.
Nuqtaning ko’chishi uning boshlang’ich va oxirgi holatlari hamda o’tgan t
vaqt oralig’i bilan aniqlanadi.
Qattiq jismning yoki moddiy nuqtaning holati fazoda maxsus parametrlar
(koordinatalar) bilan aniqlanadi. Jismning harakati esa bu parametrlar bilan vaqt
orasidagi bog’lanishni ifodalovchi tenglamalar bilan beriladi.
Kinematikaning asosiy masalasi: absolyut qattiq jismning (moddiy nuqtaning)
berilgan
harakat
tenglamalariga
qarab,
uning
barcha
kinematik
xarakteristikalarini (barcha nuqtalarning trayektoriyalari, tezliklari, tezlanishlari
va h.k.) topishdan iborat.
Nuqta kinematikasida harakatning berilish usullariga qarab, nuqtaning
kinematik
xarakteristikalarini
topish
o’rganiladi.
Nuqta
kinematikasida
trayektoriya tushunchasi asosiy hisoblanadi. Trayektoriyaning ko’rinishiga
qarab, nuqtaning harakati to’g’ri yoki egri chiziqli harakatlarga bo’linadi.
√
2. Nuqta harakatining berilish usullari.
Nuqtaning harakati bir necha xil usullar bilan berilgan bo’lishi mumkin. Agar
nuqtaning harakati biror usulda berilgan bo’lsa, tanlangan sanoq sistemasiga
nisbatan ixtiyoriy paytda nuqtaning holatini aniqlash mumkin.
2.1. Tabiiy usul. Biror sanoq sistemasiga nisbatan nuqtaning trayektoriyasi
berilgan bo’lsa, uning harakati tabiiy usulda berilgan deyiladi. Nuqtaning
trayektoriyasi Oxyz koordinatalar sistemasiga nisbatan berilgan bo’lsin (127-shakl).
Trayektoriyaning biror O1 nuqtasini sanoq boshi deb qabul qilib, trayektoriya
bo’ylab musbat O1M  S yo’nalishini tanlaymiz. Nuqtaning boshlang’ich O1 holati
bilan keyingi M holati orasidagi S yoy vaqtning funksiyasi ko’rinishida berilgan
62
bo’lsa, bu qonunga asosan nuqtaning ixtiyoriy paytda trayektoriya ustidagi
holatini bir qiymatli aniqlash mumkin (127-shakl).
Agar vaqtning har bir payti uchun nuqtaning holatini tasvirlovchi masofa
aniqlangan bo’lsa, ya’ni
z
(6.2.1)
S  f(t)
O1
bog’lanish berilgan bo’lsa, nuqtaning harakati tabiiy
usulda
aniqlangan
deyiladi.
(6.2.1)
S
O
tenglamaga
x
nuqtaning harakat tenglamasi deyiladi.
M
y
127-shakl
Aniqlanishiga ko’ra S=f(t) funksiya qo’yidagi shartlarni qanoatlantiradi: bir
qiymatli, chunki nuqta bir vaqtning o’zida fazoning turli joyida bo’la olmaydi;
uzluksiz, bu degani harakat uzluksiz, ya’ni t vaqtning cheksiz kichik o’zgarishiga,
S masofaning cheksiz kichik o’zgarishi mos keladi; differensiallanuvchi. Bu
shartlarning zaruriyligi kinematika va dinamikaning asosiy talablaridan kelib
chiqadi.
Agar S=C=const bo’lsa, bu nuqtaning berilgan sanoq sistemasiga nisbatan
tinch holatda ekanini bildiradi.
2.2. Koordinatalar usuli. Nuqtaning holati koordinatalar usulida berilgan
bo’lishi uchun: sanoq ob’yektiga mahkamlangan biror koordinatalar sistemasiga
nisbatan harakatlanuvchi nuqtaning koordinatalari vaqtning funksiyasi ko’rinishida
berilishi kerak.
Uch o’lchovli fazoda nuqtaning holati q1,q2,q3 koordinatalar bilan aniqlanadi.
Bu koordinatalarga egri chiziqli koordinatalar deyiladi. Demak, nuqtaning
koordinatalari
q1=q1(t),
q2= q2(t),
q3= q3(t)
(6.2.2)
tenglamalar bilan berilgan bo’lsa, nuqtaning harakati koordinatalar usulida berilgan
hisoblanadi.
Oldingi holdagidek, bu yerda ham hamma funksiyalar bir qiymatli, uzluksiz va
differensiallanuvchi deb qaraladi.
Agar nuqtaning holati to’g’ri burchakli dekart koordinatalar sistemasida
berilgan bo’lsa, nuqtaning ixtiyoriy paytidagi holati
63
x=x(t),
y=y(t),
z=z(t)
(6.2.3)
tenglamalar bilan aniqlanadi.
(6.2.3) tenglamalar bir tomondan nuqtaning harakat qonunini ifodalaydi, ya’ni
vaqtning ixtiyoriy paytida x,y,z koordinatalarni va demak M nuqtaning holatini
aniqlash imkonini beradi, ikkinchi tomondan trayektoriyaning parametrik
tenglamalarini ifodalaydi. Bu tenglamalardan t parametrni yo’qotish mumkin
bo’lsa, qo’yidagi tenglamalar sistemalarini hosil qilamiz:
 ( x, y )  0;  ( y, z )  0;  ( x, z )  0;



 ( x, z )  0,  ( x, z )  0,  ( y, z )  0.
(6.2.4)
Bu sistemalarning har biri nuqta trayektoriyasini ikkita sirtning kesishishi
ko’rinishida tasvirlaydi.
Nuqta harakatini o’rganishda boshqa kooodinatalar sistemalaridan ham
foydalanish mumkin. Masalan, silindrik, sferik va qutb koordinatalar sistemalari.
2.3. Vektor usuli. Nuqtaning ixtiyoriy paytdagi holatini biror markazga
nisbatan uning radius-vektori bilan aniqlash mumkin bo’lsa, ya’ni nuqtaning
holatini aniqlovchi radius-vektor t vaqtning funksiyasi ko’rinishda berilgan bo’lsa,
nuqtaning harakati vektor usulida berilgan deyiladi. Ta’rifga asosan biror O
markazga nisbatan nuqtaning holatini aniqlovchi radius-vektor vaqtning funksiyasi
bo’ladi, ya’ni
 
r  r t  .
(6.2.5)
Agar nuqtaning dekart koordinatalari x,y,z bo’lsa, uning
z
koordinatalar
boshiga
nisbatan
radius-vektorining
M(x,y,z)

r
proyeksiyalari ham x,y,z bo’ladi, ya’ni

 

r  x i  yj  z k .
y
x
128-shakl
(6.2.6)
3.Nuqta tezligi.
√
3.1. Egri chiziqli harakatdagi nuqtaning tezligi.
Agar nuqtaning harakat trayektoriyasi egri chiziqdan
M
z


iborat bo’lsa, uning bunday harakatiga egri chiziqli
harakat
deyiladi.
Nuqta
harakatining

r
asosiy
64
M1

r1
O
x
y
131-shakl
xarateristikalaridan biri uning tezligi hisoblanadi. Harakatlanuvchi nuqtaning

qaralayotgan koordinatalar sistemasiga nisbatan t paytdagi M holati r radius
vektor bilan, t+∆t paytdagi holati r1 radius-vektor bilan aniqlansin (131-shakl). ∆t



vaqt oralig’ida harakatlanuvchi nuqtaning radius-vektori r  r1  r ga o’zgarsin
(131-shakl).

 * r
 
t
nisbatga nuqtaning ∆t vaqt oralig’idagi o’rtacha tezlik deyiladi.

Demak, nuqtaning o’rtacha tezligi r vector yo’nalishidagi, ya’ni harakat
yo’nalishidagi vektor bo’lar ekan.
O’rtacha tezlikning ∆t vaqt oralig’i nolga intilgandagi (ba’zan oniy tezlik deb
ham ataladi) limitik holati nuqtaning ixtiyoriy t paytidagi tezlikni ifodalaydi, ya’ni



 r dr
  lim

.
t  0  t
dt
(6.4.1)
Shunday qilib, nuqtaning ixtiyoriy paytidagi tezligi vektor kattalik bo’lib,
nuqtaning radius-vektoridan vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli hosilaga teng.

r
vektorning t  0 dagi limitik holati trayektoriyaning urinmasi bilan ustma-ust
t
tushadi, demak, tezlik vektori trayektoriyaning urinmasi bo’ylab, harakat
yo’nalishi tomonga qarab yo’nalgan vektordir. Tezlik vektorini quyidagicha
almashtiramiz:



 dr dr ds dr 
 

 
S.
dr ds dt ds

dr
(6.4.2) tenglikning o’ng tomonidagi
ko’paytmani
ds

qaraymiz. S va r miqdorlar bir xil tartibli kichik
(6.4.2)
M

r

0

r

S
miqdorlar ekanligidan
lim

r
S
O
1

bo’ladi (132-shakl). Demak, r / s miqdorning S  0

r1
M1
132-shakl
(yoki) t  0 dagi limitik holati nuqtaning urinmasi bo’ylab yo’nalgan birlik
vektorni ifodalaydi, ya’ni
65

r  0
 ,
S 0 S
t  0
lim

bu yerda  0 -urinmaning musbat yo’nalishi bo’ylab yo’nalgan birlik vektor.
Shunday qilib, (6.4.2) tenglikni quyidagicha yozish mumkin:


  S 0 .

dS
dt
(6.4.3)
miqdor tezlikning algebraik qiymati modulini bildiradi, yoki tezlik
trayektoriyaning M nuqtasida o’tkazilgan urinmadagi proyeksiyasini bildiradi,
ya’ni
   
dS
.
dt
(6.4.4)
Nuqtaning radius-vektorini uning proyeksiyalari orqali yozamiz:
   
r  xi  yj  zk
Tezlikning ta’rifiga asosan:


 
 dr dx  dy  dz 
 
 i
j  k  x i  y j  zk .
dt dt
dt
dt
(6.4.5)
Tezlik vektorini kordinata o’qlaridagi proyeksiyalari orqali yozamiz:




   xi   y j   zk .
(6.4.6)
(6.4.5) va (6.4.6) ifodalarni solishtirib, tezlikning proyeksiyalari uchun
quyidagi formulalarni hosil qilamiz:
x 
dx
 x ,
dt
y 
dy
 y ,
dt
z
dz
 z .
dt
(6.4.7)
Shunday qilib, tezlikning koordinata o’qlaridagi proyeksiyalari nuqtaning mos
koordinatalaridan vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli hosilalarga teng bo’lar
ekan.
Tezlik vektorining koordinata o’qlaridagi proyeksiyalari ma’lum bo’lsa, uning
moduli va yo’nalishini topish mumkin:

     x2   y2   z2  x 2  y 2  z 2 ;
 y y



x
cos( , ^ x )  x  , cos( ^ y )     ,
 
y y


z
cos( , ^ z )  z  .
 
66
(6.4.8)
Agar nuqtaning harakat trayektoriyasi to’g’ri chiziqdan iborat bo’lsa, bunday
harakatga to’g’ri chiziqli harakat deyiladi. Nuqta to’g’ri chiziqli harakatda bo’lsa,
koordinatalar o’qlaridan bittasini masalan, Ox o’qini harakat to’g’ri chizigi bo’ylab
yo’naltiramiz. U holda tezlikning qolgan o’qlaridagi proyeksiyalari aynan nolga
teng bo’ladi (133-shakl). Natijada nuqtaning tezligi uchun quyidagi formulani hosil
qilamiz:
x 
dx
 x ,   x .
dt
O
Shunday qilib, to’g’ri chiziqli harakatdagi nuqtaning
tezligi masofadan vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli
M


x
x
133-shakl
hosilaga teng ekan.
Agar harakatning berilgan qismida  
dx
tezlik va x koordinata bir xil ishoraga
dt
ega bo’lsa, nuqtaning bu holdagi harakatiga to’g’ri harakat deyiladi. Agar  va x
lar har xil ishorali bo’lsa nuqtaning bunday harakatiga teskari harakat deyiladi.
Agar nuqtaning tezligi vaqtning biror paytida nolga teng bo’lsa, shu paytda x
masofa o’zining statsionar qiymatiga ega bo’ladi. x o’zining maksimum yoki
minimum qiymatiga erishgan paytda nuqtaning tezligi nolga teng bo’lib, shu payt
tezlik o’zining yo’nalishini uzgartiradi va harakat agar teskari bo’lsa, to’g’ri
harakatga o’tadi.
Agar nuqtaning tezligi qandaydir vaqt oralig’ida nolga teng bo’lsa, shu vaqt
oralig’ida x=const bo’lib, nuqta tinch holatda bo’ladi.
Tezliknng o’lchov birligi:   
uzunlik  . Tezlikning o’lchov birligi sifatida:
vaqt 
sm/sek, m/sek, km/soat olinadi.
Agar butun harakat davomida nuqtaninig tezligi o’zgarmas, ya’ni    0  const
bo’lsa, nuqtaning bunday harakatiga to’g’ri chiziqli tekis harakat deyiladi.

dx
 0 .
dt
Bundan
x  x0   0t ,
67
(6.4.9)
bu yerda x0-nuqtaning boshlang’ich koordinatasi. (6.4.9) tenglama to’g’ri
chiziqli tekis harakat tenglamasini ifodalaydi.
3.2. Aylana bo’ylab harakatlanayotgan nuqtaning tezligi
Burchak tezlik. Nuqtaning R radiusli aylana bo’ylab
quyidagiga teng bo’ladi:
ω

dS
d
R
,
dt
dt
(6.4.10)

d
dt
(6.4.11)


τ
harakatini qaraymiz. Bu holda M nuqta tezligining son qiymati
O
ds
M
dφ
bu yerda dS  Rd .
134-shakl
miqdorga R radiusning aylanish burchak tezligi deyiladi.
Shunday qilib, aylana bo’ylab harakatlanuvchi nuqta tezligining miqdori
quyidagicha topiladi:
  R .
(6.4.12)
Tezlik vektori aylana urinmasi bo’ylab, harakat yo’nalishi tomonga yo’nalgan
bo’ladi.
68
Nazorat savollari
1.Kinematikaning asosiy tushunchalari nimaga
2.Nuqta kinematikasining asosiy masalasi nimalardan iborat?
3.Nuqtaning harakati qanday usullar orqali beriladi?
4.Nuqta tezligining moduli va yo`nalishi nday topiladi?
5.Aylana bo`ylab harakat etuvchi nuqtaning tezligi nimaga teng?
Xulosa
Hozirgi zamon nazariy mexanikasida nuqta kinematikasining elementlari,
nuqta tezligini aniqlash masalasi asosiy o`rin egallaydi. Ushbu mavzu o`quv
rejasinig muhim qismi bo`lib, mexanikaning boshqa bo`limlari bilan uzviy
bog`langan. Nuqta kinematikasi tushunchalari, harakat trayektoriyasi,
harakatning berilish usullari, tezlikni aniqlash amaliy masalalarni echishda
keng tadbiq etiladi. Qayd etish joyizki, kinematikaning taraqqiyoti G.Galiley
(1564-1642) va L.Eylerning (1707-1783) ilmiy ishlari bilan chambarchas
bog`langan.Texnikaning taraqqiyoti (19-asrning boshlarida) natijasida
kinematika alohida bo`limga aylanadi.
69
7-Mavzu
Nuqtaning tezlanishi. Nuqtaning murakkab harakati.
1.1 ”Nuqtaning tezlanishi. Nuqtaning murakkab harakati” mavzusining
texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni:50
O’quv mashg’ulot shakli Ma’ruza (axborotli dars)
Mavzu rejasi
4. Nuqtaning tezlanishi.
5. Normal va urinma tezlanishlar.
6. Nuqtaning murakkab harakati.
O`quv mashg`ulotning maqsadi: Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi va
uning muvozanat shartlari haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning tezlanishi,normal va urinma
Nuqtaning tezligi va tezlanishini,
tezlanishlari bilan tanishtirish.
normal va urinma tezlanishlarini biladi.
Nuqtaning murakkab harakati bilan
Nuqtaning murakkab harakati haqida
tanishtirish.
tushunchalarga ega bo`ladi.
Nuqta tezliklari va tezlanishlarini
Nuqta tezliklarini qo`shish teoremasini
qo`shish (koriolis th) teoremalarni
biladi.
isbotlash va ularni amalda qo`lashni
Nuqta tezlanishlarini qo`shish haqida
o`rgatish.
Koriolis teoremasini biladi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
70
1.2. “Nuqtaning tezlanishi. Nuqtaning murakkab harakati “ mavzusining
texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.5 O`quv mashg`uloti mavzusi,
savollarni va o`quv faoliyati
natijalarini aytadi.
1.6 Baholash me’zonlari (2-ilova)
1.7 Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.8 Mavzuni jonlashtirish uchun
savollar beradi. (3-ilova).
2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha olingan
bilimlarni qayerda ishlatish mumkinligi
ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
71
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha va
iboralarni muhakama
qiladilar.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
7-Ma’ruza
Nuqtaning tezlanishi. Nuqtaning murakkab harakati.
Reja:
1. Nuqtaning tezlanishi
2. Normal va urinma tezlanishlar.
3. Nuqtaning murakkab harakati.
Adabiyotlar: [1], 68-76,158-168 sah, [5], 130-147, 212-228 sah, [7], 3648,172-178 sah.
Tayanch iboralar:
Nuqta, trayektoriya, to`g`ri chiziqli harakat, egri chiziqli harakat, tezlik,
tezlanish, normal va urinma tezlanishlar, nisbiy, ko`chirma tezlik, koriolis
tezlanish.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Nuqtaning tezligi qanday topiladi?
2. Nuqtaning tezlanishi nima?
3. Normal tezlanish nimaga teng?
4. Urinma tezlanish nima?
5. Nisbiy, ko`chirma, absalyut tezlanishlar nima?
6. Koriolis tezlanishi nimaga teng?
72
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring.
№
Asosiy tushunchalar
1
Nuqta trayektoriyasi.
2
Nuqtaning tezligi.
3
Nuqtaning tezlanishi.
4
Normal tezlanish.
5
Urinma tezlanish.
6
Nisbiy, ko`chirma tezliklar.
7
Absalyut tezlik.
8
Nisbiy, ko`chirma, absalyut tezlanishlar.
9
Koriolis tezlanishi.
10
Koriolis teoremasi.
11
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
- - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
73
Belgi
√
7-Mavzu. Nuqtaning tezlanishi. Nuqtaning murakkab harakati.
1.Nuqtaning tezlanishi.
Moddiy nuqtaning harakat qonuni vektor yoki koordinata usulida berilgan
bo’lsin, ya’ni
 
r  r (t ) yoki x=x(t), y=y(t), z=z(t).
(6.6.1)
Moddiy nuqta (6.6.1) qonun bo’yicha harakatlanib,
 
vaqtning biror t paytida M holatda va tezligi    (t ),
 
t  t paytda M 1 holatda va tezligi  1   1 (t  t ) bo’lsin

(140-shakl).   vektorni o’z-o’ziga parallel ravishda M


M
 

W* r W



1

1 M


r1
1
 

nuqtaga ko’chiramiz (140-shakl). U holda  -  =  ,
0

140-shakl
bu yerda  -tezlikning t vaqt oralig’ida erishgan

orttirmasi.  ning t ga nisbati nuqtaning t vaqt oralig’idagi o’rtacha tezlanishi
deyiladi va quyidagicha yoziladi:
 * 
W 
.
t
(6.6.2)

W * o’rtacha tezlanishining t  0 dagi limitiga nuqtaning berilgan t paytdagi
tezlanishi deyiladi, ya’ni



 d
W  lim

,
t 0 t
dt
(6.6.3)
 d d 2 r
W
 2 .
dt
dt
(6.6.4)
yoki tezlikning ta’rifiga asosan:
Shunday qilib, nuqtaning tezlanishi vektor kattalik bo’lib, tezlik vektoridan
vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli hosilaga yoki radius-vektordan olingan


ikkinchi tartibli hosilaga teng bo’lar ekan. W * yoki  vektor M urinmani qaysi

tomonida yotsa, W tezlanish vektori ham o’sha tomonda yotadi, shuning uchun u
hamma vaqt trayektoriyaning botiq tomoniga qarab yo’nalgan bo’ladi.
Nuqta trayektoriyasining M urinmasi va M1 nuqta orqali o’tuvchi tekislikning
M1 nuqta M nuqtaga intilgandagi limitik holatiga trayektoriyaning M nuqtasidagi
yopishma tekisligi deyiladi. Egri chiziq tekis egri chiziqdan iborat bo’lsa, uning
yopishma tekisligi egri chiziq tekisligining o’zi bo’ladi.
74


vektor yotgan tekisligining t  0 dagi
t

limitik tekisligida yotadi. Demak tezlanish vektori W yopishma tekislikda yotib,

(6.6.3) tenglikka asosan W vektor
trayektoriyaning botiq tomonga qarab yo’nalgan bo’ladi.
Nuqta radius-vektorini quyidagi ko’rinishda yozamiz:

 

r  xi  yj  zk .
Bu tenglikning ikkala tomonini ikki marta vaqt bo’yicha differensiallaymiz:

d 2r  d 2 x  d 2 y  d 2 z 
 W  2 i  2 j  2 k.
dt 2
dt
dt
dt
Bundan
d2x
Wx  2  x;
dt
Wy 
d2y
 y ;
dt 2
Wz 
d 2z
 z
dt 2
(6.6.5)
tezlanish vektorining moduli
W  Wx2 Wy2 Wz2  x2  y2  z2 ,
(6.6.6)
yo’naltiruvchi kosinuslari



W
W
W
cos(W , ^ x )  x , cos(W , ^ y )  y , cos(W , ^ z )  z .
W
W
W
(6.6.7)
(6.6.5) tenglikka asosan, tezlanishning koordinata o’qlaridagi proyeksiyalari
mos ravishda nuqta koordinatalaridan vaqt bo’yicha olingan ikkinchi tartibli
hosilalarga teng bo’lar ekan.
Agar nuqta to’g’ri chiziqli harakatda bo’lsa, koordinata o’qlaridan bittasini,
masalan x o’qini harakat to’g’ri chizigi bo’ylab yo’naltiramiz u holda nuqta
tezlanishining proyeksiyalari
Wx  x, W y  0, W z  0.
bo’ladi. Tezlanish vektori x o’qi bo’ylab yo harakat yo’nalishi bilan bir xil yoki
harakat yo’nalishiga qarama-qarshi yo’nalgan bo’ladi.

Agar W
vektorning

yo’nalishi 
vektor bilan bir xil bo’lsa, harakat
tezlashuvchan, qarama-qarshi yo’nalgan bo’lsa, harakat sekinlashuvchan bo’ladi.
2.Normal va urinma tezlanishlar.
75
2.1. Tabiiy uchyoq. Nuqta trayektoriyasining M va M1 nuqtalaridan o’tuvchi
to’g’ri
M1
chiziqning
nuqta
M
nuqtaga
intilgandagi
limitik
holatiga
trayektoriyaning M nuqtasidagi urinmasi deyiladi. M nuqtada egri chiziq
urinmasiga perpendikulyar to’g’ri chiziqqa egri chiziqning M nuqtadagi normali
deyiladi. Bu ta’rifga asosan M nuqtada egri chiziqqa cheksiz ko’p normallar
o’tkazish mumkin. Bu normallarning hammasi M nuqtadan o’tuvchi urinmaga
perpendikulyar tekislikda yotadi. Bu tekislikka egri chiziqning M nuqtasidagi
normal tekisligi deyiladi. Egri chiziqning M nuqtasidagi yopishma tekisligida
yotuvchi normaliga uning bosh normali deyiladi. Shunday qilib, M nuqtadagi
yopishma tekislik bilan normal tekislik egri chiziqning bosh normali bo’ylab
kesishar ekan. Egri chiziqning M nuqtasidan o’tuvchi yopishma tekislikka
perpendikulyar bo’lgan normalga M nuqtadagi binormal deyiladi.

Egri chiziqning M nuqtasidagi urinma bo’ylab yo’nalgan birlik vektorni  0

bilan, bosh normali bo’ylab yo’nalgan birlik vektorni n 0 bilan va
M
yopishma
 0 tekislik
n

0

0
M1

 10

b0
binormal

 10
142-shakl
141-shakl

bo’ylab yo’nalgan birlik vektorni b 0 bilan belgilaymiz (141-shakl). Bu vektorlar


orqali quyidagi tekisliklar o’tadi: (  0 , n 0 ) yopishma



tekislik, ( n 0 , b 0 ) normal

tekislik va ( b 0 ,  0 ) urinma tekislik.

 
 0 , n 0 va b 0 vektorlar uchta o’zaro perpendkulyar to’g’ri burchakli uchyoqni hosil
qiladi. Bu uchyoqqa tabiiy uchyoq deyiladi. Bu tabiiy uchyoq M nuqta bilan
birgalikda
harakatlanadi.
Tabiiy
uchyoqdan tashqil topgan koordinatalar
sistemasiga tabiiy koordinatalar sistemasi deyiladi.
2.2. Egri chiziqning egriligi va egrilik radiusi. M nuqta trayektoriyasining
bir-biriga juda yaqin M va M1 nuqtalaridan М va M 1 1 urinmalarini o’tkazamiz.

Urinmalar orasidagi burchakni  bilan, ММ 1 yoy uzunligini S bilan belgilaymiz
(142-shakl). Quyidagi
76

 k*
S
nisbatga egri chiziqning MM1 qismidagi o’rtacha egrili deyiladi. O’rtacha
egrilikning S  0 dagi limitiga (agar mavjud bo’lsa) egri chiziqning M nuqtadagi
egriligi deyiladi, ya’ni
lim
S 0
 d

 lim

k .

S

0
S
S dS
(6.7.1)
 burchakka egri chiziqning siljish burchagi deyiladi. Siljish burchagi egri
chiziqning har xil nuqtalarida har xil bo’ladi. Egri chiziqning berilgan nuqtasidagi
egriligi, elementar siljish burchagini elementar yoy uzunligiga nisbatiga teng, ya’ni
k=
d
.
dS
(6.7.2)
R radiusli aylananing egriligini topamiz. (143-shakl).M
M
1
va M nuqtalardagi urinmalar orasidagi siljish burchagi d  ,
aylananing unga mos markaziy burchagiga teng, shuning
d
d
M
uchun
dS  Rd
143-shakl
bo’ladi. U holda
k
d
d
1


dS Rd R
Demak, aylananing egriligi o’zgarmas bo’lib, aylana radiusiga teskari miqdor
ekan. Ixtiyoriy egri chiziqning egriligi umuman olganda o’zgaruvchi miqdordir.
Egri chiziqning berilgan nuqtasidagi egriligiga teskari miqdorga egri chiziqning
shu nuqtasidagi egrilik radiusi deyiladi va quyidagicha yoziladi:

1 dS

k d
(6.7.3)

2.3. Birlik vektorning differensiali. а 0 birlik
vektorning differinsialini
qaraymiz. Bu vektorni o’z-o’ziga skalyar ko’paytiramiz, ya’ni
 
а0  а0  1.
Tenglikning ikkala tomonini vaqt bo’yicha differensiallaymiz:


da 0  0  0 da 0
a  a
 0 yoki
dt
dt

a0
0
 a (t  t )
 S
a 0

da 0  0
2
a  0 .
dt
144-shakl
77
Demak, birlik vektorning differensiali vektorning o’ziga perpendikulyar bo’lar
ekan.

144-shakldagi S va a 0 miqdorlar bir xil tartibli cheksiz kichik miqdorlar

bo’lgani uchun S  a 0 . Bunga asosan:

S  a 0  a 0   
(6.7.3)
144-shakldagi uchburchakdan:

sin
0

2  . Bu tenglikning ikkala tomonini t ga bo’lib, t  0 nda (
а  2sin



2
2

2   ,
  0 ) limitiga o’tamiz: lim
 lim
t 0 t
t  0

t
2

a 0
sin
bundan

da 0
dt

d
dt
yoki

da 0  d
(6.7.4)
2.4.Harakati tabiiy usulda berilgan nuqtaning tezlanishi.
Agar nuqtaning harakati tabiiy usulda berilgan bo’lsa, (6.4.3) va (6.4.4)
formulalarga asosan uning tezligi



     0   0 ,
ko’rinishda
tasvirlanadi,
bu
(6.8.1)
     S
yerda
tezlik

W

vektorining M  o’qdagi proyeksiyasi. (6.8.1) tenglikning
ikkala tomonini vaqt bo’yicha differensiallaymiz:

 d d  0 d 0
W

 
.
dt
dt
dt
(6.8.2)
qo’shiluvchi
formulaning
d  0

dt
M
(6.8.2)
o’ng
tomonidagi


W

Wn
birinchi
146-shakl
trayektoriyaning urinmasi bo’ylab
yo’nalgan vektorni ifodalaydi, shuning uchun unga tezlanishning urinma
(tangensial) tuzuvchisi deyiladi va quyidagicha yoziladi:
78
 d  0
W 

dt
(6.8.3)
Ikkinchi qo’shiluvchini qaraymiz. Biz bilamizki, birlik
vektorining

W

0
d
differensiali uning o’ziga perpendikulyar.

d 0

Demak, 
vektor  0 vektorga perpendikulyar bo’lib,
dt

bu vektor n 0 bosh normal bo’ylab yo’nalgan va
yopishma tekislikda yotadi.
M

 10
M

 10

Wn
145-shakl



(6.7.4) formulaga asosan d 0  d va d 0  d n 0 , natijada

d 0 d  0

n ,
dt
dt
bu yerda
d d dS 


dt dS dt 
d 1
dS
 ,  egri chiziqning M nuqtadagi egrilik radiusi. Shunday
 ,
dt
dS 

d 0
qilib,
 trayektoriyaning bosh normali bo’ylab yo’nalgan vektorni ifodalaydi.
dt
Unga tezlanishning normal tuzuvchisi deyiladi va quyidagicha yoziladi:
 2 
Wn  n 0

(6.8.4)
(6.8.3) va (6.8.4) ifodalarga asosan (6.8.2) formula quyidagi ko’rinishga keladi:
 
 d  0  2  0
W  W  Wn 
  n .
dt

(6.8.5)
(6.8.3) va (6.8.4) formulalarga asosan tezlanish vektorning tabiiy koordinatalar
sistemasi o’qlaridagi proyeksiyalari
d d 2 S
W 
 2 ,
dt
dt
2
Wn  ,

Wв  0
(6.8.6)
bo’ladi. Tezlanish vektorining moduli quyidagicha topiladi:
2
2
2
 d    
W  W  W  
    .
 dt    
2
2
n
(6.8.7)

W tezlanish vektori bilan bosh normal orasidagi  burchak quyidagiga teng:
tg 
79
W
Wn
(6.8.8)
Shunday qilib, agar nuqtaning harakati tabiiy usulda berilgan bo’lsa, (6.8.6),
(6.8.7) va
]
(6.8.8) formulalar yordamida nuqta tezlanishining proyeksiyalari, moduli va
yo’nalishi topiladi.
3. Nuqtaning murakkab harakati
3.1. Asosiy ta’riflar. Vektorning absolyut va nisbiy hosilalalri.
Ayrim holatlarda nuqtaning harakatini bir vaqtda ikkita koordinatalar
sistemasiga
nisbatan
o’rganish
maqsadga
muvofiqdir
(207-shakl).
Bu
koordinatalar sistemasidan bittasini qo’zg’almas (asosiy), ikkinchisini nuqta
bilan birgalikda qo’zg’almas koordinatalar sistemasiga nisbatan harakatlanuvchi
deb qaraymiz.
Nuqtaning harakatini har bir koordinatalar sistemasiga nisbatan o’rganish
1-bobda yoritilgan usullar bilan o’tkaziladi. Bu paragrafda ikkala koordinatalar
sistemasiga
nisbatan
harakatlanayotgan
nuqtaning
asosiy
kinematik
xarakteristikalari orasidagi munosabatlarni o’rganamiz. Bu munosabatlarni
aniqlash muhim ahamiyatga ega, chunki ko’p hollarda nuqtaning O1 x1 y1 z1
qo’zg’almas koordinatalar sistemasiga nisbatan harakatini ikkita oddiyroq
harakatga ajratish mumkin: bittasi – harakatlanuvchi koordinatalar sistemasiga
nisbatan va ikkinchisi – nuqtanig harakatlanuvchi koordinatalar sistemasi bilan
birgalikda qo’zg’almas koordinatalar sistemasiga nisbatan harakat.
Nuqtaning asosiy (qo’zg’almas) koordinatalar sistemasiga
nisbatan
harakatiga murakkab yoki absolyut harakat va nuqtaning harakatlanuvchi
koordinatalar sistemasiga nisbatan harakatini nisbiy harakat deb aytaladi.
Nuqtaning absolyut va nisbiy harakatlari bilan nuqtaning harakatlanuvchi
koordinatalar sistemasi bilan birgalikdagi harakati o’rtasidagi munosabatlarni
aniqlash quyidagi masalalarni echishga imkoniyat yaratadi:
80
1. Nuqtaning berilgan nisbiy harakati va harakatlanuvchi koordinatalar
sistemasi harakati orqali murakkab harakatini aniqlash;
2. Berilgan murakkab harakatni tarkibiy (yasovchi) harakatlarga ajratish.
Ixtiyoriy ravishda harakatlanayotgan koordinatalar sistemasida aniqlangan
vektordan hosila olish masalasini ko’rib chiqamiz. Shu maqsadda vektorning
absolyut va nisbiy hosilasi tushunchalari kiritiladi.
Asosiy
koordinatalar
sistemasi
O1 x1 y2 z1 va
ixtiyoriy
ravishda
harakatlanayotgan koordinatalar sistemasi Oxyz berilgan bo’lsin. Qandaydir
a  a (t ) vektor harakatlanuvchi koordinatalar sistemasida aniqlangan bo’lsin,
ya’ni vektorning harakatlanuvchi koordinatalar sistemasi o’qlaridagi
proyeksiyalari
t
vaqtning
funksiyalari
bo’ladi.
Agar
ax , a y , az
harakatlanuvchi
  

koordinatalar sistemasining birlik vektorlari i , j , k bo’lsa, u holda a (t ) vektorni
quyidagicha yozish mumkin:




a  a x i  a y j  az k .
(10.32.1)

Endi a vektoridan harakatlanuvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan
hosilasini (absolyut hosilasini) topish qoidasini topamiz. Harakatlanuvchi
  
koordinatalar sistemasining harakati tufayli i , j , k vektorlar o’z yo’nalishlarini
o’zgartirib turadi, ya’ni t vaqtning funksiyalari bo’ladilar. (10.32.1) tenglikning

ikkala tomonidan vaqt bo’yicha hosila olib, a vektorning absolyut (to’la)
hosilasini topamiz:




da da x  da y  da z 
di
dj
dk

i
j
k  ax
 a y  az
dt
dt
dt
dt
dt
dt
dt
(10.32.2) formulaning o’ng tomonidagi

birinchi uchta qo’shiluvchi a vektorning
harakatlanuvchi
koordinatalar
(10.32.2)
z1
z
sistemasiga

k
nisbatan o’zgarishini xarakterlaydi, shuning
O

i

j
y
O1
81
x
x1
207-shakl
y1

uchun ular a vektorning nisbiy hosilasini ifodalaydi, ya’ni
~
d a dax  da y  daz 

i
j
k.
dt
dt
dt
dt
(10.32.3)
  

  

    r formuladagi  va r vektorlarni ketma-ket mos ravishda i , j , k vektorlar
bilan almashtirib, quyidagi munosabatni topamiz:

di  
  i ,
dt

dj  
 j ,
dt

dk  
k ,
dt
bu yerda   Oxyz koordinatalar sistemasining O nuqta atrofida aylanma
harakat burchak tezligi (208-shakl). Bularni (10.32.2) formulaga qo’yamiz:
 ~



da d a 

   (a x i  a y j  a z k ) ,
dt dt
yoki
 ~
da d a  

 a .
dt
dt
(10.32.4)
(10.32.4) formulaga Bur formulasi deyiladi.
Shunday qilib, vektorning absolyut hosilasi shu vektorning nisbiy hosilasi
va harakatlanuvchi koordinatalar sistemasining burchak tezligi bilan shu
vektorning vektorli ko’paytmasining yig’indisiga teng.
Oxyz
koordinatalar sistemasining harakati erkin qattiq jismning
harakati kabi, uning O qutb bilan birgalikdagi ilgarilanma harakati va qutb
atrofidagi aylanma harakatlaridan iborat. Agar Oxyz koordinatalar sistemasi

faqat ilgarilanma harakat qilsa, Bur formulasiga asosan, a vektorning absolyut
hosilasi uning nisbiy hosilasiga teng bo’ladi.
Quyidagi xususiy hollarni ko’rib o’tamiz :

1. Agar a vektor harakatlanuvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan
~
o’zgarmas bo’lsa, uning nisbiy hosilasi d a / dt  0 bo’ladi va (10.32.4)
formulaga asosan:
82

da  
a .
dt
Bu formula avval isbotlanganidek, moduli o’zgarmas vektorning hosilasini
bildiradi.

2. Agar a vektor asosiy koordinatalar sistemasiga nisbatan qo’zg’almas

bo’lsa, u holda da / dt  0 bo’lib, (10.32.4) formuladan:

 
da
 (  a ) .
dt


3. Agar a vektor  burchak tezlik vektoriga kollinear bo’lsa, u holda
 
  a  0 va (10.32.4) formuladan quyidagi munosabat kelib chiqadi:
 ~
da d a
.

dt
dt
3.2. Tezliklarni qo’shish haqidagi teorema.
Bu yeda quyidagi masalana hal qilamiz: tanlab olingan koordinatalar
sistemasiga nisbatan nuqta tezliklari orasidagi munosabatni aniqlaymiz.
M nuqtaning O1 x1 y1 z asosiy koordinatalar sistemasiga nisbatan tezligini
uning absolyut tezligi deb ataymiz.

M nuqtaning Oxyz harakatlanuvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan  r
tezligi uning nisbiy tezligi deb aytiladi.

Nuqtaning ko’chirma tezligi degan tushuncha kiritamiz. Nuqtaning  e
ko’chirma tezligi deb harakatlanuvchi koordinatalar sistemasining shunday
nuqtasining
tezligiga
aytiladiki,
berilgan
onda
(momentda)
u
nuqta
harakatlanayotgan nuqtaga mos kelsin.

Agar r0 (t ) - harakatlanuvchi koordinatalar sistemasi boshi bo’lgan O nuqta

(qutb)ning qo’zg’almas koordinatalar sistemasiga nisbatan radius vektori,  (t ) ixtiyoriy M nuqtaning harakatlanuvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan radius

vektori, r (t ) - M nuqtaning qo’zg’almas koordinatalar sistemasiga nisbatan radius
vektori bo’lsa, u holda 208-shaklga asosan
  
r  r0   .
(10.33.1)
83
Harakatlanuvchi koordinatalar sistemasida nuqtaning koordinatalari x, y, z
bo’lsa, u holda

 

  x i  yj  z k ,
  
bu yerda i , j , k -harakatlanuvchi koordinatalar sistemasining birlik vektorlari.
Ta’rifga asosan radius vektorning vaqt bo’yicha absolyut hosilasi nuqtaning
absolyut tezligi bo’ladi.
z
z1
M

r



 
e

r
O1
x1
O

r0
y
y1
x
208-shakl
Demak, (10.33.1) tenglikni vaqt bo’yicha differensiallab, nuqtaning absolyut
tezligini topamiz



 dr dr0 d
 


.
dt
dt dt


(10.33.2)
vektori harakatlanuvchi koordinatalat sistemasida aniqlanganligi uchun
uning absolyut hosilasini topish uchun (10.32.4) formuladan foydalanamiz:
 ~
d d  

 .
dt
dt
(10.33.3)

Bu yerda  - harakatlanuvchi koordinatalar sistemasining burchak tezligi,


 
d
 x i  y j  zk
dt

ifoda bo’lsa,  vektorining vaqt bo’yicha nisbiy hosilasidir.
Ta’rifga asosan bu ifoda nuqtaning nisbiy tezligi bo’ladi, ya’ni

 

 r  x i  y j  zk .
(10.33.4)
(10.33.3) va (10.33.4) ifodalarni (10.33.2) tenglamaga qo’yib,quyidagi
munosabatni hosil qilamiz:
84
    
   0      r ,
bu
yerda

 dr0
0 
dt
(10.33.5)
harakatlanuvchi
koordinatalar
boshining
qo’zg’almas
koordinatalar (asosiy) sistemasiga nisbatan tezligi.

Nuqtaning  e ko’chirma tezligini topish uchun uni harakatlanuvchi

koordinatalar sistemasiga mahkamlaymiz, ya’ni (10.33.5) formulada  r  0 ni
qo’yamiz, u holda quyidagini hosil qilamiz:
   
 e  0     .
(10.33.6)
Bu formulani quyidagicha o’qish mumkin:
Ozod qattiq jism (harakatlanuvchi koordinatalar sistemasi)ning istalgan M
nuqtasining tezligi ixtiyoriy ravishda tanlangan nuqtasi (qutb)ning tezligi bilan
o’sha M nuqtaning qattiq jismning qutb atrofidagi aylanma harakatidagi
tezligining geometric yig’indisiga teng.
Shunday qilib, quyidagi tasdiqni isbotladik:
  
   e  r .
(10.33.7)
Teorema. Moddiy nuqtaning absolyut tezligi k’ochirma va nisbiy
tezliklarining geometric yig’indisiga teng.
3.3. Tezlanishlarni qo’shish haqidagi teoremasi (Koriolis teoremasi).
Nuqtaning absolyut tezlanishini topish uchun, ya’ni uning asosiy
koordinatalar sistemasiga nisbatan tezlanishini topish uchun (10.33.5) tenglikning
ikkala tomonini vaqt buyicha differesiallaymiz:





d
d
d    d
d 
Wa 
 ( 0     )  r  0 
 
dt dt
dt
dt
dt
.


 d d r
 

.
dt
dt
(10.34.1)

 r nisbiy tezlik vektorining absolyut hosilasini (10.32.4) formula orqali
topamiz:

~
d r d  r  

   r .
dt
dt
85
(10.34.2)
~
d r
Bu tenglamada
dt

ifoda  r vektorning vaqt bo’yicha olingan nisbiy
hosilasi bo’ladi, demak u nisbiy tezlanish Wr ni ifodalaydi, ya’ni nuqtaning
harakatlanuvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan tezlanishi bo’ladi

 d~r
 
Wr 
 xi  yj  zk .
dt
(10.34.3)
(10.33.3), (10.33.4), (10.34.2) va (10.34.3) tengliklardan foydalanib,
(10.34.1) formulani quyidagi ko’rinishga keltiramiz:
     

 
 
W  W0         r  (   )  Wr  (  r ) 
(10.34.4)
     

 
 W0        (   )  Wr  2  r ,
 
bu yerda W0  0 - harakatlanuvchi koordinatalar sistemasi boshining tezlanishi,
 
   - uning burchak tezlanishi.

We - ko’chirma tezlanishini topish uchun harakatlanuvchi koordinatalar


sistemasiga nuqtani mahkamlab qo’yamiz, ya’ni  r  0, Wr  0 .
Bu holda (10.34.4) formulaga asosan, quyidagi munosabatga ega bo’lamiz:

     
We  W0        (   ) ,
ya’ni
ko’chirma
tezlanish
harakatlanuvchi
(10.34.5)
koordinatalar
sistemasi
bilan
mahkamlangan ozod qattiq jism nuqtasining tezlanishidan iborat. Shunday qilib,
quyidagi formulaga kelamiz:



 
Wa  We  Wr  2  r ,
(10.34.6)
 
2  r ifoda bilan aniqlanadigan tezlanishga burilish yoki koriolis tezlanishi

deb aytiladi va Wc orqali belgilanadi, ya’ni

 
Wc  2  r .
(10.34.7)
Shunday qilib, quyidagi formulaga ega bo’lamiz:



Wa  We  Wr  Wc .
(10.34.8)


r va  r lar uchun (10.33.1) formulani qo’llab quyidagi formulani hosil qilamiz:





d 0 d   d   d r  
Wa 

 (
   ) 
 .
dt
dt
dt
dt
Bu yerda
86


d 0
 W0 -harakatlanuvchi koordinatalar sistemasining O nuqta bilan birgalikdagi
dt

d 
harakatining tezlanishi,
  -harakatlanuvchi koordinatalar sistemasining
dt

d
aylanma harakat burchak tezlanishi,
-nisbiy harakat tezligi. (10.34.8) tenglik
dt
tezlanishlarini qo’shish teoremasini ifodalaydi.
Koriolis teoremasi. Murakkab harakatdagi nuqtaning tezlanishi
ko’chirma, nisbiy va koriolis tezlanishlarning geometrik yig’indisiga teng.
(10.34.8) formula orqali nuqtaning tezlanishini topish uchun quyidagilarni
hisobga olish talab etiladi:
1. Ko’chirma tezlanishni topishda qattiq jism nuqtasining tezlanishini topish
qoidasiga rioya qilish kerak.
2. Wr nisbiy tezlanishni topish uchun harakatlanuvchi koordinatalar sistemasini
qo’zg’almas deb qarab, VI-bobda tasvirlangan qoidadan foydalanish kerak.

 
Wc  2  r
Koriolis tezlanishning moduli
 
Wc  2 r sin( ,   r )
(10.34.9)
formula orqali aniqlanadi.


 va  r vektorlarning vektorli ko’paytmasining

yo’nalishiga qarab, Wc koriolis tezlanishning

yo’nalishi aniqlanadi (208,a-shakl): Wc koriolis
tezlanishi П tekisligiga perpendikulyar bo’ladi,


Wc

r



209-shakl

yo’nalishi  dan  r ga eng qisqa o’tish soat milining aylanishiga teskari bo’lgan
tomonga yo’nalgan bo’ladi.
(10.34.9) formulaga asosan koriolis tezlanishi quyidagi hollarda nolga teng
bo’ladi:
87
1.   0 ,
ya’ni
harakatlanuvchi
koordinatalar
sistemasining
harakati
ilgarilanma harakat bo’lsa.


2. Harakakatlanuvchi koordinatalar sistemasining  burchak tezligi  r nisbiy
tezlikka parallel bo’lsa.

3. Nuqtaning  r
nisbiy tezligi nolga teng bo’lganda, ya’ni nuqta
qo’zg’aluvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan tinch bo’lganda.
Nazorat savollari.
1.Nuqtaning tezlanishi dekart koordinatalar sistemasida qanday topiladi?
2.Qanday tekislikka yopishma tekislik deyiladi?
3.Qanday tekislikka normal tekislik deyiladi?
4.Trayektoriyaning bosh normali deb nimaga aytiladi?
5.Nuqta trayektoriyasi qaysi tekislikda yotadi?
6.Tabiiy koordinatalar sistemasida nuqtaning tezlanishi qanday ifodalanadi?
7.Nuqtaning murakkab harakati deb qanday harakatga aytiladi?
8.Nuqtaning nisbiy, ko`chirma va absalyut tezliklarning ta’rifini bering.
9.Nuqta tezlanishining nisbiy, ko`chirma va koriolis tuzuvchilari qanday
topiladi?
Xulosa
Nuqtaning tezlanishi nazariy mexanikaning boshqa tushunchalari bilan uzviy bog`liq
bo`lib, fan va texnikaning amaliy masalalarida keng ishlatiladi. Tezlanish vektoring normal va
urinma tuzuvchilari qo`zg`almas o`q atrofida aylanuvchi a.q.j.nuqtasining tezlanishi aniqlashda
kerak bo`ladi. Nuqtaning murakkab harakati davomida jism (nuqta) bir necha harakatlarda
qatnashadi. Masalan, harakatdagi eskalator bo`yicha ko`tarilayotgan (yoki tushayotgan)
odamning harakati, daryoda suzayotgan qayiqning harakati va hokazo bunga misol bo`laoladi.
88
8-Ma’ruza
Qattiq jismning ilgarilanma va qo`zg`almas o`q atrofidagi aylanma harakati.
Reja:
1. Asosiy tushunchalar va ta’riflar. Mexanik sistema va qattiq jismning
erkinlik darajasi.
2. Qattiq jismning ilgarilanma harakati.
3. Qattiq jismning qo`zg`almas o`q atrofidagi aylanma harakati.
Adabiyotlar: [1],94-100 sah, [5], 147-160 sah,[7], 80-88 sah.
Tayanch iboralar:
Absolyut qattiq jism (a.q.j), mexanik sistema, bog`lanishlar, aylanma
harakat, burchak tezlik, burchak tezlanish, erkinlik darajasi.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. A.Q.J. deb nimaga aytiladi?
2. Mexanik sistema deb nimaga aytiladi?
3. Aylanma harakardagi nuqtaning tezligi nimaga teng?
4. Burchak tezlik nima?
5. Burchak tezlanish nima?
89
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Mexanik sistema.
2
Absolyut qattiq jism.
3
A.Q.J.- ning aylanma harakati.
4
A.Q.J.- ning qo`zg`almas o`q atrofidagi aylanma harakati.
5
Burchak tezlik.
6
Burchak tezlanish.
7
Eyler formulasi.
8
Tekis aylanma harakat.
9
Tekis o`zgaruvchan aylanma harakat.
10
A.Q.J. nuqtasining tezligi.
11
Aylanma harakatdagi a.q.j. nuqtasining tezlanishi.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
90
Belgi
1. Asosiy tushunchalar va ta’riflar.
Mexanik sistema va qattiq jismning erkinlik darajasi.
Har bir nuqtasining harakati qolgan nuqtalarning holati va harakatiga bog’liq bo’lgan
moddiy nuqtalar to’plamiga mexanik sistema deyiladi. Mexanik sistema n ta moddiy nuqtadan
tashkil topgan bo’lsin. Tanlangan sanoq sistemasiga nisbatan har bir М  nuqtasining fazodagi
holati uchta х , y , z koordinatar bilan aniqlanadi, shuning uchun mexanik sistemaning o’sha
sanoq sistemasiga nisbatan holati 3n ta.
х1 , y1 , z y , x 2 , y 2 , z 2 ,...., x n , y n , z n
koordinata bilan aniqlanadi.
Sistema nuqtalarining holati va harakatiga chek qo’yuvchi sabablarga bog’lanishlar deyiladi.
Sistema nuqtalarining faqat holatiga chek qo’yuvchi bog’lanishga geometrik yoki chekli
bog’lanish deyiladi. Sistema nuqtalarining nafaqat holatiga, balki tezlikgiga ham chek qo’yuvchi
bog’lanishga kinematik yoki differensial bog’lanish deyiladi. Bog’lanishlar analitik usulda
sistema nuqtalarining koordinatalari, tezliklari va vaqt orasidagi bog’lanishini ifodalovchi
tenglamalar bilan beriladi.
Geometrik bog’lanish tenglamalarida sistema nuqtalarining koordinatalari va vaqt
qatnashadi, ya’ni
f  x1 , y1 , z1 ,..., x n , y n , z n ; t   0
(7.17.1)
Kinematik bog’lanish tenglamalarida sistema nuqtaarining koordinatalari va tezliklarining
proyeksiyalari hamda vaqt qantashadi, ya’ni
  x1 , y1 , z1 ,..., x n , y n , z n , x1 , y1 , z1 ,..., x n , y n , z n ; t   0
(7.17.2)
Sistemaga x ta geometrik boqg’lanish qo’yilgan bo’lsin, ya’ni
f  x1 , y1 , z1 ,..., xn , yn , z n ; t   0   1,2,...., k 
(7.17.3)
3n ta koordinata k ta tenglama bilan o’zaro bog’langan, demak o’zaro bog’lanmagan
koordinatalar soni 3n-k ga teng. Bu o’zaro bog’lanmagan koordinatalarga sistemasining
umumlashgan koordinatalari deyiladi. O’zaro bog’lanmagan
M2
koordinatalar soniga sistemaning erkinlik darajasi deyiladi.
Ixtiyoriy ikkita nuqtasi orasidagi masofa o’zgarmas
1
2
M1
bo’lgan mexanik sisemaga absolyut qattiq jism yoki qattiq
jism deyiladi. Qattiq jismning erkinlik darajasi oltiga teng.
Masalan, qattiq jismning bir to’g’ri chiziqda yotmaydigan
uchta nuqtasini olamiz (158-shakl).
To’qqizta koordinata bu nuqtalar orasidagi masofaning
o’zgarmasligini ifodalovchi uchta tenglama bilan bog’langan, ya’ni
91
M3
4
3
M4
158- shakl
x2  x1 2   y2  y1 2  z 2  z1 2   1  cos t ,
x3  x1 2   y3  y1 2  z3  z1 2   2  cons t ,
x3  x2 2   y3  y2 2  z3  z 2 2   3  cons t.
O’zaro bog’liq bo’lmagan koordinatalar soni 3336. Demak, uchta nuqtaning holati 6 ta
koordinata bilan aniqlanadi. Agar bu nuqtalarga to’rtinchi М 4 nuqtani qo’shib olsak, 12 ta
koordinata hosil bo’ladi. Har ikkitasini orasidagi masofani o’zgarmasligini ifodalovchi
tenglamalar soni 6 ta, ya’ni М 1 М 2 , М 1М 3 , М 1М 4 , М 2 М 3 , М2М4, М 3 М 4  сons t .
Demak 12 ta koordinatalar 6 ta tenglama bilan o’zaro bog’langan, o’zaro bog’lanmagan
koordinatalar soni 3  4  6  6 ga teng. Bundan shunday xulosa qilish mumkinki, fazoda qattiq
jismning holati bir to’g’ri chiziqda yotmaydigan uchta nuqtasining holati bilan aniqlanadi.
Qattiq jismning har qanday harakatini ikkita asosiy harakatga keltirish mumkin: ilgarilanma
va aylanma harakatlar.
2.Qattiq jismning ilgarilanma harakati
Tayanch iboralar: harakat, harakat tenglamasi, harakat trayektoriyasi,
tezlik va tezlanish.
Qattiq jismning harakati davomida unga mahkamlangan to’g’ri chiziq kesmasi ixtiyoriy
paytida o’zining boshlang’ich holatiga paralleligicha qolsa, uning bunday harakatiga ilgarilanma
harakat deyiladi.
Ilgarilanma harakatdagi qattiq jism nuqtalarining trayektoriyalari umumiy holda parallel egri
chiziqlar bo’lishi mumkin. Ilgarilanma harakat

A
z
xossalarini quyidagi teorema bilan xarakterlash
mumkin.
B

rB
 
WB  A
Teorema. Ilgarilanma harakatdagi qattiq
jism hamma nuqtalarining trayektoriyalari,
A

rA
tezlik va tezlanishlari bir xil bo’ladi.
Qattiq jismning ixtiyoriy ikkita A va B

WA
O
x
nuqtalarini harakatini qaraymiz (159-shakl).
A
y
159-shakl
159-shaklga asosan quyidagi munosabatga ega
bo’lamiz:
 
rB  rA  AB
Qattiq jismning ta’rifiga asosan
(7.18.1)
AB vektorining moduli o’zgarmas, ilgarilanma harakatning ta’rifiga
asosan bu vektorning yo’nalishi ham o’zgarmas bo’ladi. Ilgarilanma harakatning ta’rifidan yana shunday xulosa
qilish mumkinki, A nuqtaning trayektoriyasini o’ziga parallel ravishda
trayektoriyasi bilan ustma-ust tushadi.
92
АВ masofaga ko’chirsa, B nuqta
(7.18.1) tenglikning ikkala tomonini vaqt bo’yicha differensiallaymiz, ya’ni


drB drA d AB


dt
dt
dt
 

drB 
 B,
dt
(7.18.2)



drA 
d AB
  A . AB vektorning ham moduli, ham yo’nalishi o’zgarmas bo’lgani uchun
 0.
dt
dt
 
Natijada (7.18.2) tenglik quyidagi ko’rinishga keladi.


 B  A
(7.18.3)

 dA

d B
(7.18.3) tenglikning ikkala tomonini vaqt bo’yicha differensiallab,
 WB ,
 WA
dt
dt
larni e’tiborga olib, quyidagi tenglikni hosil qilamiz:


WB  W A
(7.18.4)
A va B nuqtalar qattiq jismning ixtiyoriy nuqtalari bo’lgani uchun (7.18.3) va (7.18.4)
tengliklardan quyidagi xulosa kelib chiqadi: Qattiq jismning ilgarilanma harakati vaqtida uning
hamma nuqtalarining trayektoriyalari, tezlik va tezlanishlari bir bo’ladi.
Agar qattiq jism nuqtalarining tezliklari vaqtning faqat bitta paytida teng bo’lib, qolgan
paytlarda teng bo’lmasa, jismning shu paytdagi harakatiga oniy ilgarilanma harakat deyiladi.
Oniy ilgarilanma harakatdagi jism nuqtalarining tezlanishlari umumiy holda teng bo’lmasligi
mumkin.
Qattiq jismning ilgarilanma harakatini uning ixtiyoriy bitta nuqtasining harakati bilan
to’lasincha xarakterlash mumkin. Jismning ilgarilanma harakati uning bitta nuqtasining harakat
qonuni bilan beriladi, ya’ni
x  f1 t , y  f 2 (t ), z  f 3 t 
(7.18.5)
(7.18.5) tenglamalar qattiq jismning ilgarilanma harakat tenglamalarini ifodalaydi.
3. Qattiq jismning qo’zg’almas o’q atrofidagi aylanma harakati
1) Burchak tezlik va burchak tezlanish
Qattiq jismning butun harakati davomida uning ikkita nuqtasi qo’zg’almasdan qolsa, uning
bunday harakatiga qo’zg’almas o’q atrofida aylanma harakat deyiladi. Qo’zg’almas nuqtalardan
o’tuvchi to’g’ri chiziqqa aylanish o’qi deyiladi (160-shakl).
A va B nuqtalar qattiq jismning qo’zg’almas nuqtalari bo’lsa, Oz o’q jismning aylanish o’qi bo’ladi. Qattiq
jismning aylanish o’qi fazoda ixtiyoriy yo’nalishga ega bo’lishi mumkin. Aylanish o’qini ustida yotgan hamma
nuqtalar qo’zg’almas bo’ladi. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi qattiq jism nuqtalarining trayektoriyalari
aylanish o’qiga perpendikulyar tekisliklarda yotuvchi aylanalardan iborat bo’ladi. Bu aylanalarning markazlari
aylanish o’qi ustida yotadi.
93
Qattiq jismning aylanish o’qi orqali qo’zg’almas П0 tekisligi va jismga
z
mahkamlangan П tekisliklarini o’tkazamiz. Boshlang’ich paytda bu tekisliklar
ustma-ust tushsin. Aylanuvchi jismning ixtiyoriy t paytdagi holatini bu tekisliklar
orasidagi ikki yoqli
 burchak bilan aniqlash mumkin.  burchakka jismning
aylanish burchagi deyiladi.


A




П
Agar  burchak t vaqtning ikki marta differensiallanuvchi
E
  f t 
(7.19.1)
funksiyasi ko’rinishida berilgan bo’lsa, qattiq jismning ixtiyoriy
П0
O
paytdagi holatini aniqlash mumkin. (7.19.1) tenglama qattiq jismning
qo’zg’almas o’q atrofidagi aylanma harakat tenglamasini ifodalaydi.
160-shakl
Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi qattiq jismning erkinlik
darajasi birga teng, chunki uning ixtiyoriy paytdagi holatini bitta aylanish burchagi bilan
aniqlash mumkin.
Qattiq jismning qo’zg’almas o’q atrofidagi aylanma harakatini xarakterlash uchun burchak
tezlik va burchak tezlanish tushunchalarini kiritamiz. Qattiq jism t vaqt oralig’ida 
burchakka burrilsin (160-shakl).
*

t
(7.19.2)
miqdorga jismning t vaqt oralig’idagi o’rtacha burchak tezligi deyiladi.
O’rtacha burchak tezlik  * ning t  0 dagi limitiga qattiq jismning t paytidagi algebraik
burchak tezligi deyiladi, ya’ni
  lim
t  0
 d

 
t
dt
(7.19.3)
Umuman olganda jismning burchak tezligi vaqtning differensiallanuvchi funksiyasi bo’lishi
mumkin. Biror t vaqt oralig’ida jismning burchak tezligi  miqdoriga o’zgarsin.
* 

t
(7.19.4)
miqdorga jismning t vaqt oralig’idagi o’rtacha burchak tezlanishi deyiladi.  * ning t  0
dagi limitiga jismning t paytdagi algebraik burchak tezlanishi deyiladi va quyidagicha yoziladi:
  lim
t  0
 d d 2

 2  
t
dt
dt
(7.19.5)
Burchak radianda o’lchansa, burchak tezlik va burchak tezlanishlarni o’lchamlari
quyidagicha bo’ladi:
   бурчак / вакт  рад / с  c 1
   бурчак /(вакт) 2  рад / с 2  c 2
94
Algebraik burchak tezlik va burchak tezlanishlar musbat ham, manfiy ham bo’lishi mumkin.
Agar jism soat strelkasi yo’nalishida aylansa,   0 bo’ladi. Agar jismning aylanishi
tezlanuvchan bo’lsa,   0 ; sekinlanuvchan bo’lsa,   0 bo’ladi.
Agar   0,   0 bo’lsa, jismning harakati musbat yo’nalishidagi tezlanuvchan harakat;
  0 va   0 bo’lsa, harakat musbat yo’nalishidagi sekinlanuchan harakat;   0 va   0
bo’lsa, harakat manfiy yo’nalishdagi tezlanuvchan harakat bo’ladi.
   va    miqdorlarining ishoralari va miqdorlariga qarab jismning harakat
yo’nalishini aniqlash mumkin, shuning uchun ham jismning burchak tezligi va burchak
tezlanishi vektor kattaliklar bo’ladi.

 burchak tezlik vektori jismning aylanish o’qi bo’ylab, bu vektor uchidan qaraganda jism

soat strelkasiga qarama-qarshi yo’nalishida aylansa  vektorning yo’nalishi musbat, soat

strelkasi bo’yicha aylansa,  ning yo’nalishi manfiy bo’ladi. Burchak tezlik va burchak
tezlanish vektorlarining moduli algebraik burchak tezlik va algebraik burchak tezlanishlarning
absolyut qiymatlariga teng.
Burchak tezlik vektori aylanish o’qining ixtiyoriy nuqtaga qo’yilish mumkin, ya’ni bu
vektor ozod vektor hisoblanadi (160-shakl).
Burchak tezlanish vektori ham jismning aylanish o’qi bo’ylab yo’nalgan bo’lib, agar harakat
tezlanuvchan bo’lsa, burchak tezlik vektori bilan bir xil, harakat sekinlanuvchan bo’lsa, burchak
tezlik vektoriga qarama-qarshi yo’nalagan bo’ladi. Burchak tezlanish vektori aylanish o’qining
ixtiyoriy nuqtasiga qo’yilgan bo’lishi mumkin, ya’ni burchak tezlanish vektori ham ozod vektor.
Agar jismning butun harakati davomida   сons t bo’lsa, uning bunday harakatiga tekis
aylanma harakat deyiladi. Agar boshlang’ich (t=0) paytda    0 bo’lsa, tekis aylanma harakat
tenglamasi quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
  0   t
(7.19.6)
Agar jismning butun harakati davomida   cons t bo’lsa, uning bu holdagi harakatiga tekis
o’zgaruvchan aylanma harakat deyiladi. Tekis harakat qonuni
 t2
   0   0t 
2
(7.19.7)
ko’rinishida bo’ladi.  0 -jismning boshlang’ich burchag tezligi. Tekis o’zgaruvchan harakatda
burchak tezligining o’zgarishi qonuni
   0  t
ko’rinishida bo’ladi.
2) Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi qattiq jism
95
(7.19.8)
nuqtalarining tezlik va tezlanishlari
Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi jism nuqtalari markazlari aylanish o’qida bo’lgan
aylanalar bo’ylab harakatlanadi, shuning uchun ixtiyoriy N-nuqtasining tezligi aylana bo’ylab
harakatlanuvchi nuqtaning tezligi kabi topiladi, ya’ni
 N  O0 N   ,
(7.19.9)
bu yerda O0 N -jismning aylanish o’qidan N-nuqtagacha bo’lgan eng qisqa masofa (161-shakl).
Jism nuqtalarining tezliklari trayektoriyalarining (aylanalarining) urinmalari bo’ylab yo’nalgan
bo’ladi va demak aylanish radiusiga perpendikulyar bo’ladi.
Ko’rsatish mumkinki, tezlik vektorining moduli va yo’nalishi

 
N  r
vektorning moduli va yo’nalishi bilan bir xil bo’ladi.



 
Haqiqatdan ham  N vektor ham,   r vektor ham  va r
(7.19.10)
z


vektorlar tekisligiga perpendikulyar va nuqta
O
trayektoriyasining urinmasi bo’ylab aylanish tomoniga qarab
O0
yo’nalagan bo’ladi.
 
 
  r    r sin( , r ) ,
y
N
x
 
161-shaklga asosan: r sin(  , r )  O0 N .

N

r
O
Bunga asosan:
 
  r  O0 N   .
161-shakl

 
Bunga asosan  N va   r vektorlarining modullari ham teng.


O nuqta aylanish o’qining ixtiyoriy nuqtasi bo’lsin va r  ON . U holda




   
 N  mom N ( )  NO    ON     r      r
yoki

 
N  r
(7.19.11)
(7.19.11) formulaga Eyler formulasi deyiladi.
 
Demak,   r moduli va yo’nalishi bo’yicha N nuqta tezligini to’la aniqlaydi.
O nuqtani Oxyz koordinatalar sistemasini boshi deb olib, Z o’qini aylanish o’qi bo’ylab
yo’naltiramiz (161-shakl). U holda  x   y  0 ,  z   va (7.19.11) formulani quyidagi
ko’rinishda yozish mumkin:
  
i j
  
 r  o o 
.
x y z
96
(7.19.12)
Bundan
 x  y ,
 y  x ,
z  0.
(7.19.13)
(7.19.13) formulalar jism nuqtalari tezliklarining koordinatalarini topish formulalarini
ifodalaydi. (7.19.13) formulalarning ko’rinishi Oxyz koordinatalar sistemasi qo’zg’almas
bo’lganda ham, jismga mahkamlangan bo’lganda ham o’zgarmaydi. Demak, tezlikning
proyeksiyalari qo’zg’almas koordinatalar sistemasidan qo’zg’aluvchi koodinatalar sistemasiga
o’tishiga nisbatan kovariant bo’lar ekan.
(7.19.11) formulaning ikkala tomonini vaqt bo’yicha differensiallaymiz:
 d d   d   dr
W
 (  r ) 
 r   .
dt dt
dt
dt

d  dr 
;
  larni e’tiborga olib, quyidagi formulani hosil qilamiz:
dt
dt
 
 
W    r    .
(7.19.14)
(7.19.14) tenglikning o’ng tomonidagi birinchi
qo’shiluvchining moduli
 
 
  r  r sin , r    h
ga teng, bu esa aylana bo’ylab harakatlanuvchi nuqta urinma
 
tezlanishining moduli bilan bir xil.   r vektorning
z

Wn

W
O0 
h
yo’nalishi ham urinma tezlanishining yo’nalishi bilan bir xil
 
(161-shakl). Demak,   r vektor N nuqtaning urinma




N
r
O
y
tezlanishini ifodalaydi, ya’ni
  
W    r
x
(7.19.15)
162- shakl
(7.19.14) tenglikning o’ng tomonidagi ikkinchi qo’shiluvchini qaraymiz:
 
 
    sin ,  .


 va  vektorlar o’zaro perpendikulyar va   h bo’lgani uchun yuqoridagi tenglikni
quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:
 
   h 2 .
 
  vektorning yo’nalishi normal tezlanishni yo’nalishiga parallel va N nuqtadan aylanish
o’qiga qarab yo’nalgan, shuning uchun
 
Wn  h  2 ,
(7.19.16)

bu yerda h vektor aylanish o’qidan N nuqtaga tomon yo’nalagan. Demak, (7.19.14) formula
nuqtaning to’la tezlanishini ifodalaydi.
97
Urinma va normal tezlanishlarning modullari quyidagicha hisoblanadi:
Wn  h 2 .
W  h ,
(7.19.17)
Tanlangan sanoq sistemasiga nisbatan (162-shakl)  x   y  0 ,  r   (  -algebraik burchak

tezlanish) va Wn   2 O0 N deb olsak (7.19.15) va (7.19.16) formulalarga asosan:
  
i j k
  
(7.19.18)
W    r   2 O0 N  o o    2 O0 N .
x y z
Bundan tezlanishning koordinata o’qlaridagi proyeksiyalarini topamiz:
Wy  x   2 y ,
Wx  y   2 x ,
Wz  0 .
(7.19.19)
Bu formulalar ham qo’zg’almas koordinatalar sistemasidan o’zg’aluvchi koordinatalar
sistemasiga o’tishga nisbatan kovariant.
Nazorat savollari
1.Qattiq jismning qanday harakatiga ilgarilanma harakat deyiladi?
2.Ilgarilanma harakatdagi qattiq jism nuqtalarining tezlik tezlanishlari qanday bo`ladi?
3.Qattiq jismning qanday harakatiga qo`zg`almas o`q atrofida aylanma harakat deyiladi?
4.Aylanma harakatdagi qattiq jismning burchak tezligi va burchak tezlanishi deganda
nimani tushunasiz?
5.Burchak tezlik va burchak tezlanish vektorlari qanday yo`nalgan bo`ladi?
6.Qattiq jism nuqtasing tezligi qanday topiladi?
7.Qattiq jism nuqtasining tezlanishi nimaga teng?
8.Qattiq jism nuqtasining urinma, normal va to`la tezlanish vektorlari qanday yo`nalgan?
Xulosa
Mazkur ma’ruzada qattiq jismning eng oddiy harakatlaridan bo`lgan ilgarilanma a o`q atrofidagi
aylanma harakatlari haqida to`la ma’lumot berildi; Bunday mexanik harakatlarni hayotimizda ko`p uchratamiz:
mashina va mexanizmlar, osmon jismlarning harakatlarida va hokazo.Qo`zg`almas o`q atrofida aylanuvchi jism
harakatini boshqa jismlarga uzatish (tishli g`ildirak, tasmalar yordamida) katta amaliy ahamiyatga ega.Shuning
uchun ham ma’ruzada bayon qilingan nazariya mexanikaning ko`pgina amaliy masalalarini echishga imkon beradi.
98
99
9- mavzu
Qattiq jismning tekis-parallel harakati
1.2 “ Qattiq jismning tekis-parallel harakati ” mavzusining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli Ma’ruza (ma’ruzali dars)
Mavzu rejasi
O`quv mashg`ulotning
maqsadi
7.
Asosiy tushunchalar va teoremalar.
8.
Tekis shakl nuqtalarining tezliklari.
9.
Tekis shakl nuqtalarining tezlanishlari.
Qattiq jismning tekis-parallel harakati haqida to`liq
tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Qattiq jismning eng oddiy harakatlari
Qattiq jismning eng oddiy harakatlarini
tushunchasini takrorlash.
tushunadi va ta’riflarni aytib beraoladi.
Asosiy tushunchalar bilan tanishtirish
Asosiy tushunchalarni biladi va
hamda Shal va Dalamber teoremalarini
teoremalarni isbotlab beraoladi.
isbotlash.
Tekis shakl nuqtasi tezligini topish
Tekis shakl nuqtasi tezligini topishni
bo`yicha tushuncha berish.
biladi va amalda qo`llayoladi.
Tekis shakl nuqtasining tezlanishini
Tekis shakl nuqta tezlanishini topaoladi
topish haqida mufassal ma’lumot
va masalalar yechishda tadbiq etaoladi.
berish.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,texnika-insert
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
100
1.2. “Qattiq jismning tekis-parallel harakati” mavzusining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.9 O`quv mashg`uloti mavzusi,
savollarni va o`quv faoliyati
natijalarini aytadi.
1.10 Baholash me’zonlari (2-ilova)
1.11 Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.12 Mavzuni jonlashtirish uchun
savollar beradi. (3-ilova).
2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha olingan
bilimlarni qayerda ishlatish mumkinligi
ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
9-Ma’ruza
101
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha va
iboralarni muhakama
qiladilar.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
Qattiq jismning tekis-parallel harakati.
Reja:
1. Asosiy tushunchalar va teoremalar.
2. Tekis shakl nuqtalarining tezliklari.
3. Tekis shakl nuqtalarining tezlanishlari
Adabiyotlar: [1],100-132 sah, [5], 160-188 sah,[7], 107-121 sah.
Tayanch iboralar:
Absolyut qattiq jism (a.q.j),ilgarilanma harakat, aylanma harakat, oniy
aylanish markazi, tekis shakl, qutb, tekis shakl nuqtasining tezligi va tezlanishi.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Absolyut qattiq jism deb nimaga aytiladi?
2. Ilgarilanma harakat deb qanaqa harakatga aytiladi?
3. Aylanma harakat deb qanaqa harakatga aytiladi?
4. Aylanma harakatdagi nuqtaning tezligi nimaga teng?
5. Normal va urinma tezlanishlar nima?
6. Oniy aylanish markazi qanday topiladi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
102
№
Asosiy tushunchalar
1
Absolyut qattiq jism (a.q.j.).
2
A.Q.J.-ning ilgarilanma harakati.
3
A.Q.J.-ning aylanma harakati.
4
Tekis shakl.
5
Qutb.
6
Oniy aylanish markazi.
7
Tezliklarning oniy markazi.
8
Tezlanishlarning oniy markazi.
9
Tekis shakl nuqtasining tezligi.
10
Tekis shakl nuqtasining tezlanishi.
11
Tezlanishlarning oniy markazi.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
1. Asosiy tushunchalar.
103
Belgi
Qattiq jism nuqtalari biror qo’zg’almas tekislikka parallel tekisliklarda harakatlansa, uning bunday
harakatiga tekis parallel harakat deyiladi. Bu ta’rifdan shunday xulosa qilish mumkinki, qattiq jismga qo’zg’almas
tekislikka perpendikulyar qilib mahkamlangan ixtiyoriy to’g’ri chiziq kesmasi ilgarilanma harakat qiladi, ya’ni o’zo’ziga parallel kuchadi. Haqiqatdan ham, qattiq jismning qo’zg’almas tekislikka perpendikulyar AB kesmasi biror
t vaqt oralig’ida AB  holatga o’tsin. Qattiq jismning ta’rifiga asosan AB  AB , AA va BB  ko’chishlar
esa qo’zg’almas tekislikka parallel bo’lishi kerak, bundan ABBA shakl parallelogramm ekani kelib chiqadi.
Demak, ABII AB (168-shakl).
Bundan shunday xulosa qilish mumkinki, qattiq jismning asosiy tekislikka perpendikulyar to’g’ri chiziqda
yotuvchi nuqtalarining harakati uning bitta nuqtasining harakati bilan
aniqlanadi. Butun jismning harakati qattiq jismni qo’zg’almas
B
tekislikka parallel tekislik bilan kesishdan hosil bo’lgan S kesimning
B
S
o’z tekisligidagi harakati bilan aniqlandi. Shunday qilib, qattiq
jismning tekis parallel harakati tekis shaklning o’z tekisligidagi
harakatiga keltiriladi.
A
O’zgarmas tekis shaklning o’z tekisligidagi holati uning ikkita
A
nuqtasining holati bilan yoki ikkita nuqtasini tutashtiruvchi
kesmaning holati bilan to’liq aniqlanadi.
Tekis shaklning o’z tekisligidagi harakati ilgarilanma va
168-shakl
aylanma harakatlardan iborat bo’ladi.
Tekis shaklning ilgarilanma harakati deb shunday harakatga aytiladiki, uning harakat tekisligida yotgan
ixtiyoriy to’g’ri chiziq kesmasi o’z-o’ziga parallel ko’chadi.
Tekis shaklning o’z tekisligidagi harakati davomida uning aylanish markazi deb ataluvchi bitta nuqtasi
qo’zg’almasdan qolsa, bunday harakatga aylanma harakat deyiladi. Qattiq jismning bunday harakati davomida
nuqtalarining trayektoriyalari markazi qo’zg’almas nuqtada bo’lgan konsentrik aylanalardan iborat bo’ladi.
Nuqtalarining tezlik va tezlanishlari aylanish markazigacha bo’lgan masofalarga proporsional bo’ladi, ya’ni
bu yerda

va
  lar
 Q  OQ   ,
(8.21.1)
WQ  OQ   2   4 ,
(8.21.2)
aylanish burchak tezligi va burchak tezlanishi. Qattiq jismning aylanma harakatida
nuqtalarning tezlanishlari OQ aylanish radiusidan
bir xil qiymatga ega. U faqat

va
 burchakka og’gan bo’ladi. Bu burchak hamma nuqtalar uchun
 larga bog’liq, ya’ni
tg 
W

 2.
Wn 
(8.21.3)
1-teorema. Qattiq jismning o’z tekisligidagi har qanday chekli ko’chishini bir ilgarilanma ko’chish va ixtiyoriy
markaz (qutb) atrofida bir marta burish bilan hosil qilish mumkin.
Isbot. Tekis shaklning
A1 B1 va A2 B2 kesmalar bilan aniqlangan ixtiyoriy ikkita П1 va П 2 holati berilgan
bo’lsin (AB kesma П tekis shaklga mahkamlangan) (169-shakl).
Ilgarilanma harakat bilan tekis shakl
П1 holatdan П 3 holatga o’tsin, bu holda AB kesma A1 B1 holatdan
A3 B2 holatga o’tadi va bu ko’chish B1B2 vektor bilan aniqlanadi (169-shakl).
104
Ilgarilanma harakat ta’rifiga asosan A3 B2 IIA1 B1 . Endi
tekis shaklni
B2 markaz atrofiga   A3 B2 A2
o’tadi va П shakl П 3 holatdan
ixtiyoriy markaz sifatida
B2
A2
П2

A1
A2 B2 holatga
burchakka buramiz, natijada A3 B2 kesma
В1
П1
П3
П 2 holatga o’tadi. Biz
B2
A3
nuqtani tanladik. Bu holda
169-shakl
B1 B 2 vektor bilan,
shaklning ilgarilanma ko’chishi
aylanma ko’chishi esa   A3 B2 A2 burchak bilan aniqlanadi. Agar qutb sifatida A nuqta olinganda edi
shaklning ilgarilanma ko’chishi
A1 A2 vektor bilan, aylanma ko’chishi    B3 A2 B2 burchak bilan aniqlanar
edi. Osonlik bilan ko’rish mumkinki,
B1 B2  A1 A2 , ya’ni ilgarilanma ko’chish qutbni o’zgartirishi bilan o’zgaradi,
lekin     chunki bu burchaklar parallel kesmalardan tashkil topgan. Demak, figuraning aylanma ko’chishi
qutbni tanlanishiga bog’liq emas. Shunday qilib, ilgarilanma ko’chishi qutbni tanlanishi bilan o’zgarar ekan, uni
tanlash yo’li bilan ilgarilanma ko’chishni yo’qotish ham mumkin.
2-teorema. Tekis shaklning o’z tekisligidagi ilgarilanma bo’lmagan har qanday chekli ko’chishini chekli
aylanish markazi deb ataluvchi markaz atrofida bir marta burish bilan hosil qilish mumkin.
Isbot. Tekis shaklning ixtiyoriy ikkita
A1 B1 va
A2 B2 kesmalar bilan aniqlangan П1 va П 2 holatlari
П1
berilgan bo’lsin (170-shakl).
В1
A2
П2
B2
Agar O chekli aylanish markazi mavjud bo’lsa, bu
shunday nuqta bo’ladiki, bu nuqta
A1 va A2 nuqtalardan
bir xil uzoqlashgan bo’ladi, xudi shunday
A1

B1 va B2
nuqtalardan ham bir xil uzoqlashgan bo’ladi (170-shakl),
ya’ni
O
OA1  OA2 ; OB1  OB2 .
Demak, O aylanish markazi
170-shakl
A1 A2 va B1B2
kesmalar o’rtalaridan chiqarilgan perpendikulyarning kesishish
nuqtasi bo’lar ekan. O nuqta aylanish markazi ekanini ko’rsatamiz. Haqiqatdan ham,
A1B1  A2 B2
bo’lgani
uchun
A1OA2  B1OB2 . Demak,
A1 B1
A1O  A2O , B1O  B2O ,
kesmasi
O
markaz
atrofida
  A1OA2  B1OB2 burchakka burish bilan tekis A2 B2 holatga va demak shaklni П1 holatdan П 2
holatga o’tkazishi mumkin.
Shuni aytish kerakki  burchak
A1 B1 va A2 B2 kesmalar orasidagi burchakka teng va bu burchak 1-
teoremaga asosan qutbni tanlanishiga bog’liq emas.
Isbotlangan ikkita teoremadan tekis shaklning o’z tekisligidagi harakati haqida quyidagi xulosaga kelish
mumkin:
1) 1-teoremaga asosan tekis shaklning o’z tekisligidagi har qanday harakatini qutb deb ataluvchi nuqta bilan
birgalikdaga chekli ilgarilanma ko’chishlari va qutb atrofidagi chekli burishlarining uzluksiz ketma-ketligidan iborat
deb qarash mumkin.
105
2) 2-teoremaga asosan tekis shaklning har qanday ilgarilanma bo’lmagan elementar ko’chishini oniy
aylanish markazi deb ataluvchi markaz atrofida bir marta elementar burchakka burish bilan hosil qilish mumkin.
Bundan quyidagicha xulosa qilish mumkin: tekis shaklning o’z tekisligidagi ixtiyoriy ilgarilanma bo’lmagan
harakatini oniy aylanish markazlari atrofidagi elementar burishlar ketma-ketligidan iborat deb qarash mumkin.
Tekis shaklning harakati davomida oniy aylanish markazining holati qo’zg’almas tekislikda ham, shaklga
mahkamlanga tekislikda ham uzluksiz o’zgarib boradi.
 A
1 2
A1

2
z
P

A3

3
2
An
1

n
P

O
172shakl
Oniy aylanish markazi atrofidagi aylanma harakat burchak tezligi
171-shakl
tezlanishi
 ga
oniy burchak tezlik, burchak
 ga oniy burchak tezlanish deyiladi.
Tezlik vektori aylanish radiuslariga perpendikulyar bo’ladi (aylanish radiusi nuqtadan aylanish
markazigacha bo’lgan masofa) (171-shakl). Tekis shaklning oniy aylanish markazi P nuqtaning qaralayotgan ondagi
tezligi nolga teng bo’ladi.
Tekis shaklning oniy aylanish markazini topish uchun uning ikkita nuqtasi tezligining yo’nalishini bilish
yetarli. Bu nuqtalar tezliklaridan chiqarilgan perpendikulyarlarning kesishish nuqtasi oniy aylanish markazi bo’ladi.
Oniy aylanish markazining qo’zg’almas tekislikda qoldirgan iziga qo’zg’almas sentroida, shaklga
1
mahkamlangan tekislikda qoldirgan iziga qo’zg’aluvchi sentroida deyiladi (172-shakl).
sentroida,
2
bilan qo’zg’aluvchi sentroidani belgilaymiz, oniy aylanish markazini
P
bilan belgilaymiz.
Qaralayotgan onda oniy aylanish markazining qo’zg’almas tekislikdagi o’rni
tekislikdagi o’rni
2
oniy aylanish markazi
P
bilan qo’zg’almas
1
bilan qo’zg’aluvchi
bilan ustma-ust tushadi (172-shakl). Cheksiz kichik
keyin oniy aylanish markazi boshqa nuqtaga o’tadi,
1
va
2
nuqtalar ajraladi.
t vaqtdan
D
Qo’zg’almas sentorida qo’zg’almas O  tekisligiga nisbatan qo’zg’amas egri chiziq
d
bo’ladi. Qo’zg’aluvchi sentroida shaklga mahkamlangan tekislikka nisbatan qo’zg’almas,
O tekislikka nisbatan qo’zg’aluvchi tekislik bilan birgalikda qo’zg’aluvchi yegri
173-shakl
chiziq bo’ladi. Qo’zg’aluvchi va qo’zg’almas sentroidalarning urunish nuqtasi qaralayotgna onda oniy aylanish
markazi bo’ladi.
Tekis shaklning harakati vaqtida qo’zg’aluvchi sentroida qo’zg’almas sentroida ustida sirpanmasdan
yumalaydi va ularning urunish nuqtasi qaralayotgan onda oniy aylanish markazi bo’ladi. Masalan, D disk d to’g’ri
chiziq bo’ylab sirpanmasdan yumalayotgan bo’lsa, d to’g’ri chiziq qo’zg’almas sentroida, D disk aylanasi
qo’zg’aluvchi sentroida bo’ladi, ularning urunish nuqtasi oniy aylanish markazi bo’ladi.
2. Tekis shakl nuqtalarining tezliklari
106
Tekis shaklning harakatini A qo’zg’almas koordinatalar sistemasiga nisbatan qaraymiz. Shaklning
qutb nuqtasi P va ixtiyoriy nuqtasi M ning A koordinatalar sistemasiga nisbatan holati

P

M
va
radius-
 

 P ,  M va r vektorlar orasida quyidagi munosabat o’rinli:
vektorlar bilan aniqlansin (174-shakl). U holda



M   p  r .
(8.22.1)

M
Bu tenglikning ikala tomonini vaqt bo’yicha diferensiallaymiz:



d M d p dr

 .
(8.22.2)
M
dt
dt
dt

PM  r  const bo’lgani uchun r vektor shaklining harakati vaqtida faqat

A
dr  
yo’nalishi bo’yicha o’zgaradli. Eyler formulasiga asosan
   r , bundan
dt


d M  d P 
tashqari
 M ,
  P . Natijada (8.22.2) tenglikdan quyidagi
dt
dt
r
P
P

174-shakl
formulaga kelamiz:


 
 M  P    r

 
 M   P  MP .
yoki
(8.22.3)

Tezliklarni qo’shish teoremasiga asosan tekis shakl ixtiyoriy M nuqtasining tezligi qutb nuqtasining  p
tezligi, ya’ni ilgarilanma harakat tezligi bilan qutb atrofidagi aylanma harakat
yig’indisiga teng.

 MP

 
 MP    r
tezliklarining
vektor MP kesmaga perpendikulyar bo’lib, shaklning aylanish tomoniga qarab yo’nalgan
bo’ladi (175-shakl) va moduli  MP
   PM ga teng.
Demak, tekis shakl birorta P nuqtasining tezligi va bu nuqta atrofida aylanma harakat burchak tezligi

berilgan bo’lsa, uning ixtiyoriy nuqtasining tezligini topish mumkin (175-shakl).
Tezliklarni topishning boshqa usuli quyidagi teoremadan kelib chiqadi.
1-teorema. Agar tekis shakl bitta nuqtasining tezligi va boshqa bitta nuqtasi tezligining yo’nalishi berilgan
bo’lsa, oniy aylanish markazidan foydalanib, tekis shakl ixtiyoriy nuqtasining tezligini topish mumkin.
Isbot. Tekis shakl bitta A nuqtasining tezligi va boshqa bitta B nuqtasi tezligining yo’nalishi berilgan
bo’lsin (176-shakl). A va B nuqtalardan ularning tezliklariga perpendikuliar to’g’ri chiziqlar chizamiz. Bu to’g’ri
chiziqlarning kesishish nuqtasi P shaklning oniy aylanish markazi bo’ladi. P nuqtaga nisbatan A nuqtaning tezligi
quyidagicha bo’ladi (176-shakl):
 A    PA .
Bundan, oniy burchak tezlik

ni topamiz:

P

M
M

 MP

M

p

p
175-shakl
B
A

A
90
M

P
176-shakl
107

A
.
PA
(8.22.4)
Endi ixtiyoriy M nuqtaning tezligini topamiz:
 M    PM   A 

M
tezlikning yo’nalishi
PM
PM
.
PA
(8.22.5)
vektorga perpendikulyar bo’ladi.
(8.22.5) tenglikdan ko’rinib turibdiki, tekis shakl nuqtalarining ixtiyoriy paytdagi tezligi oniy aylanish
A
A
A

A

B
B
B

p
177shakl
markazidan nuqtagacha bo’lgan masofaga proporsional bo’lar ekan.
Agar tekis shakl berilgan nuqtalarning tezliklari

A
va
178-shakl

B
lar parallel bo’lsa, yuqoridagi teorema
ma’nosini yo’qotadi. Bunday holda quyidagi ikkita holdan bittasi o’rinli bo’ladi.
1)
 
 A II B
bo’lib, A va B nuqtalar bitta umumiy perpendikulyarda yotmasin (177-shakl). Shakldan
ko’rinib turibdiki bu holda oniy aylanish markazi cheksizlikda bo’ladi va (8.22.4) tenglikdan
  0 . Demak, shakl
bu holda oniy ilgarilanma harakatda bo’lar ekan.


2)  A II B bo’lib, A va B nuqtalar bitta umumiy AB perpendikulyarda yotsin (178-shakl). Bu holda oniy
aylanish markazini topish uchun

A
va

 B tezliklarning

modullarini ham bilish kerak bo’ladi.  A va

B
vektorlarning uchlari orqali to’g’ri chiziq o’tkazamiz. Bu to’g’ri chiziq bilan AB to’g’ri chiziqning kesishish nuqtasi
oniy aylanish markazi bo’ladi (178-shakl). (8.22.5) formuladan:
A B

.
PA PB
Demak, bu holda tekis shakl ixtiyoriy
nuqtasining tezligini topish uchun ikkala A va B nuqtalar
tezliklarining ham yo’nalishi, ham moduli berilgan bo’lishi kerak.

Agar  A

  B bo’lsa, bu holda yana tekis shakl oniy ilgarianma harakatda bo’ladi.
2-teorema. Tekis shakl o’zgarmas kesmasi uchlarining tezliklarini kesma yo’nalishidagi proeksiyalari
o’zaro teng.
Isbot. AB kesma uchlarining tezliklari

A
va

 B bo’lsin
(179-shakl). A va B nuqtalardan ularning
tezliklariga perpendikulyarchiziqlar chizamiz, ularning kesishish nuqtasi P oniy aylanish markazi bo’ladi. Agar AB
kesmaning oniy aylanish burchak tezligi

bo’lsa, A va B nuqtalarning tezliklari
bo’ladi.
Ularning AB kesmadagi proyeksiyalari quyidagicha bo’ladi:
108
 A    PA,  B    PB

AA  ( A ) AB   A cos     PA  cos   h,

BB  ( B ) AB   B cos     PB  cos   h,
bu yerda h 179-shakldan ko’rinib turibdiki P nuqtadan AB kesmagacha bo’lgan
A
P
masofa. Demak,


( A ) AB  ( B ) AB .
h
A  
A

B
3. Tekis shakl nuqtalarining tezlanishlari

B
Tekis shakl ixtiyoriy M nuqtasining tezligi (8.22.3) formulaga asosan
B
quyidagicha topiladi:


 
 M  P    r ,
bu yerda
179-shakl

r  PM  M nuqtaning P nuqtaga nisbatan radius-vektori (174-shakl). Bu tenglikning ikkala tomonini
vaqt bo’yicha differensiallaymiz:




 dr
d M d P
d 

(
 r )  (  ) .
dt
dt
dt
dt
(8.23.1)

d 
  miqdor shaklning burchak tezlanish vektori bo’lib, bu vektor shakl tekisligiga perpendikulyar yo’nalgan
dt

 
 
dr  
bo’ladi.
   r Eyler formulasi,   r va   r  0 larni e’tiborga olib, quyidagini hosil qilamiz:
dt

 dr   
     

     (  r )   (  r )  r (   )   2 r .
dt
Natijada (8.23.1) tenglik quyidagi ko’rinishga keladi:
 ( )  
WMP
 xr


 

WM  WP  (  r )   2 r .
 ( n)

va
WMP
  2 r
(8.23.2)
(8.23.3)
miqdorlar shaklning P nuqta atrofidagi aylanma harakatining urinma va markazga intilma (normal) tezlanishlarini
ifodalaydi. Shunday qilib, (8.23.2) tenglik quyidagi ko’rinishga keladi:


 ( )  ( n )
WM  WP  WMP
 WMP
(8.23.4)
yoki



WM  WP  WMP ,
(8.23.5)

 ( )  ( n )
bu yerda WMP  WMP  WMP .
Shunday qilib, tekis shakl ixtiyoriy nuqtasining tezlanishi qutb nuqtasining tezlanishi bilan qutb nuqtasi

atrofidagi aylanma harakatlari tezlanishlarining geometrik yig’indisiga teng. 
 ( )
WMP
 MP   ,
 ( n)
WMP
 PM   2 ,


 r va r  PM bo’lgani uchun
WMA  PM   2   4
(8.23.6)

bo’ladi. WMP vektor bilan PM radius orasidagi  burchak quiydagicha topiladi:
tg 
109
( )
WMP

 2 .
(n)
WMP 
(8.23.7)
Nazorat savollari
1.Qattiq jismning tekis-parallel harakati deb qanday harakatga aytiladi?
2.Aylanma harakatdagi nuqtaning tezligi nimaga teng?
3.Normal va urinma tezlanishlar qanday yo`naladi va ularning modullari
nimaga teng?
4.A.Q.J. deb qanaqa jismga aytiladi?
5.Dalamber teoremasi nima haqda?
6.Shal teoremasi nima deydi?
7.Oniy aylanish markazi qaysi nuqtada joylashgan?
8.Tezliklarning oniy markazi qanday topiladi?
9.Tezlanishlarning oniy markazi qayerda joylashgan?
10.Tekis shakl nuqtasining tezligi nimaga teng?
Xulosa
Qattiq jismning tekis-parallel harakati mexanik harakatlarning bir turi
bo`lib, amaliy masalalarda, fizik va texnikada ko`p uchraydi.Bunday harakat
murakkab harakatlar qatoriga kiradi va uning kinematik xarakteristikalarini
o`rganish amaliyotda o`ta muhim rol o`ynaydi.O`zgarmas tekis shaklning
harakatini kinematik nuqtai nazardan qaraganda qo`zg`aluvchan tekislikning
qo`zg`almas tekislikka nisbatan harakatini o`rganish kerak boladi.Bu masala
nazariy mexanikaning asosiy masalalridan biri bo`lib, amaliyotga bevosita aloqasi
mavjud.
10-Mavzu
Nuqta dinamikasi. Asosiy tushunchalar. Nuqta harakatining
differensiyal tenglamalari.Nuqta dinamikasining asosiy
110
masalalari.
1.1.Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakl
Ma’ruza (axborotli dars)
Mavzu rejasi
O`quv mashg`ulotning
maqsadi
1.
Dinamika fani. Dinamika rivojlanishining qisqacha tarixi.
2.
Mexanikaning asosiy qonunlari.
3.
Mexanik kattaliklar sistemasi.
4.
Moddiy nuqtaning harakat differensial tenglamalari.
5.
Nuqta dinamikasining ikki asosiy masalasi.
Nuqta dinamikasining asosiy qonunlari va ikkita
asosiy masalasi haqida, nuqta harakatining differensial
tenglamalari haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqta dinamikasining asosiy
Nuqta dinamikasining asosiy qonunlari
qonunlari haqida tushuncha berish.
haqida tushunchaga ega.
Nuqta harakatining differensial
Nuqta harakatining differensial
tenglamalari haqida ma’lumot berish.
tenglamalarini eslab qoladi va
amaliyotga qo`llay oladi.
Nuqta dinemikasining asosiy
Nuqta dinamikasining asosiy
masalalari haqida tushuncha berish.
masalalarini yoddan biladi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov, Pinbord texnikasi,aqliy
hujum.
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “Nuqta dinamikasi. Nuqta harakatining differensial tenglamalari. Nuqta
dinamikasining asosiy masalalari ” mavzusining texnologik xaritasi.
Ish
Tingloichi faoliyatining
111
bosqichlari
1bosqich
(20min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1 O`quv mashg`uloti mavzusi,
savollarni va o`quv faoliyati
natijalarini aytadi.
1.2 Baholash me’zonlari (2-ilova)
1.3 Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4 Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
Tinglaydilar.
2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi. Tinglaydilar.
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
UMK ga qarydilar
bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
UMK ga qarydilar
2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
Har bir tayanch tushuncha va
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
iboralarni muhakama
beradi. (5-ilva).
qiladilar.
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha olingan
bilimlarni qayerda ishlatish mumkinligi
ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
10-Ma’ruza
Nuqta dinamikasi. Nuqta harakatining differensial tenglamalari. Nuqta
dinamikasining asosiy masalalari.
112
Reja:
1. Dimamika fani. Dinamika rivojlanishining qisqacha ta’rifi.
2. Mexanikaning asosiy qonunlari.
3. Mexanik kattaliklar sistemasi.
4. Moddiy nuqtaning harakat differensial tenglamalari.
5. Nuqta dinamikasining ikki asosiy masalasi.
Adabiyotlar: [1],319-324 sah, [5], 254-274 sah.
Tayanch iboralar:
Moddiy nuqta, Dinamika, harakat, kuch, tezlanish, massa, differensial
tenglama, harakat integrallari, boshlang`ich shartlar , absolyut qattiq jism.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Moddiy nuqta deb nimaga aytiladi?
2. Kuch deb nimaga aytiladi?
3. Tezlanish deb nimaga aytiladi?
4. Massa deb nimaga aytiladi?
5. Nyutonning uchta qonunlarini ta’riflang?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
113
№
Asosiy tushunchalar
1
Kuch va uning birliklari.
2
Moddiy nuqta, absolyut qattiq jism.
3
Dinamikaning asosiy qonunlari.
4
Differensial tenglama.
5
Harakat integrallari, boshlahg`ich shartlar.
6
Massa, uning o`lchov birligi. Og`irlik kuchi.
7
Absolyut qattiq jism.
8
Nuqta dinamikasining birinchi masalasi.
9
Nuqta dinamikasining ikkinchi masalasi.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
1. Dinamika fani. Dinamika rivojlanishining
qisqacha tarixi.
114
Belgi
Dinamika mexanikaning bo’limi bo’lib, unda moddiy jismlarning harakati unga
ta`sir etuvchi kuchlarga bog’lab o’rganiladi.
Dinamika mexanikaning ko’pgina amaliy masalalarini yechishda muhim
ahamiyatga ega bo’lgan umumiy bo’limi hisoblanadi.
Buyuk
Italian olimi Goliley (1564-1642) dinamikaning asoschisi
hisoblanadi. U moddiy nuqtaning to’g’ri chiziqli noteks harakati uchun tezlik va
tezlanish tushunchalarini kiritdi hamda jismlarning bo’shliqda erkin tushish
qonunlarini yaratdi. Galiley dinamikning birinchi qonuni - inersiya qonuniga ta`rif
berdi gorizontga burchak ostida otilgan jismlarning bo`shliqda parabola bo`ylab
harakatlanishini aniqladi.
Gollandiyalik olim Gyuygeus (1629-1695) inersiya momenti – tushunchasini
kiritgan, tebrangichlar nazariyasini va soatni yaratgan. U egri chiziqli harakatdagi
nuqta uchun tezlanishning momenti tushunchasini umumlashtirib, markazdan
qochma kuchni kiritgan.
Buyuk ingliz olimi, Nyuton (1643-1727) Galileyning dinamikaning yaratish
sohasidagi ishlarini davom ettirdi. O`zining buyuk asari “philosophniae naturalis
principia mathematika” da klassik mexanikaning qonunlariga ta`rif bergan va bu
qonunlar asosida dinamikaning sistemali bayonini berdi. Nyuton butun olam
tortilish qonunini yaratgan.
Moddiy nuqta dinamikasidan mexanik sistema dinamikasiga o`tishni
ta’minlovchi Nyuton tomonidan yaratilgan ta’sir va ansta’sir qonuni katta
ahamiyatga ega.
Dekartning harakat miqdorini saqlanishi haqidagi fikrini rivojlantirib,
Nyuton harakat miqdorining o`zgarishini ta’sir etuvchi kuchga bog’liqligini
aniqladi.
XX asrning boshlarida nemes fizigi Albert Eynshteyn tomonidan yaratilgan
relyativistik mexanika (nisbiylik nazariyasi) fazo, vaqt, massa va energiya haqidagi
tasavvurkarni butunlay o’zgartirib yubordi. Lekin yorug’lik tezligidan kichik
tezliklar uchun klassik mexanika qonunlari asosida olingan natijalar, relyativistik
mexanika qonunlari bilan olingan natijalar bilan mos keladi. Galiley-Nyuton
qonunlari yordamida hozirgi zamon nazariya mexanikasining asosini tashkil
etuvchi teoremalar isbotlandi va mexanika prinsiplari asoslandi.
Kinetik energiyaning o’zgarish qonuni Ivan Bernulli (1667-1748) va
Daniil Bernulli (1300-1782) lar tomonidan ta’riflangan. Harakat miqdorining
o’zgarishi haqidagi teorema deyarli bir vaqtning o’zida (1746) Eyler va Daniil
Bernulli tomonidan tariflangan.
1716 yil Peterbur fanlar akademiyasi akademigi Ya. German dinamika
tenglamalarini statika tenglamalari ko’rinishiga keltiruvchi, umumiy metod,
mexanika (kinetostatika metodi)ni kiritgan.
1737y Eyler (1707-1783) bu prinsipni umumlashtirdi va egiluvchi
jismlarning tebranishiga qo’lladi.
1743y Dalamber (1717-1783) German Eyler prinsipini qo’llanilish sohasini
kengaytirdi, yani bu prinsipni bog’langan jismlardan tashkil topgan murakkab
sistemalarga qo’lladi. Bu prinsip Dalamber prinsipi (yoki nachala Dalambera)
nomi bilan yuritiladi.
115
Lagranj (1736-1813) German – Eyler - Dalamberprinsipini statikaning
umumiy prinsipini mumkin bo’lgan ko’chish prinsipi bilan birlashtirib, amaliyotda
qo’lash uchun qulay bo’lgan ko’rinishga keltirdi. Mumkin bo’lgan ko’chish
prinsipi birinchi Stevin (1548-1620) tomonidan kiritilgan
Galiley Stevinning og’ma tekislikdagi mulohazalarini davom etkazib
mexanikaning oltin qoidasiga ta’rif bergan: kuchdan yutilsa tezlikdan yutqaziladi.
Akademik M.V Ostrogradskiy (1548-1862) mumkin bo’lgan ko’chish
prinsipini umumlashtirib, mexanikaning yangi masalalarini yechishga qo’llagan.
Mexanik sistemaning umumlashgan koordinatalardagi tenglamalarini
Lagranj tomonidan keltirib chiqarilgan. Lagranj tenglamalari mexanik sistema
harakatini umumiy ko’rinishda ifodalaydi. Bu tenglamalar mexanik sistemaning
amaliyotda muhim ahamiyatga ega bo’lgan kichik tebranishlarini o’rganishda
qo’llaniladi.
XX asrda mexanikaning rivojlanishida katta hissa qo’shgan o’zbek olimlari:
M . T . O’razboyev, X. A. Raxmatulin, X. X. Usmonxodjayev, T. R. Rashidov,…
2.Mexanikaning asosiy qonunlari.
(Galiley N`yuton qonunlari)
Dinamika kinetikaning bir qismi bo`lib, unda moddiy jismlarning (yoki
mexanik sistemaning) harakatini unga ta`sir etuvchi kuchga bog`lab o`rganiladi.
Moddiy jismlarning harakati uni tashkil etuvchi nuqtalar (zarachalar)ning harakati
bilan aniqlanadi. Bizga ma`lumki moddiy nuqta deganda o`lchamlari yetarlicha
kichik va uni tashkil etuvchi zarralarning harakati bir – biridan deyarli farq
qilmaydigan moddiy jism tushuniladi.
Dinamikaning asosida N`yuton tomonidan birinchi bo`lib tartibga solingan
qonunlar yotadi.
1-Irersiya qonuni. Moddiy nuqtaga (moddiy jismga) tashqaridan hech
qanday ta`sir bo`lmasa, u o`zining tinch holatini yoki to`g`ri chiziqli tekis
harakatini saqlaydi.
Bu qonun Galiley tomonidan ta’riflangan bo`lib unga asosan har qanday jism agar
unga hech qanday tashqi ta`sir bo`lmasa, u o`zining tinch holatida turadi yoki
to`g`ri chiziqli tekis harakatini (o`zgarmas tezlikli harakatini) davom etirishini
xarakterlaydi. Jismlarning bu xosasiga uning intertligi deyiladi.
2-kuch va tezlanishning proporsionallik qonuni. Moddiy nuqtaning
tezlanishi unga ta`sir etuvchi kuch bilan bir xil yo`nalgan bo`ladi.
Ikkinchi qonunni boshqacha ko`inishga ham ta`riflash mumkin: moddiy nuqta
harakat miqdorining o`zgarishi unga ta`sir etuvchi kuchga proporsional bo`lib,
yo`nalishi ta`sir etuvchi kuch yo`nalishida sodir bo`ladi.
N`yutonning ta`rifiga ko`ra harakat miqdori nuqta massasi bilan tezligi
ko`paymasiga teng. Natijada harakat miqdorining o`zgarishini harakat miqdoridan
d m 
vaqt bo`yicha olingan birinchi tartibli hosilaga teng, yani
deb olish
dt
116
mumkin. Proporsionallik koeffitsientini birga teng deb olib, ikkinchi
qonunni
quyidagi ko`rinishda yozish mumkin:
d m  
F
dt
yoki massani o`zgarmas deb olsak,
d
m
F
(2.1)
dt

d 
formulaga kelamiz.
W
dt
Nuqtaning tezlanishi  bo’lgani
uchun (2.1) formuladan

(2.2)
F  mW
formulaga kelamiz.
Moddiy nuqta massasi, tezlanishi va unga ta`sir etuvchi kuchlar orasidagi
bo`g`lanishni ifodalovchi (2.2) tenglama klassik mexanikada katta ahamiyatga ega
va unga dinamikaning asosiy tenglamasi deyiladi.
3. Ta`sir va aksta`sir qonuni. Har qanday ta`sirga miqdor jihatidan teng va
qarama – qarshi tomonga yo`nalgan aksta`sir mos keladi.
Jismlarning massasi ularning inertligini ifodalovchi o`lchov birligi
hisoblanadi, yani jismlarning tashqi ta`sirga beriluvchanligini harakatlovchi
kattalik.
(2.2) formuladan massani quyidagi formula bilan aniqlash mumkin:
F
m .
(2.3)
N
(2.3) formulani og`irligi G ga teng bo`lgan erkin tushayotgan moddiy nuqta
uchun qo`llaymiz.
G
m ,
( 2.4)
g
g-erkin tushish tezlanishi. Bundan moddiy nuqta massasining miqdori uning
og`irligini erkin tushish tezlanishiga nisbatiga teng.
G  mg .
(2.5)
Yer sharining har xil nuqtalarida erkin tushish tezlanishi har xil bo`lgani
uchun jismlarning og`irligi ularning massasidan shu bilan farq qiladiki og`irlik yer
shari nuqtalarining joylashishga qarab o`zgaradi.
4. Kuchlar tag`irining o`zaro bog`liqmaslik qonuni. Moddiy nuqtaga bir
vaqtning o`zida bir nechta kuch ta`sir etayotgan bo`lsa, nuqtaning har bir kuch
ta`siridan erishadigan tizlanishi qolgan kuchlarning ta`siridan bog`liq bo`lmaydi
va nuqtaning to`la tezlanishi alohida kuchlar ta`siridan erishilgan tezlanishlarining
geometrik yig`indisiga teng.


Moddiy nuqtaga F1 , F2 ,..., Fn kuchlar sistemasi ta`sir etayotgan bo`lsin. U
holda bu qonunga asosan har bir kuch ta`siridan erishiladigan tezlanishlar (2.2)
tenglamaga asosan quyidagicha topiladi.
117



mw2  F2 ,..., mwn  Fn .
mw1  F1 ,
(2.6)
Hamma kuch bir vaqtda ta`sir etsa, bu kuchlar ta`siridan erishiladigan to`la
tezlanish alohida kuchlar ta`siridan erishiladigan tezlanishlar yig`indisiga teng,
ya`ni
 n 
w   Fn
(2.7)
in
(2.6) tengliklarni hadma – had qo`shib, (2.7) tenglikka asosan quyidagi
tenglamani hosil qilamiz:



 n 
(2.8)
mw1  w2  ...wn   mw   Fi
i 1
Kuchlar ta`sirining o`zaro bog`liqmasligi degani bir nuqtaga qo`yilgan
kuchlaning o`zaro bog`liqmasligi degani emas. Masalan ta`sir etuvchi kuchlar
orasida bog`lanish reaksiyalari ham bo`lsa, bu kuchlar hamma vaqt aktiv
kuchlardan bog`liq.
3. Mexanik kattaliklarning birliklar sistemasi.
Mexanik kattaliklarni o`lchashda ikkita birliklar sistemasi qo`laniladi! Fizik va
texnik birliklar sistemasi.
Fizik fiziklar sistemasida asosiy birliklar sifatida uzunlik birligi, massa va
vaqt birliklari qabul qilingan, kuch birligi hosilviy birlik sifatida topiladi.
Dinamikaning asosiy tenglamasidan:
Kuch  massa  tezlanish
Kuch  massa  tezlanish
Uzunlik  massa
bundan F   L1 M 1T 2 
. olinadi.
vaqt 2
Bunday o`lchov birliklar sistemasiga SI xalqaro olchov birliklari: metr,
kilogramm massa va sekund. Kuchning o`lchov birligi
1N  1kg  1m / sek 2  1kgm / sek 2 .
Ikkinchi birliklar sistemasida asosiy birliklar sifatida uzunlik, kuch va vaqt qabul
qilingan, massa hosilaviy birlik sifatida topiladi. Bunday birliklar sistemasiga
texnikada ko`p tarqalgan MKGS (texnik birliklar sistemasi) sistemasi kiradi.
Bunda asosiy birliklar:
metr, kilogram kuch va sekund. Bu sistemada massaning o`lchov birligi
kg , sek 2
1
, yani 1kg kuch ta`siridan 1m / sek 2 tezlanish oladigan massa
m
SI va MKGS sistemalarida kuch birliklari orasida quyidagi munosabatlar o`rinli:


1kg , massa  9,81N
yoki
118
1N  0,102 kg , massa.
Chekli yoki cheksiz sondagi moddiy nuqtalar to`plamiga moddiy nuqtalar
sistemasi deyiladi. Moddiy nuqtalar sistemasi har bir nuqtasining harakati qolgan
nuqtalarining holati va harakatiga bog`liq bo`lsa, bunday sistemaga mexanik
sistema deyiladi. Qandaydir usul bilan o`zaro bog`langan moddiy jismlar to`plami
ham mexanik sistemani hosil qiladi.
Moddiy nuqtalar sistemasi nuqtalarining o`zaro joylashishi hamma vaqt
o`zgarishsiz qolsa, bunday sistemaga absolyut qattiq jism deyiladi.
Mexanik sistema yoki qatiq jism chekli yoki cheksiz sondagi moddiy
nuqtalardan zarrachalardan tashkil topganligi uchun dinamikani o`rganishni
moddiy nuqta dinamikasini o’rganishdan boshlash kerak bo’ladi.
4. Moddiy nuqtaning harakat differensial tenglamalari.
Moddiy nuqta, massa, kuch, radius, vektor, trayektoriya, tezlik va tezlashish.
Moddiy nuqtaning fazodagi holati biror koordinatalar sistemasida
o’zining


radius- vektori r bilan aniqlanadi. Nuqtaga ta’sir etuvchi F kuch nuqtaning
holatiga, tezligiga va vaqtga bog’liq bo’lishi mumkin. Moddiy nuqtaga bir
vaqtning o’zida bir necha kuchlar sistemasi F1 , F2 ,..., Fn  ta’sir etayotgan bo’lsa,
kuchlar ta’sirining bog’liqmaslik
qonuniga asosan harakatni kuchlar sistemasining

geometrik yig’indisi F  Fi kuch ta’siridan hosil bo’ladigan harakat deb qarash
mumkin. (1-shakl). Shunday qilib, umumiy holda dinamikaning asosiy
tenglamasini quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:


d 2 r    dr 
(4.1)
m 2  F r , ,t 
dt
 dt 
z
Nuqta massasi, radius-vektori va ta`sir etuvchi
M ( x; y ; z )
kuchlar orasidagi bog`lanishni ifodalovchi bu tenglama

Fn
nuqta harakat differensial tenglamasining vektor

W
ko’rinishini ifodalaydi.


F2
(4.1) tenglama
uchta skalyar tenglamalar
F1

sistemasiga
ekvivalent
bo`ladi. Koordinatalar
F
z
sistemasini tanlab (4.1) tenglamani tanlangan
y
O
koordinatalar sistemasi o`qlariga proyesiyalab, har xil
x
ko`rinishdagi skalyar tenglamalar sistemasinihosil qilish
y
x
mumkin.
1-shakl
Masalan (4.1) tenglamani qo’zg’almas dekarat
koordinatalar sistemasi o`q-lariga proyeksiyalaymiz:



mx  Fx ,
my  F y ,
mz  Fz ,
(4.2)
Bu yerda x, y, z -lar tezlanishning koordinata o`qlaridagi proyeksiyalari, Fx , Fy , Fz
-lar ta`sir etuvchi kuchni o`sha o`qlardagi proyeksiyalari.
Agar moddiy nuqtaning harakati tabiiy koordinatalar sistemasiga nisbatan
qaralayotgan bo’lsa, (4.1) tenglamani tabiiy koordinatalar sistemasi o`qlariga proyeksiyalaymiz:
119
mw  F , mwn  Fn , mwb  Fb ,
(4.3)
Bu yerda F , Fn , Fb -lar kuchning urinma, bosh narmal va benormaldagi proyeksiyalari.
Kinematikadan bizga ma’lumki: w 
d 2s
,
dt 2
2
 2 1  ds 
wn 
   ,
   dt 
wb  0.  ularni (4.3) tenglamamalarga qo`yamiz u holda
2
d 2S
m  dS 
m 2  F ,
(4.4)
   Fn , 0  Fb
dt
  dt 
Bu erda  -traektoriyaning berilgan nuqtasidagi egrilik radiusi.
(4.4) tenglamalarning oxirgisidan ko’rish mumkinki, F -kuch urinma tekislikda yotadi.
Agar nuqtaning harakati tekislikda qaralayotgan bo`lsa, qutb koordinatalaridan foydalanish mumkin. Buning uchun (4.1) tenglamani qutb koordinatalariga
proyeksiyalaymiz:
m d 2
mr  r 2   Fr ,
 r    F
(4.5)
r dt
Bu yerda Fr , F -lar kuchning radius-vektor yo`nalishi va ungaper pendikulyar
yo`nalishlardagi proeksiyalari.
(4.1) tenglamani ixtiyoriy egri c hiziqli koordinatalar sistemasi (silindirik,
sferik va h.k ) o`qlariga proyeksiyalash ham mumkin.
5. Nuqta dinamikasining ikki asosiy masalasi.
Nuqta dinamikasi masalalarini nuqtaning harakat differensial tenglamalari yordamida yechiladi.
1. Nuqta dinamikasi birinchi masalasining yechimi.
Nuqta dinamikasining birinchi masalasi nuqtaning massasi va harakat tenglamalarini bilgan holda unga ta’sir etuvchi kuchni topishdan iborat.
Nuqtaning harakat tenglamalari dekarat koordinatalar sistemasida.
x  f1 t ,
y  f 2 t 
z  f 3 t 
(5.1)
Ko`rinishda berilgan bo`lsin.
(5.1) tenglamalardan vaqt bo`yicha ikki marta hosila olib, (4.2) tenglamalarga qo`yamiz va nuqtaga ta`sir etuvchi kuchning proeksiyalarini topamiz ya`ni.
FX  mx, FY  my, FZ  mz,
(5.2)
Kuchning moduli
F  m x2  y2  z2
(5.3)
120
formuladan topiladi.
Nuqtaga ta`sir etuvchi kuchning yo`nalishi.

x
F
Cos F , ^ x  X 
,
(5.4)
F
x2  y2  z2

^
Fy
y
z
Fz
Cos F , ^ y 

,
Cos
F
,
z


,
2
2
2
2
2
2
F
F
x  y  z
x  y  z
formulalardan topiladi.

2. Nuqta dinamikasining ikkinchi masalasi moddiy nuqtaga ta`sir etuvchi F
kuch, nuqtaning massasi m shuningdek nuqtaning boshlang`ich holati va boshlang`ich tezligi berilganda uning harakat qonunini topishdan iborat.
Bu masalani to`g`ri burchakli dekarat koordinatalar sistemasiga yechamiz.
Ushbu holda nuqtaga ta`sir etuvchi kuch nuqtaning holatiga, tezligiga, vaqtga va
h.k. ga bog`liq bo`lishi mumkin. Biz kuchni nuqtaning holatiga, tezligiga va vaqtga
bog`liq holi bilan chegaralanamiz. Bu holda nuqta harakat differensial tenglamalari (4.2) quyidagi ko`rinishda bo`ladi:






 d 2x
 m dt 2  FX t ; x, y, z , x, y , z 

 d2y
(5.5)
m 2  FX t ; x, y , z, x, y , z 
dt

2
 m d z  F t ; x, y, z , x, y , z 
X
 dt 2
(5.2) tenglamalar x  xt , y  y t , z  z t  noma`lum funksiyalarga nisbatan
ikkinchi tartibli differensial tenglamalar sistemasini ifodalaydi. Bu tenglamalarni
integrallaganda har bittasida ikkitadan, oltita integrallash o`zgarmalari qatnashadi,
ya`ni
 x  xt ; C1 , C2 , C3 ,...C6 ,

(5.6)
 y  y t ; C1 , C 2 , C3 ,...C6 ,
 z  z t ; C , C , C ,...C .
1
2
3
6

(5.3) Tenglamalardagi Ci i  1,2,3,4,5,6  larning har bir qiymatiga bitta egri
chiziq mos keladi ya`ni bu tenglamalar cheksiz ko`p egri chiziqlar oilasini ifodalaydi. Buning mexanik ma’nosi shundan iboratki nuqta bir vaqtning o`zida bir
nechta egri chiziq bo`ylab harakatlanishi keak. Bunday bo`lishi mumkin emas. Bu
aniqmaslikning ochish uchun nuqtaning boshlang`ich holati va boshlang`ich
tezligini bilish kerak. Koshi masalasi yechimining mavjudligi va yagonaligi teoremasiga asosan nuqtaning berilgan boshlang`ich tezlik bilan sodir bo`ladigan harakatga yagona egri chiziq mos keladi.
Boshlang`ich t  t 0 paytda nuqtaning koordinatalari va tezlikning boshlang`ich proyeksiyalari berilgan bo`lsin, ya`ni
121
t  t 0 , x  x0 , y  y 0 ,
z  z0 , x  x 0 , y  y 0 z  z0 ,
(5.7)
(5.7) Munosabatlarga boshlang’ich shartlar deyiladi.
(5.6) tenglamalarning ikkala tomonlaridan vaqt bo’yicha bir marta hosila
olamiz:
 x  x t ; C1 , C 2 ,...C6 ,

(5.8)
 y  y t ; C1 , C2 ,...C6 ,
 z  zt ; C , C ,...C .
1
2
6

(5.7) boshlang`ich shartlari (5.6) va (5.8) tenglamalarga qo`ysak
Ci i  1,2,..., 6  o`zgarmaslarga nisbatan oltita algebraik tenglamalar sistemasini
hosil qilamiz. Bu tenglamalar sistemasini yechib, Ci i  1,2,..., 6  larning qiymatini
topamiz ya`ni.
Ci  f i  x0 , y 0 , z 0 , x 0 , y 0 , z 0  Ci i  1,2,..., 6 
(5.9)
O`zgarmaslarning topilgan qiymatlarini (5.6) umumiy yechimga qo`yib, masalaning berilgan boshlang`ich shartlarni qanoatlantiruvchi yechimini topamiz ya`ni.
 x  1 t ; x0 , y0 , z 0 , x 0 , y 0 , z0 ;

(5.10)
 y   2 t ; x0 , y0 , z 0 , x 0 , y 0 , z0 ;
 z   t ; x , y , z , x , y , z .
3
0
0
0
0
0
0

(5.10) tenglamalar nuqtaning berilgan boshlang`ich holatdan berilgan boshlang`ich tezlik bilan sodir bo`ladigan harakat tenglamalarini ifodalaydi.
122
Nazorat savollari.
1.Dinamikaning asosiy qonunlari qanday ta’riflanadi?
2.Kuch va massa nima? Ularning o`lchov birliklarini aytib bering.
3.Nuqta harakatining differensial tenglamalari qanday tuziladi?
4.Tezlanish nima? Uning o`lchov birligi qanday ifodalanadi?
5.Nuqta dinamikasining birinchi masalasi nima deydi?
6.Nuqta dinamikasining ikkinchi masalasini ta’riflang.
Xulosa
Dinamika nazariy mexanikaning eng asosiy qismi bo`lib, moddiy
jismlarning (umuman mexanik sistemaning ) harakatini o`rganadi;
Dinamikaning asosiy qonuni Nyutonning ikkinchi qonuni hisoblanadi;
Nuqta dinamikasining ikkita asosiy masalalari bor;
Nuqta
harakatining differensial tenglamalari harakatdagi
nuqtaning
koordinatalarini ta`sir etuvchi kuch bilan bog`laydi.
Harakatning birinchi integrallarini aniqlash masalasi mexanikaning asosiy
masalalaridan biridir.
123
Erkin moddiy nuqta dinamikasi.
11- mavzu
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli
Mavzu rejasi
Ma’ruza (axborotli dars)
1. Moddiy nuqtaning to`g`ri chiziqli harakati .
2. Gorizontga burchak ostida otilgan jismning
qarshiliksiz muhitdagi harakati.
3. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi
muhitdagi harakati.
O`quv mashg`ulotning
maqsadi
Moddiy nuqtaning to`g`ri chiziqli va egri chiziqli
harakati haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning to`g`ri chiziqli harakati
To`g`ri chiziqli harakat va uning dinamik
haqida tushuncha berish.
xarakteristikasi haqidagi tushunchaga ega.
Gorizontga qiya qilib otilgan jismning
harakati haqida tushuncha berish.
Gorizontga qiya otilgan jismning
harakati haqida bilimga ega, uni
amaliyotga qo`llay oladi.
Nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi
Jismning bir jinsli og`irlik maydonidagi
muhitdagi erkin harakati to`g`risida
erkin harakati haqida tushunchaga ega.
tushuncha berish.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov, Pinbord texnikasi, aqliy hujum.
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “ Erkin moddiy nuqta dinamikasi ” mavzusining texnologik xaritasi.
124
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
bosqich aytadi.
Mavzuga 1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
kirish
1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
125
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhakama
qiladilar.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
11-Ma’ruza
Erkin moddiy nuqta dinamikasi.
Reja:
1. Moddiy nuqtaning to`g`ri chiziqli harakati.
2. Gorizontga burchak ostida otilgan jismning harakati.
3. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi muhitdagi harakati.
Adabiyotlar: [1],350-367 sah, [7], 3-17 sah, [8], 2-14 sah.
Tayanch iboralar:
Moddiy nuqta, absolyut qattiq jism, massa, og`irlik, to`g`ri chiziqli harakat,
egri chiziqli harakat, trayektoriya muhit qarshiligi, parabolik trayektoriya,
xavfsizlik trayektoriyasi.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Moddiy nuqta deb nimaga aytiladi?
2. A.Q.J. deb nimaga aytiladi?
3. Massa nima? Og`irlik nima? Ular orasida qanday
bog`lanish bor?
4. Trayektoriya deb nimaga aytildi?
5. Dinamikaning asosiy qonuni qanday ta’riflanadi?
126
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Moddiy nuqta.
2
Absolyut qattiq jism (a.q.j.).
3
Massa.
4
Og`irlik.
5
Erkin tushish tezlanishi.
6
Trayektoriya, parabolik trayektoriya.
7
Xavfsizlik parabolasi.
8
Dinamikaning asosiy tenglamasi.
9
Nuqta harakatining differensial tenglamalari.
10
To`g`ri chiziqli harakat.
11
Egri chiziqli harakat.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
127
Belgi
1. Moddiy nuqtaning to`g`ri chiziqli harakati.
Faraz qilaylik moddiy nuqta to`g`ri chiziq bo`ylab harakatlansin. Nuqta
harakatlanuvchi to`giri chiziqni x o`qi deb olamiz, u holda nuqtaning butun
harakati davomida y  z  0 bo`ladi. (4.2) tenglamaga asosan kuchning y va z
o`qlaridgi proyeksiyalari aynan nolga teng bo`ladi, ya`ni
Fy  0,
Fz  0.
(6.1)
Demak nuqta to`g`ri chiziqli harakatda bo`lsa, unga ta`sir etuvchi kuchning
ta`sir chizig`i hamma vaqt harakat to`g`ri chizig`i bilan ustma-ust tushadi. Lekin
(6.1) shart harakatning to`g`ri chiziqli bo`lishi uchun yetarli emas. Masalan nuqta
bir jinsli og`irlik kuchlari maydonida harakatlaganda, unga ta`sir etuvchi kuch
hamma vaqt vertikal yo`nalishga ega, ya`ni Fx  0, Fz  0 lekin nuqta parabola
bo`ylab harakatlanadi.
Erkin moddiy nuqtaning harakati to`g`ri chiziqli bo`lishi uchun unga ta`sir
etuvchi kuchning yo`nalishi o`zgarmas va uning boshlang`ich tezligi kuch bo`ylab
yo`nalgan yoki nolga teng bo`lishi zarur va etarli
Faraz qilaylik nuqta x o`qi bo`ylab harakatlansin, u holda.
y  z  0 va y  z  0
Demak nuqtaning tezligi hamma vaqt x o`qi bo`ylab yo`nalgan va nuqtaning boshlang`ich tezligi ham x o`qi bo`ylab bo`ladi y  z  0 bo`lgani uchun
(4.2) tenglamalardan Fy  Fz  0, demak nuqtaga ta`sir etuvchi kuch x o`qi
bo`ylab yo`nalgan. Endi etarliligini isbotlaymiz.
Faraz qilaylik nuqtaga ta`sir etuvchi kuch x o`qi bo`ylab yo`nalgan bo`lsin.
U holda harakat tenglamalaridan y  0, z  0 bundan y  c1 , z  c 2 .
Agar nuqtaning boshlang`ich tezligi x o`qi bo`ylab yo`nalgan bo`lsa,
y 0  c1  0, z 0  0  . natijada
y  0, z  0. bundan y  c3 , z  c4 agar
boshlang`ich paytda nuqta x o`qining ustida bo`lsa, y0  c3  0 z 0  c4  0 va
demak
y  0, z  0 bundan esa nuqtaning proyektoriyasi x o`qi bo`lmish
kelib chiqadi.
1. Moddiy nuqtaning faqat vaqtdan bog`liq bo’lgan kuch ta`siridan to`g`ri
chiziqli harakati. Bu holda nuqtaning harakat differensial tenglamasi quyidagicha
bo`ladi

mx  FX t 
yoki
(6.2)
dx
dt
(6.2) tenglamani bir marta integrallaymiz:
1
x  S Fx t dt  C1 .
m
X
128
Bu tenglamani ya`na bir marta integrallab, nuqtaning harakat tenglamasini topamiz, ya`ni
1
x  S SFx t dt dt  C1t  C 2 ,
(6.3)
m
Bu yerda C1 ,C 2 lar boshlang`ich shartlardan topiladi.
2. Moddiy nuqtaning faqat holatdan bog`liq bo’lgan kuch ta`siridagi
to`g`ri chiziqli harakati. Bu holda nuqtaning harakat differensial tenglamasi.
mx  Fx  x 
(6.4)
ko’rinishda bo’ladi.
d d dx
d
x 



dt dx dt
dx
ni etiborga olib (6.4) tenglamani quyidagi ko`rinishda yozamiz:
1
d  Fx  x dx.
m
Buni integrllaymiz:
2
 2  S Fx  x dx  C1 ,
m
bundan,
2

S Fx x dx  C1 ,
m
yoki,
dx  2
dx

Fx  x dx  dt  
.
S
dt
m
2
SFx  x dx  C1
m
Bundan
dx
t   S
 C2 .
2
SFx  x dx  C1
m
Bu tenglamani
x ga nisbatan echib, x ni vaqtni va integrallash
o`zgarmaslarini funksiya ko`rinihida topamiz ya`ni,
x   t , c1c2 
(6.5)
3. Moddiy nuqtaning faqat tezlikdan bog`liq bo`lgan kuch
ta`siridagi to`g`ri chiziqli harakati.
Bu holda nuqtaning harakat differensial tenglamasi quyidagi ko`rinishda bo`ladi:
mx  Fx  x 
(6.6)
d
d
1
  x, x 
ni etiborga olib, (6.6) tenglamani
 dt
dt
Fx   m
ko`rinishda yozamiz. Oxirgi tenglamadan:
129
d
1
S F    C1  m t.
(6.7)
x
Bu tenglamani   x ga nisbatan yechib, ya`na bir marta integrallaymiz,
natijada quyidagi tenglamani hosil qilamiz:
x  S f t , c1 dt  C 2 .
(6.8)
Agar (6.7) tenglamani x ga nisbatan yechish mumkin bo’lmasa, oddiy differensial tenglamalar kursidan ma`lum bo`lgan metodlar bilan integrallash kerak.
4. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi erkin tushishi.
H
y
Og`irliga P ga teng moddiy nuqtaning. Yer sirtidan (gorizontal tekislikdan) H
balandlikdan qarshiliksiz muhitda erkin tushishini qaraymiz. Nuqtaning boshlang`ich holatini koordinatalar boshi deb olib, u o`qini vertikal pastga yo`naltiramiz
(2-shakl).
Agar nuqtaning boshlang`ich tezlig nolga teng bo`lsa, u holda boshlang`inch shartlar quyidagicha bo`ladi:
O
t  o; y 0  0, y 0  0,
(6.9)
Bu to`g`ri chiziqli harakatning differensial tenglamasi
quyidagicha bo`ladi:
M
my  p  mg  y  g ,
Bu yerda g erkin tushish tezlanishi.

P
Yuqoridagi tengalamani ikki marta integrallaymiz:
2
y  gt  C1 , y  g t
 C1t  C2 (6.10)
2
y
2-shakl
Bu tenglamalarga (6.9) boshlang`ich shartlarni qo’yib, C1 va
C 2 larni topamiz, ya`ni C1  0,
C 2  0.
C1 va C 2 larni topilgan qiymatlarini (6.10) tenglamarga qo`yamiz:
y  gt  ,
(6.11)
Y  gt 2 / 2
(6.12)
Moddiy nuqtaning (6.11) va (6.12) tenglamalar bilan aniqlangan erkin tushish
qonunini birinchi bo`lib Galiley tajriba yo`li bilan topgan. Nuqtaning harakat vaqti
t H gat eng bo`lsin, ya`ni t  t H bo`lsin. U holda (6.11) va (6.12) tenglamalardan:
tH 
2H
,
g
 H  2 gH
(6.13)
2. Gorizontga burchak ostiga otilgan jismning
qarshiliksiz muhitdagi harakati.

Gorizontga biror  burchak ostida  0 boshlang`ich tezlik bilan otilgan
jismning qarshiliksiz muhitdagi harakatini qaraymiz.
130
Koordinata boshini nuqtaning boshlang`ich holatiga joylashtirib, x o`qini gorizont
bo`ylab o`ng tomonga, y o`qini vertikal bo`ylab yuqoriga o`naltiramiz (3-shakl).
Nuqta Oxy vertikal tekislikda harakatlanadi.
Boshlang`ich shartlar quyidagicha bo`ladi:
y
t  0; x0  0, y 0  0,
x 0   0 x   0 cos  ,



0
y 0   0 y   0 sm . (7.1)

O

P
M1
M
3-shakl
x
Moddiy nuqta bir jinsli og`irlik kuchlari maydonida harakatlanadi. Nuqtaning
harakat differensial tenglamalarini, (4.2) tenglamalarni tuzamiz
 x   Fix  0, my   Fiy     mg
m
i 
i 
Bu tenglamalarning ikkala tomonini m ga bo`lib, quyidagi tenglamalarni hosil
qilamiz:
x  0,
y   g .
(7.2) tenglamalarni vaqt bo`yicha ikki marta itegrallaymiz:
x  C1 ,
y   gt  C 2 ;
gt z
x  C1t  C3,
y
 C2 t  C 4 . .
2
(7.1) boshlang`ich shartlarni (7.3) tenglamalarga qo`yib,
o`zgarmaslarni topamiz, ya`ni
C1   0 cos  ,
C 2   0 sin  , C3  0 , C 4  0 .
Natijada:
x   0 cos  ,
x   0 t cos  ;
y   0 sin   gt , y   0 t sin   gt 2 / 2.
(7.3)
Ci i  1,2,3,4.
(7.4)
(7.5)
(7.4) tenglamalardan ko`rinib turibtiki, nuqta tezligining
x o`qidagi
proyeksiyasi o`zgarmas, ko`chish esa chiziqli qonun bilan, ya`ni tekis harakat
qonuni bilan o`zgarar ekan. (7.5) tenglamalardan shuni aytish mumkinki nuqta
tezligining
y o`qidagi proyeksiyasi chiziqli qonun bilan ko`chishi esa tekis
o`zgaruvchi harakat qonuni bilan sodir bolar ekan. Jism yuqoriga harakatlanganda
uning tezligi bilan erkin tushishi tezlanishi qarama-qarshi yo`nalganligi uchun
harakat sekinlanuvchan, pastga qarab harakatlaganda nuqta tezligi va erkin tushishi
tezlanishi bir xil yo`nalganligi uchun harakat tezlanuvchan bo`ladi.
x   0 t cos  ,
y   0 t sin   gt 2 / 2.
Tenglamalardan vaqt t ni yo’qotib, traektoriya tenglamasini topamiz:
2
y  xtg  gx 2 / 2 0 cos 2  .
(7.6)


131
(7.6) tenglamadan ko’rinib turibdiki nuqtaning harakat trayektoriyasi
shoxlari pastga qaragan paraboladan iborat bo’kar ekan.
Endi jismning uchish uzoqligini, eng katta ko’tarilish balandligini va uchish
vaqtini topamiz:
Nuqta yerga tushganda x o`qini ustida, ya`ni M nuqtada bo`ladi va y M  0
. Buni (7.5) tenglamalarini ikkinchisiga qo`yib hosil bo`lgan.
 0 t sin   gt 2 / 2  0
tenglamadan t ni topamiz.
t1  0,
t M  2 0 sin  / g . t1  0, nuqtaning
boshlang`ich holatiga, t M nuqtaning yerga tushgan holatiga mos keladi. t M ning
topilgan qiymatini (7.4) tenglamalarni ikkinchisiga qo`yib, uchish masofasini
topamiz:
2
0
L  x M   0 cos  2 0 sin  / 2 
sin 2 .
(7.7)
2
(7.7) formuladan ko’rinib turibtiki nuqtaning uchish uzoqligi  0
boshlang`ich tezlik o`zgarmaganda otish buchagi  dan bog`liq bo`lar ekan.
Nuqtaning eng katta uchish uzoqligi sin 2  1 holiga mos keladi, bundan   45 
. Demak garizontga 45 burchak ostida otilganda eng katta uzoqlikka uchar ekan.
Endi nuqtaning ko`tarilish balandligini topamiz. Nuqta eng katta balandlikka
ko`tarilganda, ya`ni M 1 holatda tezlikning y o`qdagi proeksiyasi nolga teng
bo`ladi ya`ni.
1 y  Y1   0 sin   gt1 0,
Bundan:
t1   0 sin  / g .
t1 ning bu qiymatini (7.5) tenglamalarni ikkinchisiga qo`yib, nuqtaning ko`tarilish
balandligini topamiz:
2
0
H  Y1 
sin 2 
2g
Nuqtaning eng katta ko`tarilish balandligi sin   1 ga mos keladi, bundan   90 
. Demak otish burchagi   90  . Bo’lganda  0 boshlang`ich tezlik bilan otilgan
jism eng katta balandlikka ko`tarilar ekan.
3. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi
muhitdagi tushishi.
Og`irligi  ga teng bo`lgan jismning (moddiy nuqta) qarshilik ko`rsatuvchi
muhitdagi tushishini qaraymiz.
M nuqta  og`irlik va qarshilik kuchi ta`siridan tushishini qaraymiz. O nuqtani
koordinatalar boshi deb y o`qini vertikal pastga (4-shakl). U holda boshlang`ich
shartlar qo`ydagicha bo`ladi:
132
t  0; y 0  0,
y 0  0,
(8.1)
Muhitning qarshilik kuchi jismning o`lchamlariga va shakliga, muhitning
xossalariga va jismning tezligiga bog`liq. Tajribalar shuni ko`rsatdiki kichik
tezliklar uchun muhitning qarshilik kuchini tezlikning birinchi darajasiga
proporsional deb olish mumkin. Tovish tezligiga yaqin tezliklar uchun qarshilik
kuchini tezlikning kvadratiga proporsional deb olish mumkin. Tovish tezligidan
yuqori tezliklar uchun muhitning qarshilik kuchi murakkab xaraktrda bo`ladi.
Ayrodinamikada muhitning qarshilik kuchi
1
R  C x SV 2
2
ko`rinishda olinadi.
 -havoning zichligi, S -jismning uning tezligiga
perpendikulyar tekislikdagi proyeksiyasining yuzi, C X - jismning shakliga bog`liq
bo`lgan o`lchovsiz koeffisient. Tovish tezligidan kichik tezliklar uchun C X
koeffisientini o`zgarmas deb olish mumkin.
Jismning og`irlik va muhitning qarshilik kuchlari ta`sirida pastga tushishida
qarshilik kuchini tezlikning birinchi darajasiga proporsional deb
O
olish mumkin, ya`ni
y

R
R   ,
(8.2)
Bu yerda  -proporsional koeffisienti.
M
Jisnmning Oy o`qiga nisbatan harakat differensial tenglamasini
tuzamiz:
y  P  R  mg  mk ,
m
bu yerda   mk deb olingan.Yuqoridagi tenglamadan.

P
4-shakl
y

Y  g  k
tengalamani hosil qilamiz:
dy 
  y ,
Y
dt
larni e`tiborga olib, yuqoridagi tenglamani quyidagi ko`rinishda yozamiz.
d
d
 g  k 
 dt.
dz
g  k
Bu tenglamani integrallaymiz:
ln  g  k   kt  C1.
Boshlang`ich shartlardan foydalanib C1 o`zgarmasni topamiz, ya`ni C1  ln g .
Buni yuqoridagi tenglamaga qo`yamiz, natijada:
 g  k 
  kt.
ln
 g 
133
Bu tenglamadan  tezlikni topamiz, ya`ni
g
  1  e kt 
(8.3)
k
g
t    bunda e kt  0,   demak jismning tushish tezligi o`sib g / k ga
k
intiladi, ya`ni
 k  g / k.
Bundan shunday xulosa qilish mumkinki, ma`lum vaqtdan keyin nuqta tekis
harakat qila boshlaydi. Tezlik  k  g / k bo`lganida qarshilik kuchi jismning
og`irlik kuchiga teng bo`ladi, ya`ni
R  mk k  mkg / k  P.
(8.3) tenglamani quyidagi ko`rinishda yozib olamiz:
dy g
g

 1  e kt  yoki dy  1  e kt dt.
dt k
k
bundan:
g
g
t  2 e kt  C 2
k
k
Boshlang`ich shartlardan foydalanib, C 2 ni topamiz, ya`ni C2   g / k 2 .
C 2 ning topilgan qiymatini yuqoridagi tenglamaga qo`yib, nuqtaning
qarshilik ko`rsatuvchi muhitdagi harakat tenglamasini topamiz:
g
g
y  t  2 1  e kt  .
(8.4)
k
k
y
Nazorat savollari.
1. Moddiy nuqta deb nimaga aytiladi?
134
2. Massa nima? Og`irlik nima?
3. Erkin tushish tezlanishi nimaga teng.
4. Dinamikaning asosiy tenglamasi qanday yoziladi?
5. Nuqta harakatining differensiyal tenglamalari qanday yoziladi?
6. To`g`ri chiziqli harakat deb qanday harakatga aytiladi?
7. Egri chiziqli harakat nima?
8. Xavfsizlik parabolasi deb nimaga aytiladi?
Xulosa
Erkin moddiy nuqta dinamikasi mexanikaning asosiy bo`limlardan biri
hisoblanadi va uning amaliyotdagi o`rni katta ahamiyatga ega.
Dinamikaning asosiy tenglamasi I.Nyutonning ikkinchi qonunidir.
Harakatning differensial tenglamalari yordamida moddiy nuqtaning
dinamik xarakteristikalarini aniqlash mumkin.
Xavfsizlik parabolasi tushunchasi ballistikaning asosiy tushunchalaridan
biridir.
135
Nuqta dinamikasining umumiy teoremalari.
12- mavzu
1.1.Mavzusining texnologik modeli.
O`quv soati -2 soat
Talabalar soni: 50 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (axborotli dars)
4. Nuqta harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teorema.
Mavzu rejasi
5. Nuqta harakat miqdori momentini o`zgarishi haqidagi
teorema.
6. Kuchning ishi. Kuch maydoni. Potensial enersiya.
7.
Nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teorema.
O`quv mashg`ulotning
Moddiy nuqta dinamikasining umumiy teoremalari va
maqsadi
ularning nazariy mexanikada tutgan o`rni haqida
tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning harakat miqdori, harakat
Nuqtaning harakat miqdori, harakat
miqdorining momenti va kinetik
miqdorining momenti, kinetik energiyasi
energiyasi haqida tushuncha berish.
haqidagi tushunchalarni eslab qoladilar.
Nuqta dinamikasining umumiy
Nuqta dinamikasining uchta umumiy
teoremalari haqida tushuncha berish.
teoremalarini yodlab qoladi.
Kuchning ishi, kuch maydoni,
Kuchning ishi, kuch funksiyasi, kuch maydoni,
potensial va kinetik energiya haqida
potensial va kinetik energiyalar, to`la energiya,
tushuncha berish.
energiyaning saqlanish qonuni haqida bilimga
ega.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov, Pinbord texnikasi, aqliy hujum.
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
136
1.2. “ Erkin moddiy nuqta dinamikasi ” mavzusining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
bosqich 1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
(20min) 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
33.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
bosqich xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
Yakun
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
lovchi
mumkinligi ma’lum qiladi.
(10min) 3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
12-Ma’ruza
Nuqta dinamikasining umumiy teoremalari.
Reja:
137
1. Nuqta harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teorema.
2. Nuqta harakat miqdori momentining o`zgarishi haqidagi teorema.
3. Kuchning ishi. Kuch maydoni. Potensial energiya.
4. Nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teorema.
Adabiyotlar: [1],324-350 sah, [5], 352-420 sah.
Tayanch iboralar:
Moddiy nuqta, nuqtaning harakat miqdori, nuqta harakat miqdorining
momenti, nuqtanik kinetik energiyasi, kuch maydoni, kuch funksiyasi, potensial
energiya, kinetik energiya.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Nuqtaning harakat miqdori deb nimaga aytiladi?
2. Nuqta harakat miqdorining momenti deb nimaga aytiladi?
3. Potensial energiya, kinetik energiya ta’rifini bering.
4. Kuch funksiyasi nima? Potensialli kuch maydoni nima?
5. To`la energiya nimaga teng?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
138
№
Asosiy tushunchalar
1
Moddiy nuqta.
2
Moddiy nuqtaning harakat miqdori.
3
Moddiy nuqtaning harakat miqdorining momenti.
4
Nuqtaning kinetik energiyasi.
5
Kuchning elementar va to`la ishi.
6
Potensialli kuch maydoni.
7
Potensial energiya.
8
To`la energiya. Energiyaning saqlanish qonuni.
9
Nuqta harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teorema.
10
Nuqta harakat miqdori momentining o`zgarishi haqidagi
teorema.
Nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teorema.
11
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
12-Mavzu. Nuqta dinamikasining umumiy teoremalari.
139
Belgi
Ushbu bobda nuqta dinamikasining umumiy teoremalari: harakat miqdori,
harakat miqdori momentining o’zgarishi haqidagi teorema. Kuchning ishi, kuch
maydoni, potensialli kuch, kinetik energiyaning o’zgarishi haqidagi teorema va
energiya integrali tushunchalari o’rganiladi.
Dinamikaning umumiy teoremalaridan asosiy qonuning (ikkinchi qonun) natijasi sifatida hosil qilinadi. Nuqtaga ta’sir etuvchi kuchning xarakteriga qarab ko’p
hollarda bu teoremalar yordamida harakatning birinchi integrallarini hosil qilish
mumkin.
1. Nuqta harakat miqdorining o’zgarishi
haqidagi teorema.
Moddiy nuqta, massa, kuch tezlik, tezlanish, harakat miqdori,harakat miqdori
momenti, kuchning ishi, quvvat, kinetika va potensial energiya.

Nuqtaning massasi bilan tezligining ko’paytmasi m ga nuqta harakat miqdori deyiladi. Nuqta tezligi vektor kattalik bo’lgani uchun uning harakat miqdori
ham vektor kattalik hisoblanadi.
Dinamikaning asosiy tenglamasini olamiz:
 
(14.1)
mw  F


Bu yerda m nuqta massasi, w - tezlanishi, F - unga ta’sir etuvchi kuch.

Nuqtaning massasi o’zgarmas miqdor va w  d  t bo’lgani uchun (14.1) tenglamani quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:


d
m  F ,
dt
bundan


d m  F  dt .
(14.2)
Kuchning elementar vaqt oralig’iga ko’payitmasiga kuchning elementar imnulsi
deyiladi.
(14.2) tenglama nuqta harakat miqdorining o’zgarishi haqidagi teoremaning
differensial ko’rinishini ifodalaydi.
Teorema. Moddiy nuqta harakat miqdorining defferensial unga ta’sir etuvchi
kuchning elementar impulsiga teng.
Endi moddiy nuqtaning harakatini chekli vaqt oralig’ida qaraymiz.


Nuqtaning t  0 paytdagi tezligi 0 ixtiyoriy t paytdagi tezligi  bo’lsin.
(14.2) tenglamaning ikkala tomonini o; t  vaqt oralig’ida integrallaymiz:
t 



 
m  m0  S Fdt , yoki m  m0  S ,
 
 
0
Bu yerda
 t 
S  S Fdt
(14.3)
0
140

S miqdorga nuqtaga ta’sir etuvchi kuchning o; t  vaqt oralig’idagi to’la
impulsi deyiladi. (14.3) tenglama nuqta harakat miqdorining o’zgarishi haqidagi
teoremaning chekli ko’rinishi yoki integral ko’rinishini ifodalaydi.
Teorema. Nuqta harakat miqdorining chekli vaqt oralig’ida o’zgarishi,
nuqtaga ta’sir etuvchi kuchning shu vaqt oralig’idagi to’la impulsi deyiladi.
Moddiy nuqtaning harakatini dekart koordinatalar sistemasida qaraymiz. U holda

 
 







r  xi  yj  zk ;   xi  yj  zk ; F  FX i  Fy j  Fz k ,
bu yerda x, y, z -nuqtaning koordinatalari, x , y , z -nuqta tezligining proyeksiyalari,
  
Fx , Fy , Fz -kuchning proyeksiyalari, i , j , k -koordinata o’qlarining birlik vektorlari.
(14.3)tenglamaning dekart koordinatalar sistemasi o’qlariga proyeksiyalab, uchta
skalyar tenglamalar sistemasini hosil qilamiz:
t
t
0
0
mx  mx0  S FX dt ; my  my 0  S FY dt ;
t
mz  mz0  S Fz dt ,
(14.4)
0
Bu yerda X 0 , Y0 , Z 0 va X , Y , Z - nuqta tezligi proyeksiyalarining mos ravishda
boshlang’ich va keyingi paytlardagi qiymati.

Biz bilamizki nuqtaga ta’sir etuvchi F kuch nuqta koordinatalarining
tezligining va vaqtining
  funksiyasi bo’lishi mumkin, ya’ni
F  F  x, y, z , x, y , z; t 

Agar nuqtaga ta’sir etuvchi F kuch faqat vaqt t ning funksiyasi bo’lsa,
(14.4) tenglamalarning o’ng tomonidagi integrallarni hisoblash mumkin va bu
tenglamalardan birinchi integrallarni hosil qilish mumkin, ya’ni
mx  mx 0  S1 t ; my  my 0  S 2 t ; mz  mz 0 S 3 t 
(14.5)
Bu yerda
t
S1 t   S FX dt ,
t
t
0
0
S 2 t   S FY dt , S 3 t   S FZ dt ,
0
(14.5) tenglamalarni ya’na bir marta integrallab, nuqtaning harakat tenglamalarini hosil qilish mumkin:
1 t
1 t
X  X 0  X 0 t  S S1 t dt Y  Y0  Y0 t  S S 2 t dt
m 0
m 0
t
1
Z  Z 0  Z 0 t  S S 3 t dt .
m 0
Bu yerda X 0 , Y0 , Z 0 nuqtaning t  0 boshlang’ich paytdagi koordinatalari.
Agar kuch juda kichik  vaqt oraligida ta’sir etsa, u holda (14.3) dan
 


m  m0  S Fdt.
t
Integralning o’rta qiymati haqidagi teoremaga asosan:

*
yoki
F
dt



F
S

0
141

1  
F *  S Fdt
 0
Bunga asosan yuqoridagi tenglikni quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:



m   m 0  F *
Faraz qilaylikcheksiz kichik  vaqt oralig’ida harakat miqdori chekli miq
dorga o’zgarsin  F * miqdor chekli bo’lishi uchun  cheksiz kichik bo’lganda F *
cheksiz katta bo’lishi zarur: demak cheksiz katta kuch nuqtaning harakat miqdorini
cheksiz kichik vaqt oralig’ida chekli miqdorga o’zgartirar ekan. Bunday kuchga
zarbali kuch deyiladi.
Moddiy nuqta harakat miqdorining o’zgarishi haqidagi teorema ba’zi hollarda
harakatning birinchi integralini, ya’ni tenglamaning tartibini bitaga pasaytiradi.
1)
nuqtaga
ta’sir etuvchi kuchlarning teng ta’sir etuvchisi nolga teng

bo’lsin, ya’ni F  0 u holda (14.2)yenglamadan quyidagi tenglikni hosil qilamiz:
 
(14.6)
 C
Tezlikning nolga tengligidan uning proyeksiyalari nolga tengligi kelib
chiqadi, ya’ni
X  C1 , Y  C 2 , Z  C3 ,
(14.7)
Demak erkin moddiy nuqtaga hej qanday kuch ta’sir etmasa, Y to’g’ri chiziqli tekis harakat qiladi yoki o’z ipersiyasi bilan harakatlanadi.
1)Nuqtaga ta’sir etuvchi kuchning yo’nalishi o’zgarmas bo’lsin. Z o’qini
kuch yo’nalishiga paralel qilib olamiz, u holda FX  0, FY  0, va (14.2) tenglamadan quyidagi ikkita birinchi integral hosil bo’ladi.
X  C1 , Y  C 2
(14.8)
(14.8) integrallar shuni bildiradiki, bu holda nuqtaning traektoriyasi Z o’qiga paralel yoki ta’sir etuvchi kuchga paralel tekislikda yotuvchi egri chiziqdan
iborat bo’ladi. Haqiqatan ham (14.8) tengliklardan:
C1Y  c2 x yoki C1Y  c2 x  0
Bundan
C1Y  C 2 X  Const
(14.9) tenglama Z o’qiga shuningdek ta’sir etvchi kuchga paralel tekisliklikning tenglamasini ifodalaydi.
142
2. Nuqta harakat miqdori momentining o’zgarishi
haqidagi teorema.
Dinamikaning asosiy tenglamasini
quyidagi ko’rinishda yozamiz:

d 
m
 F,
(15.1)
dt

bu yerda F - nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlarning teng ta’sir etuvchisi.
(15.1) tenglamaning
quyidagicha almashtiramiz:
 ikkala tomonini

 d  
 d d   dr
r xm

r xm 
xm 
r xm ,
(15.2)
dt dt
dt
dt
bu yerda

  
 
dr
xm   xm  0 chunki
    0.
d
Natijada (15.2) tenglik quyidagi ko’rinishga keladi:
d    
r xm  r  F
dt
z


M
(15.3) tenglikka kiruvchi r x m miqdor nuqta


harakat
miqdorining
markazga
nisbatan
momenti,
O
 

r  F miqdor nuqtaga ta’sir etuvchi kuchning o’sha

m


F
markazga nisbatan momenti.
r
(15.3) tenglik nuqta harakat miqdori
momentining o’zgarishi haqidagi teoremani
y
O
ifodalaydi.
35-shakl
Teorema. Biror markazga nisbatan nuqta
x
harakat miqdori momentidan vaqt bo’yicha olingan
hosila nuqtaga ta’sir etuvchi kuchning o’sha markazga nisbatan momentiga teng.

Moddiy nuqtaning koordinatalari yoki r vektorning proeksiyalari x, y , z;
tezlikning proyeksiyalari  x x , Y  y
 z  z va ta’sir etuvchi kuchning
proyeksiyalari FX , FY , FZ lardan foydalanib, (15.3) tenglikni koordinata o’qlariga
proyeksiyalasak, uchta skalyar tenglamalarga ega bo’lamiz:
 
d
m yz  zy   yFZ  zFY  mom x F ; 
dt
 
d
m zx  xz   zFX  xFX  mom y F ;
(15.4)
dt

d
m xy  yx   xFyY  yFx  mom x F 

dt
Endi ba’zi xususiy hollarni qaraymiz:
1.faraz qilaylik nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar teng ta’sir etuvchisining biror
O markazga nisbatan momenti nolga teng bo’lsin, ya’ni
  n 
r xF   mom 0 Fi   0. bunday hol nuqtaga ta’sir etuvchi kuch





 
 
 
0 1
143



yoki F  0 yoki F kuch markaziy bo’lganda o’rinli bo’ladi.
Kuchning ta’sir chizig’i hamma vaqt bitta O nuqtadan o’taversa, bunday
kuchga markaziy kuch deyiladi. O nuqtaga kuch markazi deyiladi.
Bu holda kuch markaziga nisbatan (15.3) dan quyidagini hosil qilamiz:
d  
r xm  0
dt
bundan
  
(15.5)
r xm  c onst
Demak nuqtaga ta’sir etuvchi kuch markaziy bo’lsa, kuch markaziga nisbatan
nuqta harakat miqdorining momenti o’zgarmas bo’lar ekan. (15.5) tenglamaning
ikkala tomonini m ga bo’lib quyidagi ko’rinishda yozamiz:
  
r    c,
(15.6)

c -o’zgarmas vektor. (15.6) tenglikni koordinata o’qlariga proyeksiyalaymiz:
 yz  zy  c1 ,

(15.6)
 zx  xz  c2 ,
 xy  yx  c ,
3

Shunday qilib, nuqtaga ta’sir etuvchi kuch markaziy bo’lsa, harakat miqdori
teoremasi nuqta harakat tenglamalarining bitta vektor ko’rinishdagi yoki uchta
skalyar ko’rinishdagi birinchi integrallarini berar ekan.


 
Vektorlar algebrasidan bizga ma’lumki r   vektor r va  vektorlar orqali


 
o’tuvchi tekislikka perpendikulyar. r   vektor o’zgarmas demak r va 
vektorlar hamma vaqt bitta tekislikda yotadi. Bundan shunday xulosa kelib
chiqadiki, agar nuqtaga ta’sir etuvchi kuch markaziy bo’lsa, nuqtaning harakat
trayektoriyasi tekis egri chiziqdan iborat bo’lar ekan. Bu tasdiqni boshqacha ham
isbot qilish mumkin.
(15.6) tenglamalarning ikkala tomonini mos ravishda x, y, z larga
ko’paytirib qo’shamiz, natijada quyidagi munosabatni hosil qilamiz:


C1 x  C2 y  C3 z  0.
Bu tenglama kuch markazi O nuqtadan o’tuvchi tekislik tenglamasini ifodalaydi.
x, y, z lar nuqtaning koordinatalari, demak nuqta traektoriyasi tekis egri chiziqdan
iborat.

Kinametika kursidan bizga ma’lumki  tezlikning momenti ikkilangan sentorial
tezlikka teng, ya’ni
  
d
mom0   r    2
 c  Const
(15.7)
dt
(15.7) tenglamani integrallaymiz:
c
  t   0.
2
Demak nuqtaning radius- vektori chizgan sektor yuzasi vaqtga propersional
ravishda o’zar ekan. Bu hodasa yuzalar qonunini ifodalaydi, yani nuqtaga ta’sir

144
etuvchi kuch markaziy bo’lsa, nuqtaning radius-vektori teng vaqtlar oralig’ida teng
yuzlar chizar ekan.
2) nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar teng ta’sir etuvchisining biror o’qa nisbatan
masalan x o’qiga nisbatan momenti nolga teng,
 ya’ni
mom x F  0
(15.6) tenglamalarning birinchisidan
 
y  zy  c1
(15.8)
tenglamani hosil qilamiz. Bu holda kinetik moment teoremasi skalyar
ko’rinishdagi bitta birinchi integralni beradi.
Moddiy nuqta harakat miqdori momentining o’zgarishi haqidagi
teoremadan foydalanib, yechiladigan masalalarga doir uslubiy tavsiyalar.
Harakat miqdori momentidan foydalanib, masalalarni quyidagi tartibda yechish
tavsiya etiladi:
1.Tegishli koordinatalar sistemasi tanlanadi.
2.Nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar (aktiv va passiv) shaklda tasvirlab olinadi.
3. Anuqtaga ta’sir etuvchi kuchlarning tegishli o’qlarga nisbatan momentlari
yig’indisi topiladi.
4.Harakat miqdorining kordinata o’qlariga nisbatan momentlari topiladi.
5.Topilgan miqdorlar (15.4) tenglamalarga qo’yilib skalyar tenglamalar sistemasi
hosil qilinadi.
6. Hosil qilingan tenglamalar sistemasidan so’ralgan noma’lumlar toiladi.
7.Agar nuqtaga ta’sir etuvchi kuch markaziy bo’lsa, (15.6) tenglamalardan
foydalaniladi.
8. Ta’sir etuvchi kuchning biror o’qqa nisbatan momenti nolga teng bo’lsa, (15.8)
tenglamadan foydalaniladi.
3. Kuchning ishi. Kuch maydoni.
Potensial energiya.
Kuch, massa, tezlik, tezlashish, kinetik va potensial energiya,
to’la mexanik energiya.

1. Moddiy nuqtaga ta’sir etuvchi F kuchning moduli ham yo’nalishi
o’zagaruvchi bo’lishi mumkin. Moddiy nuqta ixtiyoriy F kuch ta’siridan C egri
chiziq bo’ylab 1 holatdan  2 holatga ko’chsin (38- shakl). 1  2 yoyni n ta
ixtiyoriy bo’lakchalarga ajratamiz. Ixtiyoriy k bo’lakchaning uzunligini  S k
bilan belgilaymiz. n etarlicha katta bo’lganda S k yoyni to’g’ri chiziqli kesmasi
bilan almashtirish
mumkin. Nuqta to’g’ri chiziq bo’ylab ko`chganda unga ta’sir

etuvchi F kuchning bajargan ishi quyidagicha hisoblanadi. (38a-shakl).
d Ak  Fk S k Cos k ,
145
(16.1)
Bu yerda   - ko`chish bilan kuch orasidagi burchak. Bu tenglikni skalyar
ko`payitma ko`rinishida ham yozish mumkin.

Fk
MK
a)
M
dk



 M k 1
M2



dr
C
dk 
F
M
C

M
S k
b)
M1

F
B
c)
B
38-shakl

Moddiy nuqtaning 1  2 ko`chishda unga ta’sir etuvchi F kuchning
bajargan ishi Fk  S k Cos elementar ishlar yig`indisiga teng ya`ni
n
A1, 2   Fk S k Cos k .
k 1
Bo`lakchalarning soni cheksiz oshganda ularning uzunliklari cheksiz kamayadi
deb bajarilgan ishning aniq qiymatini yuqoridagi tenglikda o`tib topamiz, ya`ni
n
A1, 2 
 Fk S k Cos k .
Lim
n 
k 1
S k  0
Yuqoridagi munosabat 1  2 yoy bo`yicha olingan integralni ifodalaydi va
quyidagicha yoziladi:
A1,2  S FCosdS.
(16.3)
12

Nuqtaga ta`sir etuvchi F kuchning cheksiz ko`chishda bajargan ishiga
elementar ish deyiladi va quyidagicha yoziladi:
4. Nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi
haqidagi teorema.
1. Nuqta massasi bilan uning tezligi kvadrati ko`payitmasi yarmiga nuqtaning
kinetik energiyasi deyiladi.
Nuqta kinetik energiyasining o`zgarishini qaraymiz. Buning uchun
dinamikaning asosiy tenglamasini olamiz
146

d 
m
 F,
dt

bu erda F - nuqtaga ta`sir etuvchi hamma kuchlarning teng ta`sir etuvchisi, m 

nuqtaning massasi. Bu tenglikning ikkala tarafini dr ga skalyar
ko`paytiramiz, ya`ni

d   
m
 dr  F  dr  d A.
(17.1)
dt

(17.1) tenglikning o`n tomoni F kuchning d A elementar ishini ifodalaydi,
chap tomoning ko`rinishini o`zgartiramiz:


 
 m 2 
d 
dr 
.
m
dr  m d  m d  d 
dt
dt
2


Bularga asosan (17.1) tenglik quyidagi ko`rinishga keladi:
 
 m 2 
  d A  F  dr .
(17.2)
d 
 2 
(17.2) tenglik kinetik energiya bilan elementar ish orasidagi differensial
bog`lanishni ifodalaydi yoki nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi
teoremaning differensial ko`rinishini ifodalaydi:
Teorema. Nuqta kinetik energiyasining differensiali nuqtaga ta`sir etuvchi
kuchning elementar ishiga teng.
(17.2) tenglikning ikkala tomonini dt ga bo`lib, (16.10) va (16.11) ifodalarni
etiborga olib, quyidagi tenglikni hosil qilamiz:
d  m 2 

  N,
(17.3)
dt  2 
ya`ni nuqta kinetik energiyasining hosilasi nuqtaga ta`sir etuvchi kuchning
quvvatiga teng.
Endi nuqtaning chekli ko`chishida uning kinetik energiyasining o`zgarishini

qaraymiz. Nuqta boshlang`ich t  t 0 paytda  0 holatda bo`lib, tezligi 0 bo`lsin,

ixtiyoriy t paytda  holatga ko`chib, tezligi  bo`lsin


(44-shakl). U holda
 

(17.2) tenglikning chap tomonidan 0 , , o`ng tomonini
F
M
 0  ko`chish bo`yiga integrallaymiz, natijada
2
 
m 2 m 0
(17.4)

 S F  dr


2
2
0
 


0
M0
yoki
44-shakl
2
m 2 m0

 A .
(17.5)
2
2
0 
(17.5) nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teoremani chekli yoki
integral ko`rinishini ifodalaydi.
147
Teorema. Nuqtaning bir holatdan boshqa holatga ko`chishida kinetik
energiyasining o`zgarishi unga ta`sir etuvchi kuchning ko`chishda bajargan to`la
ishiga teng.
2. Energiya integrali. Nuqtaga ta`sir etuvchi hamma kuchlar potensialli bo`lsin, u
holda teng ta`sir etuvchi kuchning elementar ishi

F  dr  du  d
bo`ladi va (17.2) tenglik quyidagi ko`rinishga keladi
 m 2 
   d,
d 
2


bundan
(17.6)
2
m
   x , y , z   h,
2
bu yerda h  integrallash o`zgarmasi va u boshlang`ich shartlardan topiladi, ya`ni
2
m0
h
   x0 , y 0 , z 0 ,
(17.7)
2
ya`ni h o`zgarmas nuqtaning boshlang`ich to`la mexanik energiyasiga teng.
(17.6) integral nuqtaga ta`sir etuvchi kuchlar faqat potensialli bo`lgan holdagina
o`rinli. Agar nuqtaga ta`sir etuvchi kuchlardan bittasi potensialli bo`lmasa ham
(17.6) tenglik bajarilmaydi. Masalan, qarshilik kuchi to`la mexanik energiyaga
qanday ta`sir ko`rsatishini
qaraymiz. Faraz qilaylik moddiy nuqtaga potensialli

kuchlar bilan birga Fk qarshilik kuchi ham ta`sir etsin.

Potensialli kuchlarning bajargan ishi  d  ga teng, Fk kuchining bajargan ishi
 
Fk dr ga teng. U holda (17.2) tenglik quyidagi ko`rinishga ega bo`ladi:
 
 m 2 
  d  Fk dr .
d 
 2 
Bundan
 
d  m 2

   Fk1   .

dt  2



Qarshilik kuchi bilan nuqtaning  tezligi
M
orasidagi burchak 180  ga teng shuning uchun
 


Fk    Fk1Cos180    Fk.
F
Fk
Natijada
45-shakl

d  m 2

(17.8)
     Fk1  0
dt  2

To`la energiyaning vaqt bo`yicha hosilasi manfiy, demak qarshilik kuchi
ta`siridan nuqtaning to`la mexanik energiyasi kamayadi yoki energiyaning
 
sochilishi sodir bo`ladi. Qarshilik kuchining quvvati Fk    Fk1 to`la mexanik
energiyaning kamayishini xarakterlaydi. Agar qarshilik kuchining moduli bx
(chiziqli qavushqoq) bo`lsa
148
 
bx 2
2
Fk1  bx  2
.
2
bx 2
bo`ladi.
miqdorga Releyning diesinativ funksiyasi deyiladi va energiyaning
2
sochilish o`lchovini bildiradi.
Nazorat savollari
1. Moddiy nuqta va uning massasi tushunchalarini ta’riflang.
2. Nuqtaning harakat miqdori deb nimaga aytiladi?
3. Nuqta harakat miqdorining momenti nimaga teng?
4. Nuqtaning kinetik energiyasi deb nimaga aytiladi?
5. Kuchning elementlar va to`la ishi nimaga teng?
6. Potensiyalli kuch maydoni ta’rifini bering?
7. Potensiyal energiya deb nimaga aytiladi?
8. To`la energiya nimaga teng?
9. Nuqta harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teoremani ta’riflang?
10. Nuqta kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teorema qanday
yoziladi?
11. Nuqta harakat miqdori momentining o`zgarishi haqidagi teorema
nima deydi?
Xulosa
Moddiy nuqtaning harakat miqdori, harakat miqdorining momenti,
kinetik energiyasi tushunchalari mexanikaning asosiy tishinchalaridir.
Nuqta dinamikasining umumiy teoremalari Nyutonning ikkinchi
qonunidan kelib chiqadi.
Potensiyalli kuch maydonida nuqtaning to`la mexanik energiyasi
o`zgarmasdir.
149
Moddiy nuqtaning to`g`ri chiziqli tebranma harakati.
13- Mavzu
O’quv soati – 2 soat
O’quv mashg’ulot
shakli
Mavzu rejasi
Talabalar soni: 50 ta
Ma’ruza (axborotli dars)
1. Moddiy nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar va
tebranma harakat turlari.
2. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi erkin
tebranishi.
3. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi
muhitdagi erkin tebranishi.
4. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi
majburiy tebranma harakati.
O`quv mashg`ulotning Moddiy nuqtaning garmonik tebranma harakati,
maqsadi
so`nuvchi tebranma harakati va majburiy tebranma
harakatlari haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning garmonik tebranma
Garmonik tebranma harakat haqida
harakati haqida tushuncha berish.
tushunchaga ega.
Nuqtaning so`nuvchi tebranma
Nuqtaning so`nuvchi tebranma harakati
harakati haqida tushuncha berish.
tushunchasini eslab qoladi.
Nuqtaning majburiy tebranma
Nuqtaning majburiy tebranma harakati
harakati haqida mufassal ma’lunot haqida bilimga ega va uni amaliyotga
berish.
qo`llay oladi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,Pinbord texnikasi, aqliy hujum
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “ Moddiy nuqtaning tebranma harakati ” mavzusining texnologik
xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
150
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
bosqich 1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
(20min) 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
151
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
13-Ma’ruza
Moddiy nuqtaning to`g`ri chiziqli tebranma harakati.
Reja:
1. Moddiy nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar va tebranma harakat turlari.
2. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi erkin tebranishi.
3. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi muhitdagi erkin tebranishi.
4. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi majburiy tebranma harakati.
Adabiyotlar: [1],359-378 sah, [5], 283-302 sah. [7], 3-bob.
Tayanch iboralar:
Qaytaruvchi kuch, markaziy kuch , bikrlik koeffitsiyenti,tebranishlar fazasi,
takrorlik, doiraviy chastota, faza, tebranish dekrementi, xos tebranishlar, majburiy
tebranishlar.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Qaytaruvchi kuch deb nimaga aytiladi?
2. Garmonik tebranma harakat deb nimaga aytiladi?
3. Tebranishlar fazasi deb nimani tushunasiz?
4. Tebranishlar amplitudasi nima?
5. Tebranishlar davri nima?
6. Rezonans hodisasi qachon ro`y beradi?
152
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring.
№
Asosiy tushunchalar
1
Moddiy nuqta.
2
Markaziy kuch.
3
Qaytaruvchi kuch.
4
Garmonik tebranma harakat.
5
Tebranishlar amplitudasi.
6
Tebranishlar chastotasi.
7
Doiraviy chastota, faza.
8
Tebranishlar davri.
9
Tebranma harakat grafigi.
10
So`nuvchi tebranma harakat.
11
Tebranishlar dekrementi.
12
Uyg`otuvchi kuch.
13
Rezonans hodisasi.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
153
Belgi
13-Mavzu. Moddiy nuqtaning to’g’ri chiziqli
tebranma harakati.
Bu bobda moddiy nuqtaning to’g’richiziqli tebranma harakatlari qaraladi:
moddiy nuqtaning qarshiliksiz va qarshilik ko’rsatuvchi muhitdagi erkin va majburiy tebranishlari
1. Moddiy nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar
va tebranma harakat turlari
Nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlardan muhim ahamiyatga ega bo’lgan kuch
bu nuqtaning hamma vaqt muvozanat holatiga qaytaruvchi kuch hisoblanadi. Bu
kuchga tiklovchi kuch deyiladi. Elastalik kuchlari bunga misol bo’ladi. Tiklovchi
kuch nuqtaning muvozanat holatdan og’ishiga bog’liq, ya’ni nuqtaning
holatiga bog’liq va hamma vaqt muvozanatni aniqlovchi nuqtaga qarab
yo’nalgan bo’ladi.
Nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlardan yana bir turi, nuqtaning tezligiga bog’liq
bo’lgan kuch, bu kuchga qarshilik kuchi deyiladi. Bunday kuchlarga havoning
qarshilik kuchi, sirtning ishqalanish kuchi va h.k. lar kiradi. Yana bir tur kuchlarga
nuqtaga tashqaridan ta’sir etuvchi va vaqtning funksiyasi bo’lgan kuchlar kiradi.
Bu kuch nuqtani muvozanat holatdan chiqarishga harakat qiladi, shuning uchin
ham bu kuchga uyg’otuvchi kuch yoki majburlovchi kuch deyiladi.
Bu bobda yuqorida bayon qilingan kuchlar yoki ularning birgalikdagi ta’sir
natijasida hosil bo’ladigan tebranishlar o’rganiladi.
Agar nuqtaning tebranishi faqat tiklovchi kuch ta’siridan sodir bo’lsa,
bunday tebranishga erkin tebranish deyiladi.
Nuqtaning tebranishi tiklovchi va qarshilik kuchlari ta’sieridan hosil bo’lsa,
bunday tebranishga erkin so’ruvchi tebranish deyiladi.
Nuqtaning tebranishi tiklovchi va uyg’otuvchi kuchlar tasiridan hosil bo’lsa,
bunday tebranishga qarshiliksiz muhitdagi majburiy tebranish deyiladi. Agar
nuqtaga tilovchi va uyg’otuvchi kuchlar bilan birga qarshilik kuchi ham ta’ir
etayotgan bo’lsa, nuqtaning bundy holdagi harkatiga qarshilik ko’rsatuvchi
muhitdagi majburiy tebranish deyiladi.
2. Nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi
erkin tebralishi.

Moddiy nuqta faqat tiklovchi kuch ta`siridan
M
O
F
harakatlansa, uning bunday harakatiga erkin (garmonik)
x
x
tebranma harakat deyiladi (12-shakl).Biz tiklovchi
kuchning masofaning chiziqli funksiyasi,
ya`ni
12-shakl
masofaga propersional bo’lgan holini qarash bilan
chegaralanamiz.
Tiklovchi kuchning x o’qidagi proeksiyasi quyidagicha bo’ladi.
Fx  CX ,
(11.1
Bu yerda c -propersionallik koeffisienti. Nuqtaning harakat differensial
tenglamasi quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
mx  cx
154
C / m  k 2 belgilashni kiritib, yuqoridagi tenglamni quyidagi ko’rinishda yozamiz:
x  k 2 x  0
(11.2)
(11.2) tenglama moddiy nuqtaning tiklovchi kuch ta’siridagi harakat differensial tenglamasini yoki erkin tebranma harakat differensial tenglamasini
ifodalaydi.
(11.2) tenglamaning umumiy yechimi.
x  C1Coskt  C 2 Sinkt
(11.3)
Ko’rinishda bo’ladi.  k  (11.2) tenglamaning 2  k 2  0 xarakteristik tenglamasining ildizlari. C1, C 2, lar integrallash o’zgarmaslari.
(11.3) yechimni boshqacha ko’rinishda ham ta’svirlash mumkin:
X  aSin(kt   ),
(11.4)
Bu yerda:
C
2
a  C1  C22 ,
tg  1 .
(11.5)
C2
a va  yoki integrallash o`zgarmaslari nuqtaning boshlang`ich holati va boshlang`ich tezligi, ya`ni boshlang`ich shartlardan topiladi.
(11.4) tenglamadan ko`rinib turibdiki nuqtaning tiklovchi kuch ta`siridagi
sinus oida da (yoki kosinus oida ) qonuni bilan sodir bo`lar ekan. Bunday harakatga erkin tebranma harakat, yoki garmonil tebranma harakat deyiladi.
kt   argumentga tebranish fazasi,  ga boshlang`ich faza deyiladi. k
nuqtaning 2 davrdagi tebranishlar sonini ifodalaydi, unga tebranishning doiraviy
chastotasi deyiladi. k tebranish chastotasi boshlang`ich shartlardan bog`liq emas.
Faqat sistema parametlari bilan aniqlanadi. Shu bois bazan k ga sistemaning xususiy chastotasi ham deyiladi.
Tebranish amplitudasi va boshlang`ich fazasi boshlang`ich shartlardan topiladi.
Nuqtaning boshlang`ich paytdagi holati va boshlang`ich tezligi berilgan bo`lsin,
ya`ni
t  0, x  x0 ,
x  x 0 ,
(11.6)
(11.4) dan nuqtaning tezligini topamiz:
x  akCos (kt   )
(11.7)
(11.6) boshlang`ich shartlarni (11.5) va (11.7) tenglamalarga qo`yamiz:
x0  aSin
x 0  akCos 
Bulardan:
2
kx
x0
2
tg  0
(11.8)
a  x0  2 ,
X 0
k
Sinus 2 davrli davriy funksiya bo’lgani uchun (11.4) dan.
2
m
x
k t  T     kt  2t  T 
 2
.
(11.9)
T
k
c
a
x0
T ga tebranish davri deyiladi. Demak tebranish davri
boshlang`ich shartlardan bog`liq ekan. Tebranishning bu
a
t
xossasiga izoxron izoxronlik xodisasi deyiladi.
Quyida bir nechta masalalar qaraymiz:
155
13shakl
1- masala. Massasi m bo`lgan yuk vertikal prujinaga osilgan (14shakl). Yukning og`irlik kuchi va tiklovchi kuch (prujinaning elastnlik kuchi)lari
ta`siridan hosil bo`ladigan harakat differensial tenglamasi tuzilsin.
Yechish. Yuk osilgan prujinaning uzunligini l0 bilan belgilaymiz. Prujinaga
yukni osib sekin qo`ysak prujina ma`lum masofaga cho’zilib to`xtaydi, bu
cho`zilishga prujinaning statik cho`zilishi yoki yukning sitatik ta`siridan
cho`zilishi deyiladi. Bu deformatsiyani  ct bilan. Yukning bu holatiga uning
muvozanat holati deyiladi. Koordinatalar boshini yukning muvozanat holatida
olib, x o’qini vertikal pastga yo`naltiramiz. Guk qonuniga asosan uncha
katta bo`lmagan ko’chishlar uchun elastiklik kuchi prujinaning
A
defermatsiyasi /  ct  x / ga teng deb olish mumkin, shuning
uchun.
0
F  C /  ct  x /,
bu yerda  ct - statik deformatsiya, x -dinamik ta`sir tufayli hosil
bo`ladigan deformatsiya. c propersionallik koeffiensiyenti, unga O1
prujinaning bikirligi, deyiladi. Elastiklik kuchining x o`qidagi
proyeksiyasi
Fx  c ct  x 
ga teng. Yukning harakat O 
F
differensial tenglamasi quyidagicha bo`ladi.
x
mx  mg  F ct  F H .

F ct -elastiklik kuchining statik deformatsiya holatidagi qiymati

mg

ct
mg - og`irlik kuch muvozanatlashadi, ya`ni mg  F  0,
F H  cx. Natijada yuqoridagi tenglama quyidagi ko`rinishga
14-shakl
x
keladi:
mx  cx yoki x  k 2 x  0,
bu yerda k 2  s / m
Agar koordinatalar boshini O1 nuqtani olsak Fx  cx bo`ladi va nuqtaning
harakat difererensial tenglamasi.
mx  mg  cx yoki x  k 2 x  g ,
ko’rinishda bo’ladi.
Agar koordinatalar boshini qo`zg`almas A nuqtada olsak Fx  c ( x  l0 )
bo’ladi va nuqtaning harakat differensial tenglamasi.
mx  mg  c x  l0  yoki x  k 2 x  g  k 2l 0
Koordinatalar sistemasini qulay qilib tanlash masalaning yechilishini ancha
osonlashtiradi.
2-Masala. Massasi 2kg bo`lgan jism silliq gorizontal tekislikda harakatlanadi.
Prujinaning bir uchi qo`zg`almas qilib mahxamlangan. Boshlang`ich paytda jism
muvozanat holatdan 2 sm ga o`ng tomonga siljitib 30 sm / c boshlang`ich tezlik
H
bilan qoyib yuborilgan. Prujinaning bikirlik koeferisienti 2
. Prujina massasini
sm
hisobga olmay, jismning keyingi harakat tenglamasi topilsin.
156
N
x
a)
b)
x

F
M
O
x

mg
15-shakl
Yechish. Koordinatalar boshini yukni muvozanat holati O nuqtada olib,
x o’qini gorizont bo`ylab o`ng tomonga yo`naltiramiz. U holda boshlang`ich
shartlar quyidagicha bo`ladi.
t  0, x0  2 sm, x 0  30 sm / c
(a)

Nuqtaga ta`sir etuvchi kuchlar: F - elastiklik kuchi, mg - og`irlik kuchi,



N tekislikning normal reaksiyasi. Tekislik gorizontal bo`lgani uchun N  mg  0.
Elastiklik kuchning x o`qidagi proeksiyasi Fx  cx. Nuqtaning harakat differensial tenglamasi quyidagicha bo`ladi:
c
(b)
mx  cx yoki x  k 2 x  0, k 2  .
m
(b) tenglamaning umumiy yechimi
x  C1Coskt  C2 Sinkt .
Bu tenglamadan:
x  kC1 Sinkt  kC2 Coskt.
M
CM
c
2
1
1

 100  10 .
(g)
m
2kg
c
c
(a) boshlang`ich shartlarni (b) va (g) tenglamalarga qo`yib, C1, va C2, larni
topamiz :
sm
2 sm  C1 ,
30
 kC2  C1  2 sm, C2  3sm
c
Bularni (b) tenglamaga qo`yib nuqtaning harakat tenglamasini topamiz:
x  2Cos10t  3Sin10  13Sin 10t   .
k
Tebranish amplitudasi a  13  3,6 sm,
2
  tg  3330.
3
3-masala. Massasi 5kg bo`lgan jism vertikal bilan   30  li burchak
tashkil qiluvchi qiya tekislikda turgan jismga bekirligi C  98 H / M bo`lgan
prujina birik-tirilgan. Prujina tekislikka paralel. Boshlang`ich paytda jism
cho`zilmagan prujina uchiga ulanib unga qiya tekislik bo`ylab pastga yo`nalgan
Tebranishning boshlang`ich fazasi
157
0  6,2m / s boshlan-g`ich tezlik berilgan bo`lsa, jismning harakat tenglamasi
topilsin.
Koordinatalar boshi yukning statik muvozanat holatida olinsin (16-shakl).
Qiya tekislik silliq deb olinsin, ya`ni ishqalanish kuchi hisobga olinmasin.

0

N

W
b)
a)


P2
x


F
O
M

P1

P
16-shakl
Yechish. Koordinatalar sistemasi va nuqtaga ta`sir etuvchi kuchlar 16bshaklda tasvirlangan.
 16b-shaklga hisob sixemasi deyiladi. 16b -shaklda

tasvir-langan
  N va P kuchlar muvozanatlashgan kuchlar sistemasini hosil qiladi,
ya`ni N  P1  0 . Natijada qolgan kuchlarning x o`qidagi proyeksiyalari:
Px  P2  mgSin  ,
Fx  cl ct  cx,
Px  cl ct  0.
Nuqtaning harakat differensial tenglamasi:
mx  cx yoki x  k 2 x  0,
Bu yerda:
c 98H / M
1
1
k2  
 19,5 2 , k  4,42 .
c
m
5kg
c
Boshlang`ich shartlar:
t  0;
x0  l ct  0,5M ,
x 0  6,2 m / s
(a) tenglamaning umumiy yechimi:
x  ACoskt  BSinkt,
x   kASinkt  BkCoskt.
(a)
(b)
(v)
(g)
(v) boshlang`ich shartlarni (g) tenglamalatga qo`yib, A va B larni topamiz:
A  5 M
M /c
 5 A
6,2
6,2M / c
B 

 1,44 M .

1
k
6,2 M / c  Bk
4,42
c
A va B larni topilgan qiymatlarini (g) tenglamalarning birinchisiga qo’yib,
nuqtaning harakat tenglamasinini topamiz:
158
X  1,44 Sin 4,42t   5Cos 4,42t M .
4-masala (I.V.Metcherskiy 32.4). Bir -biriga paralel qo`shilgan ikkita
prujinaga osilgan m massali yukning erkin tebranishlari davri va bu ikkala prujinaga envivalent bo`lgan prujinaning bikirleng koedisienti topilsin.
Yuk shunday joylashganki, bikirlik koefunsientlar c1 va c2 bo`lgan ikkala prujina
ham bir xil uzunlikka cho`zildi (17-shakl).
Yechish.

 Yuk ta`sir etuvchi kuchlar: prujinalarning elastcheklik kuchlari
F1 , F2 va og`irlik kuchi P.
C1
a)

F1
C2
d1
b)
d2

F
O
d1
x
Q

F2
 d2
P2
17-shakl
Koordinatalar boshini yukning statik muvozanat holatida olib, x o`qini
vertikal pastga yo`naltiramiz. Hisob sxemasi 17b - shaklda ta`svirlangan. Ikkita
prujinaga ekvavalent prujinaning bikirligni c bilan belgilaymiz va ekastiklik
kuchini F bilan
 belgilaymiz.
 
U holda

F  F1  F2 , P  F ct  0.
F ct  Cl ct .
Ikkala prujina ham bir xil masofaga cho`zilgani uchun
F ct  c1 Lct  c1  c2 l ct
ikkinchi tomondan
F ct  Cl ct
Bullardan
c  c1  c2 .
Ikki parallel kuchning teng ta`sir etuvchisini qo`yilish nuqtasi quyidagi proporsiyadan topiladi:
cl
cl
F1 F2
c
d

 1 ct  2 ct  1  2 .
d 2 d1
d2
d1
c 2 d1
Xususiy tebranish chastotasi:
c  c2
m
,
k 1
, tebranish davri T  2
c1  c2
m
Ekvivalent prujinaning bikirligi c  c1  c2 .
3. Nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi muhitdagi erkin
tebranishi
159

Moddiy nuqtaning masofaga proporsional bo`lgan F tiklovchi kuch va nuqta
tezligiga bog`liq bo`lgan qarshilik kuchlari ta`siridagi harakatini qaraymiz.
Muhitning qarshilik kuchini nuqta tezligiga proporsional va tezlikka qarama-qarshi



 
yo`nalgan deb olamiz, ya`ni R    (18-shakl).
O R F
M

Koordinatalar boshi O nuqtani yukning
x
x
muvozanat holatida olib, x o`qini trayektoriya bo`ylab
yo`naltiramiz.
18-shakl
Tiklovchi kuchning dinamik qiymati:
F  c x.
Bu holda nuqtaning harakat differensial tenglamasi quyidagi ko`rinishda
bo`ladi:
mx  cx   x, yoki x  2 h x  k 2 x  0,
(11.1)
bu yerda

c
2h  ,
k2  .
m
m
(11.1) tenglama moddiy nuqtaning qarshilik va tiklovchi kuchlar ta`siridagi
harakat differensial tenglamasini ifodalaydi.
(11.1) tenglamaning xarakteristik tenglamasi va uning ildizlari
quyidagicha bo`ladi:
2  2h  k 2  0,
1  h  h 2  k 2 , 2  h  h 2  k 2 .
(11.2)
c
miqdor nuqtaning xususiy tebranish chastotasi muhitning
m
qarshilik koerdisiendan katta bo`lsin, ya`ni k  n . U holda h 2  k 2  0,
bo`ladi.
k12  k 2  h 2 belgilashni kiritsak, xarakteristik tenglamaning ildizlari.
1  h  ik1 ,
2  h  ik1
Ko`rinishda bo`ladi.
Bu holda (11.1) tenglamaning umumiy yechimi quyidagi ko`rinishda bo`ladi:
x  e  ht C1Cosk1t  C 2 Sink1t ,
(11.3)
yoki
x  ae  ht Sin k1t   .
(11.4)
C1 va C 2 yoki
a, va  integrallash o`zgarmaslari boshlang`ich
shartlardan topiladi. Boshlang`ich shartlar
t  0; x  x0 , 0  x 0
(11.5)
Ko`rinishda berilgan bo`lsin.
(11.4) dan vaqt bo`yicha bir marta hosila olamiz:
x  ea  ht  hSin (k1t     k1Cos (k1t   ) .
(11.6)
(11.5) boshlang`ich shartlarni (11.4) va (11.6) tenglamalarga
qo`yamiz:
k
160

x0  aSin
x 0  hx0 2
2
(11.7)
 A  x0 
,

k1
 x 0   h Sin   k1a Cos
x0 k1
tg 
.
(11.8)
x 0  hx0
(11.4) formuladan ko`rinib turibdiki moddiy nuqtaning harakati davriy takrorlanuvchi harakat, ya`ni tebranma harakatdan iborat bo`ladi. Vaqtning ixtiyoriy
paytida
x  ae  ht
tengsizlik o`rinli, ya`ni x koordinata x o`qiga nisbatan simmetrik bo`lgan
x  ae  ht va x   ae  ht egri chiziqlar orasida bo`lar ekan.
ae  ht ga tebranish amplitudasi deyiladi. Tebranish amplitudasi vaqt o`tishi bilan
cheksiz kamayadi.
Bunday ko`rinishdagi tebranishga so`nuvchi tebranish deyiladi. (19-shakl).
k1  k 2  h 2
(11.9)
ga so`nuvchi tebranish chastotasi deyiladi.
Nuqtaning bir tomonga qarab ketma-ket ikki marta og`ishlari orasidagi o`tgan
davrga tebranish davri deyiladi. So`nuvchi tebranish davri
2
2
T1 

.
(11.10)
2
2
k1
k h
Buni boshqacha ko`rinishda ham tasvirlash mumkin:
2
T
(11.11)
T1 

,
2
2
k 1  h / k 
1  h / k 
bu yerda T  2 / k xususiy tebranish davri.
Moddiy nuqtaning muvozanat holatdan ketma- x
T2
T1
ket og`ishlari ketma-ketligi Ai  ni qaraymiz.
x0
Ai  ae  hti Sin kti   ,
A i  1  ae
 h ( t i  T1 /
2
)
.
x  ae  ht
O
 h ( t i  T1 / 2 )
Ai 1 ae
(11.12)

 e  hT1 / 2 .
hti
x   ae  ht
Ai
ae
Ai 1 / Ai nisbat o`zgarmas va birdan kichik
ti
19-shakl
bo`lgani uchun Ai  amplitudalar ketma-ketligi
maxraj d  5e  hT1 / 2 ga teng bo`lgan kamatuvchi geometrik progressiyani tashkil
qilar ekan.
 hT1 / 2
.
d e
miqdorga tebranish dekrementi deyiladi.
D  ln d   hT1 / 2 miqdorga logariflik dekrement deyiladi.
2- hol. Muhitning qarshilik koeffisiyenti, xususiy tebranish chastodasidan
katta bo`lsin ya`ni h  k . Bu holda xarakteristik tenglamaning ikkala ildizi ham
haqiqiy manfiy bo`ladi, ya`ni
161
t
2  h  h 2  k 2 ,
1   h  h 2  k 2 ,
Bu holda (11.1) tenglamaning umumiy yechimi quyidagi ko`rinishda bo`ladi.
*
*
x  e  ht Ae k t   e  k t ,
(11.13)


Bu yerda k *  h 2  k 2 ,
(11.13) yechishni boshqacha ko`rinishda yozish ham mumkin
x  e  ht C1Cosk *t  C 2 Sink *t ,
(11.14)
bu yerda
C1  C2
C  C2
,
B 1
,
2
2
A va B larni quyidagi ko`rinishda
A  aSin ,
B  aCos
almashtirib (11.14) yechimni quyidagicha ko`rinishda ham tasvirlash mumkin:
x  ae  ht Sink *t   
(11.15)
(11.15) tenglamadan ko`rinib turibdiki bu holda nuqtaning harakati
tebranma bo`lmaydi, chunki giperbolik sinus davriy funksiya emas. Boshlang`ich
tezlikning yo`nalishiga qarab, nuqtaning harakati 20-rasmlarda tasvirlangan egri
A
x
a)
x0
O
x

0  x
b)
x0

0  x
x
Boshlangich
tezlik yetarlicha
katta bo’lgan hol
x0
c
t
O
O
t
Boshlang’ich
tezlik kichik
bo’lgan hol
t
20-shakl
chiziqlarning bari bo`yicha sodir bo`ladi.
3-hol. Muhitning ishqalanish koeffisienti xususiy tebranish chastotasiga teng
bo`lsin, ya`ni h  k . Bu holda xarakteristik tenglamaning ildizlari.
1  2  h .
Bo`ladi. (11.1) tenglamaning umumiy yechimi
x  e  ht C1t  C 2 
(11.16)
Ko`rinishda bo`ladi.
(11.16) dan nuqtaning tezligini topamiz:
x  he  ht C1t  C 2   e  ht  C1
(11.17)
(11.15) boshlang`ich shartlarni (11.16) va (11.17) tenglamalarga qo`yib, C1
va C 2 larni topamiz, ya`ni
C2  x0 ,
C1  x 0  hx0 .
Bularni (11.16) ga qo`yib, nuqtaning berilgan boshlang`ich shartlarni qanoatlantiruvchi harakat tenglamasini topamiz:
162
x  e  ht x0   x0  hx0 t .
(11.18)
(11.18) yechimdan ko`rinib turibdiki nuqtaning harakati bu holda ham davriy
bo`lmaydi, ya`ni nuqta o`zining muvozanat holatiga asimptotik ravishda intiladi.
Quyida moddiy nuqtaning so`nuvchi tebranma harakatiga doir bir nechta masalalar
qaraymiz.
5- masala (I.V.Metcherskiy 32.66). Massasi 5kg bo`lgan jism bikirlik
koeffisienti 2 kH / m ga teng prujinaga osilgan. Muhitning qarshilik kuchi tezlikka
proporsional. To`rt marta tebranishdan keyin amplituda 12-marta kichraydi. Yukni
cho`zilmagan prujina uchiga ilib, boshlang`ich tezliksiz qo`yib yuborilgan
bo`lsa, jismning harakat tenglamasi topilsin.
Yechish. Masalaning shartiga ko`ra:
T0
 12.
Tb

hT

Maxraji e
ga teng bo`lgan geometrik propressiyaning n - hadini topish
formulasiga asosan:
 hT
A8  A0  e 2

8
 hT
8

  A0 e 2


Bundan

A
A
hT
hT
8  Lu 8 
8  Lu 0  Lu12,
2
A0
2
A8
bundan
hT ln 12

 0,31 
2
8
(11.10) formulaga asosan:
2
T
k 2  h2
(a) va (b) formulalardan:
0,622
h2
T
0,62
.
h
(b)
2

4 2
0,62  k 2
2
 2
h  2
,
2
k  h2
4  0,62 
c 2000 H / M
1
k  
 400 2 ,
m
5kg
c
2
Bularga asosan.
(a)
(a)
1
h 2  1,97 .
c
formuladan tebranish davri.
T  0 , 315 c .
163
4 2  39,44.
Tebranishning logarifmik dekrementi:
hT
d
 0,31.
2
Endi so`nuvchi tebranish chastotasini topamiz:
1
k1  k 2  h 2  400  3,82  19,9 .
c
(11. 3) formuladan foydalanib, so`nuvchi tebranma harakat tenglamasini
yozamiz:
x  e 1,97 t  ACos k1t  BSin k1t .
(b)
Koordinatalar boshini yukning statik muvozanat holatiga olamiz. U holda boshlang`ich shartlar quyidagicha bo`ladi:
t  0;
x0  ct ,
x 0  0.
mg 5kg  9,8 M / c 2
ct 

 2,45cm.
(g)
c
2000H / M
(b) dan vaqt bo`yicha hosila olamiz:
x  1,97e 1,97 t  ACos k1t  BSin k1t   e 1,97t k1 A Sin k1t  k1 B Cos k1 t .
(d)
(g) boshlang`ich shartlarni (v) va (d) tenglamalarga qo`yiib A va B larni topamiz:
A  2,45cm
  2,45eM  A
1,97 A


0  1,97 A  19,9 B B  19,9  0,242cm.
Bularni (b) tenglamaga qo`yib, yukning harakat tenglamasini topamiz, ya`ni
X  e 1,97t  2,45 Cos19, 9t  0,142 Sin19, 9 t cm.
6- masala (I.V.Metcherskiy 32. 74). Sharnir bilan O nuqtaga biriktirilgan
sterjen uchidagi og`ir A nuqta kichik tebranishlarining differensial tenglamasi
tuzilsin, shuningdek so`nuvchi tebranishlar chastotasi topilsin. Muhitning qarshilik
kuchi tezlikning birinchi darajasiga proporsional, proporsionallik koefisiyenti  .
A nuqtaning og`irligi P prujinaning bikirlik koefisiyenti c , sterjen uzunligi
 , masofa OB  b. Sterjening massasi, massasi hisobga olinmasin. Muvozanat
holatida sterjen gorizontal joylashgan,  koeffisientning qanday qiymatida operiodik bo`ladi (21a-shakl).
y

F
a)
b)
b

J

R
A
B
yB

21-shakl
Yechish. Hisob sxemasi 21b -shaklda tasvirlangan.
164

y
x
yA
yB b
b
  yB  y A ,
yA 

b
y A ,

cb
Elastiklik va qarshilik kuchlari: F  cy B  y A ,

b
R   y B 
y A .

O nuqtaga nisbatan moment tenglamasini tuzamiz:
p
J  bR  bF  0, J  my  y
g
Natijada
p
 b2
Cb 2
P
b2
b2
y   2 y  C 2 y  0
 y
y 
y  0 yoki
g


g


(a) tenglamaning xarakteristik tenglamasi:
 b2
p 2
Cb 2
 g b2
C g b2
2

 0.
 
 C
 0 yoki  
P 2
P
g


Xususiy tebranish chastotasi va ishqalanish koeffisientlari:
21b-shakldan:
k2 
cgb 2
,
p 2
h
y B 
cgb 2
.
2 p 2
(a)
(b)
(v)
So`nuvchi tebranish chastotasi:
2
cgb 2  2 g 2 b 4 b cg   g b 
k1  k  h 




p 2
4 p 24
 p  2 p 
2 va 3 hollarga asosan h  k bo`lganda harakat perepodik bo`ladi. (b)
formulalarga asosan:
7 - masala (I. V. Metcherskiy 32. 68). 4,9 H kuch bilan 10 sm ga
cho`ziladigan prujinaga osilgan va massasi 1,96kg bo`lgan jism harakat vaqtida
tezlikning birinchi darajasiga proporsional bo`lgan qarshilikka uchraydi va bu qarshilik 1M / c tezlikda 1/ 9,6 H ga teng. Boshlang`ich paytda prujina muvozanat
holatidan 5cm ga cho`zilgan va jism boshlang`ich tezliksiz harakatga
keltirilgan.
Jismning harakat qonuni aniqlansin.
Yechish. 4,9 H kuch prujinani 10 sm ga cho`zsa, 1sm cho`zish uchun
4,9 H
H
H
 0,49 , ya’ni c  49 .
10cm
cm
M
R   ,   1M / c bo’lganda R  1,96H
kg M C
kg
1 / 9,6 H    1M / c    1 / 9,6 2  ;
  1 / 9,6
C
M
c
Jismning harakat differensial tenglamasi
2
2
165
1  h  h 2  k 2 ,
2  h  h 2  k 2 .
kg
c
H
M

19,6
1
C 49,

 25 ,
k2  
 25, k  5.
gm 2  19,6 kg
c
m 1,96 kg
Xarakteristik tenglamaning ikkala ildizi ham bir xil va x1, 2  5. U holda nuqtaning harakat tenglamasi quyidagicha bo`ladi:
x  e 5t C1t  C2 .
(a)
h
x  5e 5t C1t  C 2   ae 5t .
(b)
Boshlang`ich shartlar: t  0; x0  5cm, x 0  04. Bularni (a) va (b) tenglamalarga qo`yamiz:
C 2  5cm;
 5  C2 ;


0  5C 2  C1 C1  5C2  25cm.
Natijada
x  e 5t 25t  5cm  5e 5t 5t  1cm.
Harakat davriy bo`lmas ekan.
4. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi
majburiy tebranma harakati.
Massa, kuch, bikirlik, tezlik, tezlanish, ampletuda, tebranish chastotasi, tebranish
davri, tebranish fazasi, rezonans, bieniya.
Moddiy nuqtaning tiklovchi kuch va uyg`otuvchi kuchlar ta`siridagi harakatini qaraymiz. Uyg`otuvchi kuch umumiy holda vaqtning ixtiyoriy funksiyasi
bo`lishi mumkin. Bu paragrafda uyg`otuvchi kuchning praktikada muhim ahamiyatga ega bo`lgan oddiy holini qarash bilan chegaralanamiz. Uyg`otuvchi kuch
vaqtning garmonik funksiyasi ko`rinishida berilgan bo`lsin, ya`ni HSin  pt    .
Uyg`otuvchi kuch amplitudasi,  - uyg`otuvchi kuch chastotasi,   boshlang`ich
fazasi.
Fx  Cx,
Qx  H Sin  p t    .


M
Q
F
Nuqtaning harakat differensial tenglamasi O
x
x
quyidagi ko`rinishda bo`ladi:
 x  cx  H Sin p t   
m
22-shakl
yoki
x  k 2 x  H 0 Sin pt   ,
bu yerda
(12.1)
166
c
H
H0  .
,
m
M
12.1) tenglamaning umumiy yechimi unga mos
x  k 2 x  0
(12.2)
Birjenili tenglamaning umumiy yechimi va (12.1) tenglamaning birorta xususiy
yechimlari yig`indisiga teng. (12.2) tenglamaning umumiy yechimi quyidagicha
bo`ladi:
x1  aSin kt   ,
(12.3)
bu yerda a va  lar integrallash o’zgarmaslari.
(12.1) tenglamaning xususiy yechimini
x2  ASin  pt   
ko’rinishda axtaramiz. A noma’lum son. x2 va x2 larni (12.1) tenglamag qo’yib,
A ni topamiz:
 Ap 2 Sin pt     Ak 2 Sin pt     H 0 Sin pt   
yoki
k 2  p 2 ASin  pt     H 0 Sin  pt   .
Bundan
H
A 2 0 2 .
k p
Natijada xususiy yechim quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
H
x2  2 0 2 Sin pt   .
(12.4)
k p
Shunday qilib, (12.1) tenglamaning umumiy yechimi quyidagi ko’rinishda
tasvirlanadi:
H
x  aSinkt     2 0 2 Sin pt   .
(12.5)
k p
(12.5) tenglama ikkita garmonik tebranma yig’indisini ifodalaydi:
k xususiy chastotali garmonik tebranma harakat va chastotasi uyg’otuvchi kuch
chastotasiga teng bo’lgan garmonik tebranma harakatlar. a va  lar boshlang’ich
shartlardan topiladigan shartlar.
Majburiy tebranish amplitudasi quyidagiga teng:
H
(12.6)
A 2 0 2 .
k p
k2 
Ikkita hol uchun (12.4) formulani (12.6) dan foydalanib, yozamiz:
k  p - xususiy tebranish chastotasi uyg’otuvchi kuch chastotasidan katta
bo’lgan holda
x2  ASin  pt   . ( k  p )
k  p - xususiy tebranish chastotasi uyg’otuvchi kuch chastotasidan kichik
bo’lgan holda
x2  ASin pt     ASin  pt     . k  p
Bulardan quyidagi xulosa kelib chiqadi: p  k bo’lgan holda majburiy
167
tebranish fazasi uyg’otuvchi kuch fazasi bilan bir xil bo’ladi, p  k bo’lgan holda
majburiy tebranish fazasi uyg’otuvchi kuch fazasida  masofaga siljigan bo’ladi:
(12.6) formulani   p / k almashtirib olib, quyidagi ko’rinishga keltiramiz:
H
xsT
H
(12.7)
A 2 0 2 

,
k 1 
c 1   2 1  2
bu yerda m  xcT -nuqtaning muvozanat holatdan statik og’ishi, ya’ni nuqtaning
c
uyg’otuvchi kuch eng katta qiymatga ega bo’lgan paytdagi og’ishi quyidagi belgilashni kiritamiz:
A
1


.
x sT 1  2
 - miqdorga dinamikning koeffisienti deyiladi.
 miqdor tebranish amplitudasining statik og’ishidan necha marta kattaligini
aniqlaydi. 23-shaklda  ning  ga bog’liqlik grafigi tasvirlangan.
Grafikdan ko’rinib turibdiki,   p  1 bo’lganda dinamiklik koeffisiyenti tez
k
o’sib ketadi.
(12.5) ning ikkala tomonidan vaqt bo’yicha hosila olamiz:
H 
x  akCoskt     2 0 2 Cos pt   .
(12.8)
k p
Boshlang’ich shartlar
t  0;
x  x0 ,
x  x 0 .
ko’rinishda berilgan bo’lsin.
Berilgan boshlang’ich shartlarni (12.5) va (12.8) tenglamalarga qo’yamiz:
H
H0
aSin  x0  2 0 2 Sin
x0  aSin  2
Sin
k 
k  2
(12.9)

x
H0
H0
aSin  0 
Sin

x0  aSin  2
Sin .
k k (k 2   2 )
k  2
(12.5) yechimni quyidagi ko’rinishda yozamiz:
x
H
H



x  x0Coskt  0 Sinkt  2 0 2  SinCoskt  CosSinkt   2 0 2 Sin pt   .
k
k p 
k
 k p
x
2
P

A * (t )
0
t
1
2
Pk
0
24-shakl
1
168
23-shakl
  P/k
H0 


Sin Cos kt  Cos  Sin kt  . qo`shiluvchi xususiy
2 
k p 
k

chastotali tebranishni ifodalaydi, demak hat x0  0 x 0  0. boshlang`ich shartlarda
ham nuqta xususiy chastotali tebranishda ishtirok etar ekan. Bu tebranishlar amplitudasi boshlang`ich shartlardan bog`liq emas.
Endi uyg`otuvchi kuch chastotasi xususiy chastotaga juda yaqin bo`lgan holni
qaraymiz (   k ). U holda x0  0 va x 0  0. boshlang`ich shartlar uchun (12.10)
(12.10) yechimdagi

2
yechimni quyidagi ko`rinishda yozish mumkin (  / k  1, lekin k 2   2  0 ):
H
x  2 0 2 Sin pt     Sinkt   
k 
yoki
x2
H0
 k
 k

Sin
tCos
t   ,
2
k 
2
 2

2
(12.11) yechimda t  0;
ya`ni
 k

 

 2

(12.11)
2
4
,
, … bo`lganda x0  0 . Bo`ladi,
 k  k
2
, davr bilan nuqta o`zining muvozanat holatiga qaytadi. Uzunligi
 k
2
, ga teng bo`lgan vaqt oralig`ida tebranish o`sib kamayadi (24-shakl).
 k
Bunday harakat--ga biyeniya hodisasi deyiladi. Biyeniya holida tebranish
uyg`otuvchi kuch chas-totasi bilan sodir bo`ladi. Tebranish amplitudasi
H
 k
A* t   2 2 0 2 Sin
t
k 
2
davriy ravishda sekin o`zgaradi (24-shakl).
Endi xususiy tebranish chastotasi uyg`otuvchi kuch chastotasiga teng bo`lgan
holni qaraymiz, ya`ni   k . Bu holda (12.1) tenglamaning xususiy yechimini
X  AtSin  pt   
(12.12)
ko`rinishda axtaramiz. (12.12) yechimni (12.1) tenglamaga qo`yib, quyidagi munosabatni hosil qilamiz:
2 ACos  pt     H 0 Sin  pt   
Quyidagicha belgilash kiritamiz:  t      p t     , natijada
2 A Cos  H 0 Sin      ,
yoki
2 A Cos  H 0 Sin Cos      H 0Cos  Sin   .
Bu tenglik
H 0Cos      0,
H 0 Sin      2 A
169
shartlarda ayniyatga aylanadi. Bunda Cos      0,
A  H 0 / 2 ,
     2.
Shunday qilib
H t
x2   0 Cos pt   .
2
(12.1) tenglamaning umumiy yechimi
H 0t
Cos pt   
2
(12.13) majburiy tebranma harakat amplitudasi
vaqtga nisbatan chiziqli qonun bilan cheksiz o`sadi (25shakl).
Bunday hodisaga rezonais hodisasi deyiladi.
Quyida nuqtaning majburiy tebranishiga doir
Masalalar qaraymiz.
8- masala. Massasi m ga teng bo`lgan yuk bikirligi
C ga teng bo`lgan prujinaning quyi B uchiga ilingan,
prujinaning yuqori uchi A  aSint qonuniga asosan
ko`chadi (26-shakl). m  0,4kg , C  39,2 H / m,
Sin      1 demak
(12.13)
X  a Sin p t    
(12.14)
x
x
H 0t
2P
t
O
x
H 0t
2P
25-shakl
  7c 1 , a  2cm deb olib, yukning majburiy tebranishi aniqlansin.
Yechish. Koordinatalar boshini yukning statik muvozanat holatiga olamiz. U
holda prujinaning dinamik defarmatsiyasi x  aSin t ga teng bo`ladi. Prujinaning
elastiklik kuchi quyidagiga teng bo`ladi:
FX  c x  Sinpt .
A
O
Statik muvozanat holatida prujinaning elastiklik kuchi yukning
og`irlik kuchi bilan muvozanatlashadi, ya`ni

x
  cT c  mg  0,
F
 -prujinaning statik defarmatsiyasi. Q  CaSint
M
cT
X

Yukning harakat differensial tenglamasi quyidagi
Q
B
ko`rinishda bo`ladi:
x
M
mx  cx  caSint
yoki
26-shakl
2
x  k x  H 0 Sint ,
(12.4) formulaga asosan yukning majburiy tebranishi quyidagicha bo`ladi:
H0
Sint ,
  0.
k2  2
Bunga berilganlarni qo`yamiz:
x
170
H
M
H
M
H0
ca
39,2  2cm
c 39,2
1


 4cm, k 2  
 98
2
2
2
2
m(k   ) m(k   ) 0,4kg (98  49) 1
m 0,4kg
c
2
c
Natijada
x  4 Sin 7tcm.
9-masala (I.V.Metcherskiy 32.8). Q  cx tiklovchi kuch va F  F0 e T kuch
ta`sir etayotgan m massasi nuqtaning to`g`ri chiziqli harakatini, boshlang`ich
paytda nuqta uzining muvozanat holatida teng turgan deb toping.
Yechish. Nuqtaga ta`sir etayotgan kuchlar: F1



O
M
F
F1
 T
elastiklik kuchi, F  F0 e
uyg'otuvchi kuch, mg x

og`irlik kuchi.
mg
Kuchlarning x o’qidagi proeksiyalari:
27-shakl

 T
F1 X  cx , F1  F0 e , (mg ) X  0.
Nuqtaning harakat differensial tenglamasini tuzamiz:
F

mx  cx  F0 et yoki x  K 2 x  0 e t .
(a)
m
(a) tenglamaning umumiy yechimi X  X 1  X 2 , ya’ni (a) tenglamaga mos bir
jinsli tenglamaning umumiy yechimi va (a) tenglamaning birorta xususiy yechimlari yig’indisidan iborat.
x1  ACoskt  BSinkt ,
(b)
c
bu yerda k 2  . Xususiy yechimni quyidagi ko’rinishda axtaramiz:
m
x2  Ce t  x2   2Ce t .
Buni (a) tenglamaga qo’yamiz:
F
F0
C K 2   2 e t  0 e t  C 
.
2
m
mk   2 
Natijada
F0
x2 
e t .
2
2
mk   
(a) tenglamaning umumiy yechimi:
F0
x  ACoskt   Sinkt 
e t .
(v)
2
2
mk   
Boshlang’ich shartlar:
t  0; x0  0 , x 0  0
x   AkSinkt   kCoskt 
F0
e t .
2
2
mk   
171
Nazorat savollari
1. Markaziy kuch deb nimaga aytiladi?
2. Qaytaruvchi kuch deb qanaqa kuchga aytiladi?
3. Garmonik tebranma harakatni ta’riflang.
4. Garmonik tebranma harakatning differensiyal tenglamasi qanday
ko`rinishda yoziladi?
5. Garmonik tebranma harakat qonuniqanday bo`ladi?
6. So`nuvchi tebranma harakatni ta’riflab bering.
7. Majburiy tebranma harakatning differensial tenglamasini yozib ko`rsating.
8. Rezonans deb nimaga aytiladi?
Xulosa
Qaytaruvchi kuch ta’siri ostida qarshiliksiz muhitda harakatlanuvchi nuqta
garmonik tebranma harakatda bo`ladi.
Garmonik tebranma harakatning davri amplitudaga bog`liq emas, shuning
uchun bunday tebranma harakatga izoxron deyiladi.
Muhitning qarshiligi mavjud holda tebranma harakat so`nuvchi bo`ladi.
Nuqtaning xos tebranishlari chastotasi bilan uyg`otuvchi kuchning chastotasi
o`zaro teng bo`lib qolsa, rezonans hodisasi ro`y beradi.
172
Rezonans rejimi jarayonida tebranishlar amplitudasi cheksiz o`sib boradi.
14- mavzu
Nuqtaning majburiy tebranma harakati
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot
Ma’ruza (axborotli dars)
shakli
Mavzu rejasi
1. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi
majburiy tebranma harakati.
2. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi
muhitdagi majburiy tebranma harakati
O`quv mashg`ulotning Moddiy nuqtaning uyg`otuvchi kuch ta’siridagi majburiy
maqsadi
tebranma harakati va uning natijasida yuzaga keladigan
rezonans hodisasi haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning majburiy tebranma
Nuqtaning majburiy tebranma harakati
harakati haqida tushuncha berish.
haqida tushunchaga ega.
Nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi
Qarshilik ko`rsatuvchi muhitdagi
muhitdagi majburiy tebranma
majburiy
tebranma
harakat
haqida
harakati haqida tushuncha berish.
tasavvurlari bor.
Rezonans hodisasi mohiyatini
Rezonans hodisasi haqida tasavvurga ega
ochib berish.
va uni eslab qoladi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,Pinbord texnikasi, aqliy hujum
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
173
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “Nuqtaning majburiy tebranma harakati” mavzusining texnalogik
xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
kirish
1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
bosqich 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
174
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
14-Ma’ruza
Nuqtaning majburiy tebranma harakati .
Reja:
1. Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi majburiy tebranma harakati.
2. Moddiy nuqtaning qarshilik ko`rsatuvchi muhitdagi majburiy tebranma
harakati.
Adabiyotlar: [1],359-378 sah, [5], 283-302 sah.
Tayanch iboralar:
Markaziy kuch, qaytaruvchi kuch, uyg`otuvchi kuch, garmonik
uyg`otuvchim kuch, xos tebranishlar, majburiy tebranishlar, tebranish amplitudasi,
tebranish davri, rezonans.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
175
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Qaytaruvchi kuch deb nimaga aytiladi?
2. Uyg`otuvchi kuch deb qanaqa kuchga aytiladi?
3. Xos tebranishlar nima?
4. Majburiy tebranishlar deb nimaga aytiladi?
5. Rezonans hodisasi nima va u qachon yuzaga keladi
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Qaytaruvchi kuch.
2
Uyg`otuvchi kuch.
3
Nuqtaning xos tebranishlari.
4
Nuqtaning majburiy tebranishlari.
5
Majburiy tebranishlarning amplitudasi.
6
Majburiy tebranishlarning davri.
7
Garmonik uyg`otuvchi kuch.
8
Uyg`otuvchi kuchning chastotasi.
9
Majburiy tebranishlarning differensial tenglamasi.
10
Majburiy tebranishlarning qonuni.
Insert jadvali qoidasi.
176
Belgi
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
14-Mavzu.
Nuqtaning majburiy tebranma harakati.
1.Moddiy nuqtaning qarshiliksiz muhitdagi majburiy tebranma harakati.
Moddiy nuqtaning tiklovchi kuch va uyg`otuvchi kuchlar ta`siridagi hara-katini
qaraymiz. Uyg`otuvchi kuch umumiy holda vaqtning ixtiyoriy funksiyasi
bo`lishi mumkin. Bu paragrafda uyg`otuvchi kuchning praktikada muhim ahamiyatga ega bo`lgan oddiy holini qarash bilan chegaralanamiz. Uyg`otuvchi kuch
vaqtning garmonik funksiyasi ko`rinishida berilgan bo`lsin, ya`ni HSin  pt    .
Uyg`otuvchi kuch amplitudasi,  - uyg`otuvchi kuch chastotasi,   boshlang`ich
fazasi.
Fx  Cx,
Qx  H Sin  p t    .


M
Q
F
Nuqtaning harakat differensial tenglamasi O
x
x
quyidagi ko`rinishda bo`ladi:
 x  cx  H Sin p t   
m
22-shakl
yoki
x  k 2 x  H 0 Sin pt   ,
(12.1)
bu yerda
c
H
H0  .
k2  ,
m
M
12.1) tenglamaning umumiy yechimi unga mos
x  k 2 x  0
(12.2)
Birjenili tenglamaning umumiy yechimi va (12.1) tenglamaning birorta xususiy
yechimlari yig`indisiga teng. (12.2) tenglamaning umumiy yechimi quyidagicha
bo`ladi:
x1  aSin kt   ,
(12.3)
bu yerda a va  lar integrallash o’zgarmaslari.
(12.1) tenglamaning xususiy yechimini
x2  ASin  pt   
177
ko’rinishda axtaramiz. A noma’lum son. x2 va x2 larni (12.1) tenglamag qo’yib,
A ni topamiz:
 Ap 2 Sin pt     Ak 2 Sin pt     H 0 Sin pt   
yoki
k 2  p 2 ASin  pt     H 0 Sin  pt   .
Bundan
H
A 2 0 2 .
k p
Natijada xususiy yechim quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
H0
Sin pt   .
(12.4)
k  p2
Shunday qilib, (12.1) tenglamaning umumiy yechimi quyidagi ko’rinishda
tasvirlanadi:
H
x  aSinkt     2 0 2 Sin pt   .
(12.5)
k p
(12.5) tenglama ikkita garmonik tebranma yig’indisini ifodalaydi:
k xususiy chastotali garmonik tebranma harakat va chastotasi uyg’otuvchi kuch
chastotasiga teng bo’lgan garmonik tebranma harakatlar. a va  lar boshlang’ich
shartlardan topiladigan shartlar.
Majburiy tebranish amplitudasi quyidagiga teng:
H
(12.6)
A 2 0 2 .
k p
x2 
2
Ikkita hol uchun (12.4) formulani (12.6) dan foydalanib, yozamiz:
k  p - xususiy tebranish chastotasi uyg’otuvchi kuch chastotasidan katta
bo’lgan holda
x2  ASin  pt   . ( k  p )
k  p - xususiy tebranish chastotasi uyg’otuvchi kuch chastotasidan kichik
bo’lgan holda
x2  ASin pt     ASin  pt     . k  p
Bulardan quyidagi xulosa kelib chiqadi: p  k bo’lgan holda majburiy
tebranish fazasi uyg’otuvchi kuch fazasi bilan bir xil bo’ladi, p  k bo’lgan holda
majburiy tebranish fazasi uyg’otuvchi kuch fazasida  masofaga siljigan bo’ladi:
(12.6) formulani   p / k almashtirib olib, quyidagi ko’rinishga keltiramiz:
H
xsT
H
(12.7)
A 2 0 2 

,
k 1 
c 1   2 1  2
bu yerda m  xcT -nuqtaning muvozanat holatdan statik og’ishi, ya’ni nuqtaning
c
uyg’otuvchi kuch eng katta qiymatga ega bo’lgan paytdagi og’ishi quyidagi belgilashni kiritamiz:
178

A
1

.
x sT 1  2
 - miqdorga dinamikning koeffisienti deyiladi.
 miqdor tebranish amplitudasining statik
og’ishidan necha marta kattaligini aniqlaydi. 23-shaklda
 ning  ga bog’liqlik grafigi tasvirlangan.
Grafikdan ko’rinib turibdiki,   p  1 bo’lganda
k
dinamiklik koeffisiyenti tez o’sib ketadi.
(12.5) ning ikkala tomonidan vaqt bo’yicha hosila
olamiz:
x  akCoskt    

1
0
H0
Cos pt   .
k  p2
2
1
  P/k
23-shakl
(12.8)
Boshlang’ich shartlar
t  0;
x  x0 ,
x  x 0 .
ko’rinishda berilgan bo’lsin.
Berilgan boshlang’ich shartlarni (12.5) va (12.8) tenglamalarga qo’yamiz:
H
H0
aSin  x0  2 0 2 Sin
x0  aSin  2
Sin
k 
k  2
(12.9)

x
H0
H0
aSin  0 
Sin

x0  aSin  2
Sin .
k k (k 2   2 )
k  2
(12.5) yechimni quyidagi ko’rinishda yozamiz:
x 0
H
H



Sinkt  2 0 2  SinCoskt  CosSinkt   2 0 2 Sin pt   .
k
k p 
k
 k p
H

(12.10) yechimdagi  2 0 2  Sin Cos kt  Cos  Sin kt  . qo`shiluvchi xususiy
k p 
k

chastotali tebranishni ifodalaydi, demak hat x0  0 x 0  0. boshlang`ich shartlarda
ham nuqta xususiy chastotali tebranishda ishtirok etar ekan. Bu tebranishlar amplitudasi boshlang`ich shartlardan bog`liq emas.
Endi uyg`otuvchi kuch chastotasi xususiy chastotaga juda yaqin bo`lgan holni
qaraymiz (   k ). U holda x0  0 va x 0  0. boshlang`ich shartlar uchun (12.10)
x  x0Coskt 
yechimni quyidagi ko`rinishda yozish mumkin (  / k  1, lekin k 2   2  0 ):
H
x  2 0 2 Sin pt     Sinkt   
k 
yoki
H
 k
 k
  k

x  2 2 0 2 Sin
tCos
t   , 
 
(12.11)
k 
2
 2
  2

179
(12.11) yechimda t  0;
2
,
 k
x
4
2
, … bo`lganda x0  0 .
P
 k
A * (t )
2
Bo`ladi, ya`ni
, davr bilan
0
 k
t
nuqta o`zining muvozanat holatiga
2
qaytadi. Uzunligi
, ga teng
2
 k
Pk
bo`lgan vaqt oralig`ida tebranish o`sib
24-shakl
kamayadi (24-shakl). Bunday
harakat--ga biyeniya hodisasi deyiladi. Biyeniya holida tebranish uyg`otuvchi
kuch chas-totasi bilan sodir bo`ladi. Tebranish amplitudasi
H
 k
A* t   2 2 0 2 Sin
t
k 
2
davriy ravishda sekin o`zgaradi (24-shakl).
Endi xususiy tebranish chastotasi uyg`otuvchi kuch chastotasiga teng bo`lgan
holni qaraymiz, ya`ni   k . Bu holda (12.1) tenglamaning xususiy yechimini
X  AtSin  pt   
(12.12)
ko`rinishda axtaramiz. (12.12) yechimni (12.1) tenglamaga qo`yib, quyidagi munosabatni hosil qilamiz:
2 ACos  pt     H 0 Sin  pt   
Quyidagicha belgilash kiritamiz:  t      p t     , natijada
2 A Cos  H 0 Sin      ,
yoki
2 A Cos  H 0 Sin Cos      H 0Cos  Sin   .
Bu tenglik
H 0Cos      0,
H 0 Sin      2 A
shartlarda ayniyatga aylanadi. Bunda Cos      0, Sin      1 demak
A  H 0 / 2 ,
     2.
Shunday qilib
H t
x2   0 Cos pt   .
(12.13)
2
(12.1) tenglamaning umumiy yechimi
H t
X  a Sin p t     0 Cos pt   
(12.14)
2
180
(12.13) majburiy tebranma harakat amplitudasi
vaqtga nisbatan chiziqli qonun bilan cheksiz o`sadi (25shakl).
Bunday hodisaga rezonais hodisasi deyiladi.
Quyida nuqtaning majburiy tebranishiga doir
Masalalar qaraymiz.
8- masala. Massasi m ga teng bo`lgan yuk
bikirligi C ga teng bo`lgan prujinaning quyi B uchiga
ilingan, prujinaning yuqori uchi A  aSint qonuniga
asosan ko`chadi (26-shakl). m  0,4kg , C  39,2 H / m,
x
x
H 0t
2P
t
O
x
H 0t
2P
25-shakl
  7c 1 , a  2cm deb olib, yukning majburiy tebranishi aniqlansin.
Yechish. Koordinatalar boshini yukning statik muvozanat holatiga olamiz. U
holda prujinaning dinamik defarmatsiyasi x  aSin t ga teng bo`ladi. Prujinaning
elastiklik kuchi quyidagiga teng bo`ladi:
FX  c x  Sinpt .
A
O
Statik muvozanat holatida prujinaning elastiklik kuchi yukning
og`irlik kuchi bilan muvozanatlashadi, ya`ni

x
  cT c  mg  0,
F
 -prujinaning statik defarmatsiyasi. Q  CaSint
M
X
cT

Yukning harakat differensial tenglamasi quyidagi
Q
B
ko`rinishda bo`ladi:
x
M
mx  cx  caSint
yoki
26-shakl
2
x  k x  H 0 Sint ,
(12.4) formulaga asosan yukning majburiy tebranishi quyidagicha bo`ladi:
H
x  2 0 2 Sint ,
  0.
k 
Bunga berilganlarni qo`yamiz:
H
M
H
M
H0
ca
39,2  2cm
c 39,2
1


 4cm, k 2  
 98
2
2
2
2
m(k   ) m(k   ) 0,4kg (98  49) 1
m 0,4kg
c
2
c
Natijada
x  4 Sin 7tcm.
9-masala (I.V.Metcherskiy 32.8). Q  cx tiklovchi kuch va F  F0 e T
kuch ta`sir etayotgan
m massasi nuqtaning to`g`ri chiziqli harakatini,
boshlang`ich paytda nuqta uzining muvozanat holatida teng turgan deb
toping.

Yechish. Nuqtaga ta`sir etayotgan kuchlar: F1



O
M
F
F1
elastiklik kuchi, F  F0 e T uyg'otuvchi kuch, mg x

og`irlik kuchi.
mg
Kuchlarning x o’qidagi proeksiyalari:
27-shakl
181

F1 X  cx , F1  F0 e T , (mg ) X  0.
Nuqtaning harakat differensial tenglamasini tuzamiz:
F

mx  cx  F0 et yoki x  K 2 x  0 e t .
(a)
m
(b) tenglamaning umumiy yechimi X  X 1  X 2 , ya’ni (a) tenglamaga mos bir
jinsli tenglamaning umumiy yechimi va (a) tenglamaning birorta xususiy yechimlari yig’indisidan iborat.
x1  ACoskt  BSinkt ,
(b)
c
bu yerda k 2  . Xususiy yechimni quyidagi ko’rinishda axtaramiz:
m
x2  Ce t  x2   2Ce t .
Buni (a) tenglamaga qo’yamiz:
F
F0
C K 2   2 e t  0 e t  C 
.
m
mk 2   2 
Natijada
F0
x2 
e t .
2
2
mk   
(b) tenglamaning umumiy yechimi:
F0
x  ACoskt   Sinkt 
e t .
(v)
2
2
mk   
Boshlang’ich shartlar:
t  0; x0  0 , x 0  0
F0
e t .
(g)
2
2
mk   
Boshlang’ich shartlarni (v) va (g) tenglamalarga qo’yib, A va  larni topamiz:
F0
F0
A
, 
,
2
2
mk   
mk k 2   2 
Natijada nuqtaning harakat tenglamasi quyidagicha bo’ladi:
F0

t
x
(
e

Sinkt  Coskt ).
mk 2   2 
k
10- masala. Massasi m  0,4kg bo’lgan yuk, bikirligi C  19,6 H cm
bo’lgan prujinaga osilgan bo’lib, unga S  20 Sin 70 t H kuch ta’sir etadi.
Boshlang’ich paytda x0 4 sm , 0  k 0 sm s . Koordinata boshi yukning statik
muvozanat holatida olingan. Yukning harakat tenglamasi topilsin.
Yechish. Yukning harakat defferensial tenglamasi.
mx  Cx  20 Sin 7et yoki x  k 2 x  H 0 Sin70t ,
x   AkSinkt   kCoskt 
bu yerda k 2 

CM
c 19,6
1

 4900 2 ,
m 0,4kg
c
H0 
182
20 N
 50 m s 2
0,4kg
Demak xususiy tebranish chastotasi uyg’otuvchi kuch chastotasiga teng, ya’ni
1
k    70 . Bu holda (a) tenglamaning xususiy yechimi (12.13) ko’rinishida
c
olinadi, ya’ni
2
H 0t
50 M c
x2  
Cost 
tCos 70t   35,8tCos 70
1
2
2  70
c
(a) tenglamaning umumiy yechimi quyidagicha bo’ladi.
x  ACoskt  Sinkt  35,8tCos70t ,
Bundan
x  kASinkt  kCoskt  2506  Sin70t  35,8Cos70t.
Bularga x 0  4 sm , x 0  10
larni topamiz:
A  4cm,
M
boshlang’ich shartlarni qo’yib A va 
c
B  0,65
SM
C
.
Natijada
X  4Cos 70t  0,65Sin70t  35,8Cos 70t SM .
Nazorat savollari.
1. Uyg`otuvchi kuch deb nimaga aytiladi?
2. Uyg`otuvchi kuchning chastotasi nima?
3. Xos tebranishlar deb nimaga aytiladi?
4. Xos tebranishlarning differensial tenglamasi qanday ko`rinishda yoziladi?
5. Majburiy tebranishlar nima?
6. Majburiy tebranishlar amplitudasi nimaga teng?
7. Rezonans hodisasi qaysi hollarda ro`y beradi?
Xulosa
Markaziy qaytaruvchi kuch bilan birgalikda uyg`otuvchi kuch ta’siri
natijasida moddiy nuqta majburiy tebranma harakatda bo`ladi.
Majburiy tebranishlarning amplitudasi cheksiz o`sib boradi.
Uyg`otuvchi kuchning chastotasi xos tebranishlar chastotasiga teng bo`lib
qolsa, rezonans hodisasi yuz beradi.
183
Rezonans hodisasi radiotexnikada, akustikada, inshootlarning dinamik raschetdida
muhim rol o`ynaydi.
184
15- mavzu
Nuqtaning markaziy kuch maydonidagi harakati.
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot
Ma’ruza (axborotli dars)
shakli
Mavzu rejasi
1. Yuzalar qonuni. Markaziy kuch ta’sirida
harakatlanuvchi nuqtaning tezligi va harakat
differensial tenglamalari.
2. Moddiy nuqtaning Nyuton tortish kuchi
maydanidagi harakati. Trayektoriyani aniqlash.
O`quv mashg`ulotning Moddiy nuqtaning markaziy kuch maydonidagi harakati
maqsadi
va kosmik parvozlar dinamikasi haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Yuzalar qonuni va Bine formulalari
Yuzalar qonuni mohiyati va Bine
haqida tushuncha berish.
formulalarini eslab qoladilar.
Nuqtaning Nyuton tortish kuchi
Nyuton tortish kuchi maydonidagi harakat
maydonidagi harakati haqida
va trayektoriyaning ko`rinishlari
tushuncha berish.
yetarli bilimga ega.
Kosmik parvozlar dinamikasi haqida
Kosmik parvozlar dinamikasining asoslari
tushuncha berish.
haqida tasavvurga ega.
haqida
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,Pinbord texnikasi, aqliy hujum
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.2. “Moddiy nuqtaning markaziy kuch maydonidagi harakati” mavzusining
texnologik xaritasi.
185
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
kirish
1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
bosqich 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
15-Ma’ruza
186
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
Moddiy nuqtaning markaziy kuch maydonidagi harakati.
Reja:
1. Yuzalar qonuni. Markaziy kuch ta’sirida harakatlanuvchi nuqtaning
tezligi va harakat differensial tenglamalari.
2. Moddiy nuqtaning Nyuton tortish kuchi maydonidagi harakati.
Trayektoriyani aniqlash.
Adabiyotlar: [1],383-403 sah, [5], 380-393 sah.
Tayanch iboralar:
Markaziy kuch, tezlik, tezlanish, yuzalar integrali, trayektoriya, konus
kesimlari, birinchi kosmik tezlik, ikkinchi kosmik tezlik, elliptik orbita.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Markaziy kuch deb nimaga aytiladi?
2. Radial tezlik deb nimaga aytiladi?
3. Transversal tezlik deb nimaga aytiladi?
4. Nyuton tortish kuchi maydoni qanaqa maydon?
5. Konus kesimlari qanaqa egri chiziqlardan iborat?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
187
№
Asosiy tushunchalar
1
Osmon jismlari.
2
Yuzalar qonuni (integrali).
3
Radial tezlik.
4
Transversal tezlik.
5
Bine formulalari.
6
Nyuton tortish kuchi maydoni.
7
Elliptik orbitalar.
8
Birinchi kosmik tezlik.
9
Ikkinchi kosmik tezlik.
10
Ikki jism masalasi.
11
Kepler qonunlari.
Belgi
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
1. Yuzalar qonuni. Markaziy kuchlar ta`sirida
harakatlanuvchi moddiy nuqtaning tezligi va harakat
188
differensial tenglamalari
Moddiy nuqta, tezlik, tezlanish, harakat miqdori momenti, kuch
momenti , trayektoriya va h .k
1.Yuzalar qonuni. Agar moddiy nuqtaga ta`sir etuvchi kuch
markaziy
 
bo`lsa, va koordinatalar boshi kuch markazida olinsa, u holda r  F  0. U holda
harakat miqdori momentining o`zgarishi haqidagi teorema
  
d 
r  m  r  F
dt
quyidagi birinchi integralni beradi:
 
r    c  Cons t.
(4.19.1)
Bundan shunday xulosa kelib chiqadiki, markaziy kuch ta`sirida harakatlanuvchi nuqtaning harakat trayektoriyasi tekis egri chiziqdan iborat bo`lib, nuqta
yuzalar qonuni asosida harakatlanadi, ya`ni nuqtaning radius-vektori teng vaqtlar
oralig`ida teng yuzalar chizadi.
(4.19.1) tenglikdan yuzalar qonunini quyidagicha ifodalash mumkin:
 
d
r   2
 C,
(4.19.2)
dt
d
Bu yerda
nuqtaning sektorial tezligi, C  o`zgarmasga yuzalar doimiysi
dt
deyiladi.
 
C ning qiymati boshlang`ich shartlardan topiladi. Boshlang`ich paytda r  r0 va
 
  0 bo`lsa, u holda

 
C  mom0 0  r00 Sin r0 ,  0 .
(4.19.3)


 


Moddiy nuqtaning harakat trayektoriyasi tekis egri chiziqdan iborat bo`l
gani uchun qutb koordinatalari r va  lardan foydalanish mumkin.
Kinematika bo`limida biz ko`rgan ediki
d 1 2 d
 r
.
dt 2 dt
Bunga asosan yuzalar qonunini ifodalovchi (4.1.2) tenglama quyidagi ko`rinishga
keladi:
d
r2
 C.
(4.19.4)
dt
2. Markaziy kuch ta`sirida harakatlanuvchi moddiy nuqtaning
tezligi. Bizga ma`lumki nuqtaning tezligi qutb koordinatalarida quyidagicha
ifodalanadi:
2
2
 dr 
 d 
     r2  .
 dt 
 dt 
2
(4.19.5)
189
Nuqta tezligining qutb o`qlaridagi prayeksiyalari
dr
d
r  ,
  r
(4.19.6)
dt
dt
larni almashtiramiz. Buning uchun (4. 19. 4) tenglikdan foydalanib vaqt t ni
yo`qotamiz:
dr dr d C dr
d C
r  
 2
,
p  r
 .
dt d dt r d
dt r
Yangi o`zgaruvchi kiritamiz, ya`ni
1
u .
(4.19.7)
r
Bundan
du
1 dr
 2
.
(4.19.8)
d
r d
Natijada tezlikning proyeksiyalari quyidagi ko`rinishga keladi:
du
r   ,
  cu.
(4.19.9)
d
Shunday qilib nuqta tezligi uchun quyidagi ifodani hosil qilamiz:
2


2
2  du 
(4.19.10)
  C    u 2  .
d




3. Markaziy kuchlar maydonida harakatlanuvchi nuqtaning
harakat differensial tenglamalari. Markaziy kuchni quyidagi ko`rinishda yozish
mumkin:


r
F  Fr ,
(4.19.11)
r
bu yerda Fr  kuchning radius – vektordagi proyeksiyasi.
Kinematika bo`limidan bizga ma`lumki nuqta tezlanishining radial tuzuvchisi
wr  r  r 2 ko`rinishda bo`ladi. Dinamikaning asosiy tenglamasini quyidagi
ko`rinishda yozamiz:


r
mw  Fr .
r
Bu tenglamani radius – vektorga proyeksiyalaymiz:
mr  r 2   Fr .
(4.19.12)
(4. 19. 4) tenglamadan foydalanib, (4.18.12) tenglamani quyidagi ko`rinishda
yozamiz:
C2 1
r  3  Fr .
(4.19.13)
r
m
Nuqtaning harakat tenglamasini qutb koordinatalarida ifodalash uchun (4.18.13)
tenglamada t o`zgaruvchini yo`qotamiz. (4.18.4) tenglamalarga asosan:
d C
1
 2  Cu 2 ,
u ,
dt r
r
190
d 2 r d  dr  d  C dr  d 
1 du 
d  du 
    2
   Cu 2 2
 C 

2

dt
dt  dt  dt  r d  dt 
u d 
dt  d 
d 2u d
d 2u
 C 2
 C 2u 2
.
d dt
d 2
Bularga asosan (4.18.13) tenglama quyidagi ko`rinishga keladi:
d 2u
1
2 3
 C 2u 2

C
u

Fr .
d 2
m
bundan
2

2 2d u
(4.19.14)
mC u  2  u    Fr .
 d

(4.19.14) tenglamaga Bine tenglamasi deyiladi.
Umumiy holda nuqtaga ta`sir etuvchi kuch
  


du 
F  F r ,  ,  r ,  , t  yoki
Fr  Fn  u,  ,
, t  . (4.19.14) tenglama
d



(4.19.4) tenglama bilan birgalikda ikkita differensial tenglamalar

sistemasini hosil qiladi. Bu tenglamalar sistemasini yechib, u va  ni yoki r va 
ni vaqtning funksiyasi ko`rinishida topish mumkin, ya`ni markaziy kuch ta`sirida
harakatlanuvchi nuqtaning harakat tenglamalarini topish mumkin.
Olingan tenglamalar Quyosh tortish maydonida yoki planetalar tortish
Maydonidagi harakatlarni o`rganishda, shuningdek osmon mexanikasida, raketalar
dinamikasida va kosmonavtikada katta ahamiyatga ega.
Agar moddiy nuqta r  a  Cons t aylana bo`ylab harakatlansa, ( a aylana radiusi) unga ta`sir etuvchi markaziy kuchni topamiz. (4.19.14) Bine formulasiga r ning bu qiymatini qo`yamiz:
mC 2
2 3
Fr   mC u   3 .
a
Demak ta`sir etuvchi kuchning moduli o`zgarmas bo`lar ekan (4.18.10)
formuladan foydalanib, nuqtaning tezligini topamiz:
C
  CU  .
a
Bundan C ni topib, yuqoridagi formulaga qo`yamiz:
m 2
Fr  
.
a
Shunday qilib, m massali moddiy nuqtaning a radiusli aylana bo`ylab harakati
m 2
  0 o`zgarmas tezlikli,
o`zgarmas tortuvchi kuch ta`siridan sodir
a
bo`lar ekan.
4. Planetalar harakati.
Butun olam tortilish qonuni.
Osmon
mexanikasining asosida Keplerning (1571-1630) uchta qonuni yotadi. Bu
qonunlarni quyida bayon qilamiz:
191
1) Hamma planetalar Quyosh atrofida tekis orbitalar bo`ylab yuzalar qonuni
asosida harakatlanadi.
2) Planetalar orbitalari konus kesimlardan iborat bo`lib, fokuslaridan birida
Quyosh yozadi.
3) Planetaning Quyosh atrofida aylanish yulduz vaqtining kvadrati orbita
katta yarim o`qining kubiga proporsional.
Kepler qonunlari asosida Nyuton Quyosh atrofida harakatlanuvchi planetalarga ta`sir etuvchi kuchning o`zgarish qonunini topgan, undan keyin butun
olam tortilish qonunini yaratgan.
Keplerning birinchi qonunidan planetaga ta`sir etuvchi kuch markaziy bo`lib,
uning yo`nalishi Quyoshdan o`tadi. Ikinchi qonundan planetaga ta`sir etuvchi kuch
Quyoshga tortuvchi bo`lib, masofaning kvadratiga teskari proporsional.
Bizga ma`lumki konus kesimlarning qutb koordinatalaridagi tenglamasi
quyidagi ko`rinishda bo`ladi:
p
1  eCos 
r
yoki u 
,
(4.19.15)
1  eCos 
p
bu yerda e trayektoriya ekssentrisiteti,   parametr. Agar trayektoriya ellins
b2
p ,
bo`lsa,
a
bu yerda a va b lar ellinsning katta va kichik yarim o`qlari.
u ning (4.19.15) ifodasini (4.19.14) Bine formulasiga qo`yib ta`sir etuvchi
kuchni topamiz:
mc 2u 2
 eCos   1  eCos     Fr ,
p
bundan
c 2 mu 2
Fr  
.

Quyidagicha belgilash kiritamiz:
c2
(4.19.16)
.
p
1
u  bo`lgani uchun kuchni quyidagi ko`rinishda ta`svirlash mumkin:
r
m
Fr    .
(4.19.17)
r
Shunday qilib, nuqtaga ta`sir etuvchi kuch tortuvchi bo`lib, markazgacha
bo`lgan masofa kvadratiga teskari proporsional ravishda o`zgarar ekan.  ga
Gauss doimiysi deyiladi.
Keplerning uchinchi qonuniga asosan:
a3
 Cons t yoki
T2
4 2 a 3
Cons t .
T2
192
(4.19.18)
Agar nuqta trayektoriyasi ellinsdan iborat bo`lsa, radius-vektor to`la bir marta
aylanganda u ellins yuzasini chizadi.Ellinsning yuzi  a b bo`lgani uchun yuza
doimiysini quyidagicha olish mumkin:
2 a b
4 2 a 2b 2
C
va
C2 
.
T
T2
b2
p
dan foydalanib, quyidagi tenglikni yozamiz:
a
4 2 a 3 p
2
C 
,
T2
bundan
C 2 4 2 a 3

.
p
T2
C2
  bo`lgani uchun (4.19.18) ga asosan:
p
4 2 a 3

 Cons t .
(4.19.19)
T2
Shunday qilib  koeffisient Quyosh atrofida harakatlanuvchi hamma jismlar
uchun bir xil, faqat Quyosh massasidan bog`liq bo`ladi.
Yer tortish maydonida harakatlanuvchi jismlar uchun o`zining Gauss
doimiysi mavjud. Uni  bilan belgilaymiz. Quyosh yerni
m
F1   2
(4.19.20)
r
kuch bilan tortadi. O`z navbatida yer Quyoshni
M
F2   2
(4.19.21)
r
kuch bilan tortadi. m va M mos ravishda yer va Quyoshning massasi.Ta`sir va aks
ta`sir qonuniga asosan:
m M
 2 ,
F1  F2
yoki
r2
r
bundan
 
  Cons t ,
M m
Demak ixtiyoriy planetaning Gauss doimiysining shu planeta massasiga
nisbat o`zgarmas va hamma planetalar uchun bir xil bo`lar ekan. Bu o`zgarmasga
gravitasiya doimiysi deyiladi va f bilan belgilaymiz, ya`ni
 
  f.
M m
Bundan
  fM ,
  fm.
 va  larning bu qiymatlarini (4.19.20) va (4.19.21) larga qo`yamiz va
F1  F2  F belgilash kiritib quyidagi tenglikni hosil qilamiz:
193
Mm
(4.19.22)
r2
Bu formula butun olam tortilish qonunini ifodalaydi: ikki jismning o`zaro tortish
kuchi ular massalari ko`payitmasiga to`g`ri proporsional va oralaridagi masofa
kvadratiga teskari proporsional.
Gravitasiya doimiysining o`lchov birligi:
M  L  L2
L3
f  2 2  2 .
T M
MT
CU sistemasida
f  6,673  10 11 M 3 kg sek 2
Planetaning moddiy nuqtaga ta`sir etuvchi Nyuton tortish kuchini quyidagi
ko`rinishda yozish mumkin


mM r
F f 2  ,
(4.19.23)
r
r
Bu yerda f  gravitasiya doimiysi, m  moddiy nuqtaning massasi, M  planetaning massasi, r  planeta markazidan moddiy nuqtagacha bo`lgan masofa. Yer
sirtida r  R  yer radiusi  bu kuch mg ga teng, g  erkin tushish tezlanishi.
Shunday qilib r  R bo`lganda (4.19.23) tenglikdan:
f mM
mg 
bundan f M  gR 2 ,
2
R
natijada (4.19.23) formula quyidagi ko`rinishga keladi:


mgR 2 r
F  2  .
(4.19.24)
r
r
Bine formulasiga asosan bu holda Fr   mgR 2u 2 .
Moddiy nuqta Yer sirtidan uncha katta bo`lmagan masofada harakatlansa,
unga boshqa planetalar tomonidan ta`sir etuvchi kuchlarni etiborga olmaslik
mumkin va nuqtaga faqat (4.19.24) kuch ta`sir etadi deb qarash mumkin. Bu
holda nuqtaning harakat differensial tenglamasini quyidagi ko`rinishda yozish
mumkin:
d 2u
1
(4.19.25)
u ,
2
d
p
bu yerda p  4 c 2 gR 2   Cons t.
F f
2. Moddiy nuqtaning Nyuton tortish maydonidagi
harakati. Trayektoriyani aniqlash
Moddiy nuqta harakatining asosiy diferensial tenglamasi (4.19.24) ning
umumiy yechimini quyidagi ko`rinishda axtaramiz:
u
1
 a Cos   ,

(4.20.1)
194
bu yerda a va  lar integrallash o`zgarmaslari. u  1 r ga asosan (4.20.1) ni quyidagi ko`rinishda yozamiz:
p
r
,
(4.20.2)
1  e Cos   
bu yerda c  ap  o`zgarmas miqdor.
Tahlilni soddalashtirish uchun      yangi o`zgaruvchi kiritamiz.
Endi  burchak fiksirlangan boshlang`ich Ox yo`nalishdan emas balki  burchakka burilgan Ox1 yo`nalishga nisbatan hisoblanadi (53-shakl). Lekin bu almashtirish bilan trayektoriyaning ko`rinishi o`zgarmaydi. Natijada (4.20.3) tenglamaning
ko`rinishi quyidagicha bo`ladi:
p
r
(4.20.3)
1  e Cos
Analitik geometriya kursidan ma`lumki (4.20.3) tenglama konus kesimni
tenglamasini ifodalaydi.
Trayektoriyaning tipi ekssentrisitet e ning qiymati bilan aniqlanadi. e
ekssentrisitetni qiymatini boshlang`ich shartlardan bog`lab topamiz. Boshlang`ich
vaqt sifatida moddiy nuqtaning x1 o`qdan o`tish vaqtini olamiz, ya`ni
t  0,   0. (4.20.3) formuladan
dr
p e Sin 

.
d 1  e Cos  2
Bunga asosan nuqtaning radius-vektori   0 da ekstremumga erishadi. Bu shuni
bildiradiki   0 bo`lganda ixtiyoriy e uchun nuqtaning tezligi uning boshlang`ich
holatini aniqlovchi r0 radius-vektorga perpendikulyar bo`ladi
   transversal tezlik uchun    r larni etiborga olib, yuza integralini
quyidagi ko`rinishda yozamiz:
1
r p  C .
2
Aytaylik   0 bo`lganda r  r0 ,   0 bo`lsin. Bu boshlang`ich shartlar
uchun (4.20.3) dan:
p
r0 
.
1 e
Bundan
p
e   1.
(4.20.4)
r0
1
Qaralayotgan boshlang`ich shartlar uchun   0 , u holda C  r0 0 va
2
2
2
p  4 C gR  larni etiborga olib, quyidagi tenglikni hosil qilamiz:
195
2
r
e  0 02  1.
(4.22.5)
gR
(4.20.5) formula nuqtaning boshlang`ich tezligiga qarab trayektoriyaning
ko`rinishini topish imkonini beradi.
Elliptik trayektoriya uchun e  1. Bunga asosan (4.20.4) formuladan:
0  2 g R 2 r0 .
Xususiy holda e  0 bo`lsa, trayektoriya aylanadan iborat bo`ladi va nuqtaning boshlang`ich tezligi quyidagiga teng bo`ladi:
1  0  g R 2 r0 .
Bu tezlikka aylana bo`ylab harakat tezligi deyialdi. Aylana bo`ylab harakat
tezligi yer sirtiga yaqin harakatlar uchun r0  R  birinchi kasmik tezlik
deyiladi va u quyidagiga teng:
1  gR  7,9 km s .
Parabolik trayektoriya uchun e  1. (4.20.4) formulaga asosan:
2  0  2 g R 2 r0 .
2 tezlikka parabolik tezlik deyiladi. Agar nuqtaga Yer sirtiga yaqin
nuqtadan boshlang`ich tezlik berilsa, 2 tezlik
2  2 gR  11,2 km s
ga teng bo`ladi.
Agar nuqtaga 0   2 boshlang`ich tezlik berilsa nuqta Yerdan cheksiz
uzoqlashadi.
Giperbolik trayektoriya uchun e  1. Bu holga quyidagi boshlang`ich tezlik mos keladi:
0  2 g R 2 r 0 .
Moddiy nuqta trayektoriyasining tortuvchi markazga eng yaqin nuqtasiga perisentr
(yerning sun`iy yo`ldoshlari uchun-perigey) deyiladi.
54–shaklda
e  0 bo`lganda barcha mumkin bo`lgan trayektoriyalar
tasvirlangan. Hamma trayektoriyalar
uchun O markazdan perisentrgacha
bo`lgan masofa bir xil. Bu masofa (4.20.3) formulaga asosan
p
rmin  r0 
1 e
ga teng.
(4.20.3) tenglamadan
1  e Cos
,
p
(4.20.6)
du
e
  Sin .
d
p
(4.20.7)
u
bundan
196
Boshlang`ich paytda nuqta M 0 holatda va tortuvchi markazdan r0

masofada bo`lib, 0 boshlang`ich tezlikka ega bo`lsin (55-shakl).  PO M 0   0
burchak P perisentrning M 0 nuqtaga nisbatan holatini aniqlaydi. (4.19.10) fordu
muladan foydalanib,
ning boshlang`ich qiymatini topib, quyidagi boshlang`ich
d
shartlarga ega bo`lamiz:
  0 ;
1
u  u0  ,
r0
2

 du 
2
  02  u0 .


c
 d   0
(4.20.8)
r0 ,  0 va demak dr0 , d 0 larni ishoralari bir xil bo`lishi uchun ildiz
 du 
(4.19.8) formuladan 
  0 bo`lishi kerak.
 d  0
(4.20.8) boshlang`ich shartlarni (4.20.6) va (4.20.7) tenglamalarga qo`yib,
quyidagilarni olamiz:
1  e Cos 0
1
e
2
2
u0 
,
0  c 2u0  Sin 0 .
p
c

Bu yerda p ni (4.19.16) dan foydalanib almashtiramiz, natijada
oldida (-) ishora olinadi.
c
c2
2
2
2
(4.20.9)
eSin 0 
0  c u 0 ,
eCos 0  u 0  1.


Bu tengliklarni avval birini ikkinchisiga hadma-had bo`lib, keyin kvadratga
ko`tarib qo`shib, quyidagilarni topamiz:
2
2
c 0  c 2 u 0
tg 0 
,
c 2u 0  
(4.20.10)
c2
2
(4.20.11)
0  2  u 0 .
2

Bu formulaga kiruvchi yuza doimiysi c (4.19.3) formuladan topiladi

(4.20.10) formuladan perisentrning nuqtani boshlang`ich r0 radius-vektorga
nisbatan holatini aniqlovchi  0 burchak topiladi. Trayektoriya eksentrisiteti e
(4.20.11) formuladan topiladi. Bu formuladan ko`rinib tiribdiki e ning qiymati
e  1


2
(4.20.12)
r0
ning ishorasidan bog`liq. Bu miqdorni fizik ma`nosini aniqlaymiz.Markaziy kuchlar maydonida  potensial energiya avval ko`rganimizdek
m

r
formula bilan topiladi. Nuqtaning to`la boshlang`ich energiyasini hisoblaymiz:
2
2
h  0  2 u 0  0 
197
2
2
m 0
m 0
 m m  2 2 
.
0 
 0 

 0 
2
2
r0
2
r0 
Demak, h to`la boshlang`ich energiyaga proporsional bo`lar ekan. Shuning
uchun nuqta trayektoriyasining ko`rinishi boshlang`ich to`la energiya ishorasiga
2
2
bog`liq: agar h  0, ya`ni 0 
, bu holda e  1, trayektoriya elliks; agar
r0
2
2
ya`ni 0 
, bu holda e  1, trayektoriya giperbola.
r0
Bularga asosan nuqta tortuvchi markazdan cheksiz uzoqlashishi uchun unga
2
2
2
n 
tezlikdan kam bo`lmagan tezlik berish kerak. h  0, ya`ni 0 
,
r0
r0
bu holda e  1, trayektoriya parabola; agar h  0,
Nazorat savollari.
1. Markaziy kuch deb qanday kuchga aytiladi?
2. Yuzalar qonuni qanday ta’riflanadi?
3. Radial va transversal tezliklar deb nimaga aytiladi?
4. Bine formulalari qanday ko`rinishda yoziladi?
5. Binening ikkinchi formulasi nimani ifodalaydi?
6. Kepler qonunlarini ta’riflang?
7. Kosmik tezliklar necha xil bo`ladi?
8. Ikkinchi jism masalasi nimadan iborat?
Xulosa
Markaziy kuch ta’siri ostida harakatlanayotgan
jismning (nuqtaning)
trayektoriyalari konus kesimlaridan iborat .
Quyosh sistemasidagi planetalarning harakati yuzalar qonuniga bo`ysunadi.
Nyuton tortish kuchi maydonida harakatlanayotgan jismlarning orbitalari ellips,
parabola va giperboladan iborat.
Markaziy kuch maydonidagi nuqta dinamikasi hozirgi zamon kosmik
parvozlar dinamikasining asosini tashlik etadi.
Keplerning umumlashgan uchinchi qonuni taqribiy xarakterga ega.
198
16- avzu
Moddiy nuqtaning nisbiy harakati.
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (axborotli dars)
1. Nisbiy harakat haqida tushuncha.
2. Moddiy nuqtaning nisbiy hrakat differensial tenglamalari.
Mavzu rejasi
3. Nisbiy harakat turlari.
4. Nisbiy muvozanat, tenglamasi. Og`irlik kuchi.
5. Erkin tushuvchi jismning shimolga og`ishi.
6. Adabiyotlar.
O`quv mashg`ulotning Moddiy nuqtaning nisbiy harakati, uning turlari, nisbiy harakat
maqsadi
differensial tenglamalari va ularni itegrallash haqida tushuncha
berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nisbiy harakat dinamikasi haqida dastlabki
Nisbiy harakat dinamikasi va uning vazifalari
ma`lumotlar berish.
haqida tushunchalari bor.
Nuqta nisbiy harakatining differensial
Nuqta
teglamalarini keltirib chiqarish.
tenglamalari keltirib chiqarishni biladi va ularni
nisbiy
harakatining
differensial
eslab qoladi.
Nisbiy harakat turlari, nisbiy muvozant va
Nisbiy harakat turlari, nisbiy muvozanat, erkin
erkin tushuvchi jismning shimolga og`ishi
tushuvchi jismning shimol tomonga og`ishi
haqida tushuncha berish.
haqida tushunchalari bor.
O’qitish vositari
O’UM, ma’ruza matni, kompyuter saydlari,doska
O’qitish usullari
Axborotli ma’ruza, blis-so’rov, Pinbord texnikasi, aqliy
hujum
O’qitish shakllari
Frontal, kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan, guruhlarda ishlash
usulini qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar, blis-so’rov
boholash
199
1.2. “Moddiy nuqtaning nisbiy harakati” mavzusining texnalogik xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
kirish
1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
bosqich 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.2. Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
200
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
16-Ma’ruza
Moddiy nuqtaning nisbiy harakati.
Reja:
1. Nisbiy harakat haqida tushuncha.
2. Moddiy nuqtaning nisbiy harakat differensial tenglamalari.
3. Nisbiy harakat turlari.
4. Nisbiy muvozanat.
5. Erkin tushuvchi jismning shimolga og`ishi
Adabiyotlar: [1], 438-452 sah, [5], 324-333 sah.
Tayanch iboralar:
Moddiy nuqta, inersiya va noinersial sanoq sistemalar, nuqtaning nisbiy tezligi, nisbiy
tezlanish, absolyut tezlik va tezlanish, ko`chirma inersiya kuchi, koriolis inersiya kuchi, nisbiy
muvozanat.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – 2
ball
 Har bir qo’shimcha fikrga –2 ball
 Har bir javobni to’ldirishga –1 ball
201
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1. Inersial sanoq sistemasi deb nimaga aytiladi?
2. Noinersial sanoq sistemasi deb nimaga aytiladi?
3. Absolyut tezlik, nisbiy tezlik nima?
4. Absolyut tezlanish deb qanday tezlanishaga aytiladi?
5. Inersiya kuchi deb nimaga aytiladi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
№
Asosiy tushunchalar
1
Inersiya va noinersial sanoq sistemalari
2
Nisbiy, ko`chirma va absolyut tezlanishlar
3
Koriolis teoremasi
4
Nisbiy harakat
5
Nisbiy harakatning differensial tenglamalari
6
Nisbiy harakat turlari
7
Nisbiy muvozanat
8
Inersiya kuchlari
9
Dalamber prinsipi
10
Erkin tushuvchi jismning shimolga og`ishi
11
202
Belgi
Insert jadvali qoidasi.
V- avval olgan bilimlarga to`g`ri keladi.
+ - yangi ma`lumot
- - olgan bilimiga qarama-qarshi
? - tushunarsiz
1. Nisbiy harakat haqida tushuncha.
Klassik mexanikaning qonunlari va ular asosida kelib chiqadigan
tenglamalar moddiy nuqtaning inersiyal sanoq sistemasiga nisbatan harakati uchun
o’rinli. Inersiya prinsipi bajariladigan sanoq sistemasiga inersiyal sanoq sistemasi
deyiladi. Ko’p hollarda dinamika masalalarini u yoki bu noinersiyal sanoq
sistemasiga nisbatan tahlil qilishga keltiriladi.
Biror inersiyal sanoq sistemasiga nisbatan to’g’ri chiziqli tekis harakat
qiluvchi sanoq sistemasi ham inersiyal bo’ladi. Agar qaralayotgan sanoq sistemasi
inersiyal sanoq sistemasiga nisbatan to`g`ri chiziqli tekis harakat qilsa, bunday
sanoq sistemasiga noinersial sanoq sistemasi deyiladi. Bunday sistemaga nisbatan
dinamikaning asosiy qonunlari, xususan inersiya qonuni o`rinli bo`lmaydi.
Dinamika tenglamalarini noinersial sistemaga qarash uchun inersial kuchlari
nurlari kiritiladi.
Ushbu bobga moddiy nuqtaning noinersial sanoq sitemasiga nisbatan
harakati o`rganiladi.
2. Moddiy nuqtaning nisbiy harakat differensiyal tenglamalari.
Moddiy nuqta, radius-vektor, tezlik, texlanish,ko’chirma, nisbiy va absolyut
tezlik, ko’chirma, nisbiy va absolyut tezlanish, massa, kuch va inersiya kuchi.
Moddiy nuqtaning harakatini A  inersiyal sanoq sistemasi va inersiyal
sanoq sistemasiga nisbatan ixtiyoriy harakatqiluvchi OXY noinersiyal sanoq
sistemalariga nisbatan qaraymiz ( 65-shakl ).

Z
M  x, y, z 

R

F
Y
203
O
(65-shakl)
Moddiy nuqtaning A  koordinatalar sistemasiga nisbatan harakatiga
uning murakkab harakati yoki absolyut harakatiga deyiladi.
OXYZ koordinatalar sistemasining moddiy nuqta bilan birgalikda A 
koordinatalar sistemasiga nisbatan harakatiga nuqtaning ko’chirma harakati
deyiladi.
Moddiy nuqtaning OXYZ qo’zg’aluvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan
harakatiga uning nisbiy harakati deyiladi.
Moddiy nuqtaga ta’sir etuvchi kuchlar va OXYZ koordinatalar sistemasining
harakati berilgan deb nisbiy harakatining asosiy tenglamalarini keltirib chiqaramiz.
Nuqtaning absolyut harakati uchun dinamikaning asosiy tenglamasi qu’yidagi
ko’rinishda bo’ladi:
  
mw  F  R


bu erda F -nuqtaga ta’sir etuvchi aktiv kuchlarning teng ta’sir etuvchisi, R 
bog’lanish reaksiyalarning teng ta’sir etuvchisi, m-moddiy nuqtaning massasi, W nuqtaning tezlanishi.
Koriolis teoremasiga asosan moddiy nuqtaning absolyut tezlanishi
ko’chirma, nisbiy va koriolis tezlanishlari yig’indisiga teng, ya’ni
  

W  We  WR  WK .
Buni (5.25.1) tenglamaga qo’yamiz:



 
mW E  mW R  mW K  F  R
Bundan nisbiy harakat uchun
q’uyidagi tenglamani
hosil qilamiz:
 


mW R  F  R  ( mW E )  (  mW K ).
(5.25.2)
Quyidagi belgilashlarni keltiramiz:




J e  mWe , J K   mW K .




J e va J K -vektorlar mos ravishda We va WK tezlanishlariga qarama-qarshi
yo’nalgan bo’lib, modullari moddiy nuqta massasi bilan ko’chirma va koriolis
tezlanishlari moddullari ko’paytmasiga teng.
Bu vektorlarga mos ravishda ko’chirma va koriolis inersiya kuchlari
deyiladi. Bularni (5.25.2) ga qo’yib, quyidagi tenglamani hosil qilamiz:

  

mWR  F  R  J e  J K
(5.25.3)
(5.25.3) tenglama moddiy nuqta dinamikasining asosiy tenglamasini
ifodalaydi.
204
(5.25.3) tenglamadan quyidagi xulosani hosil qilamiz:
Moddiy nuqta harakat differensiyal tenglamasini tuzish uchun nuqtaga ta’sir
etuvchi aktiv kuchlar va bog’lanishlar reaksiyalari qatoriga ko’chirma va koriolis
inersiya kuchlarni qo’shib olish kerak.
Ko’chirma va koriolis inersiya kuchlarning odatdagi kuchlardan farqi
shundaki, odatdagi kuchlar noinersiyal sanoq sistemasini tenglashishdan bog’liq
emas, ko’chirma va koriolis inersiya kuchlari noinersiyal sanoq sistemasini
tanlashish bilan aniqlanadi.
(5.25.3) tenglamaning ikkala tomonini qo’zg’atuvchi
koordinatalar
sistemasi
o’qlariga proeksiyalab, moddiy nuqtaning harakat differensiyal
tenglamalarini hosil qilamiz, ya’ni
mX  FX  R X  J EX  J KX
 
 mY  FY  FY  J EY  J KY
 mZ  F  R  J  J
Z
Z
EZ
KY

(5.25.3) yoki (5.25.4) tenglamalardan ko’rinib turibdiki moddiy nuqtaning


noinersiyal sanoq sistemasiga nisbatan harakat differensiyal tenglamalari J E va J K
kuchlarni kiritishi bilan xuddi inersiyal sanoq sistemasidagidek bo’ladi. Boshqacha
qilib aytganda qo’zg’aluvchi koordinatalar sistemasi harakatining nisbiy harakatiga
 
ko’rsatadigan ta’siri J E , J K kuchlarni kiritilishi bilan hisobga olinadi.
Agar qo’g’atuvchi koordinatalar sistemasi A inersiyal sanoq sistemasiga


 
nisbatan to’g’ri chiziqli tekis harakat qilsa , W E  0 va W K  2(  2 )  0 bo’lib,
(5.25.3) tenglama (5.25.1) ko’rinishda keladi. Demak, inersiyal sanoq sistemasiga
nisbatan to’g’ri chiziqli tekis harakat qiluvchi har qanday sanoq sistemasi inersiyal
bo’ladi.
Ko’chirma harakat turiga qarab, moddiy nuqta nisbiy harakatning qo’yidagi
hollarini qaraymiz.
3. Nisbiy harakat turlari.
1. Ko’chirma harakat notekis aylanma
harakatdan iborat bo’lsin (66-shakl). Bu holda
ko’chirma tezlanish aylanma va markazga intilma
tezlanishlarning geometrik yig’indisidan iborat
bo’ladi, ya’ni



WE  W  E  WE

K
Mos ravishda ko’chirma inersiya
kuchiham
 
ikkita tuzuvchidan iborat bo’ladi: J E   mW E  

aylanma inersiya kuchi, J E    mW E  -markazdan
qochma inersiya kuchi.
Shunday qilib:

   
JE  JE  JE
205
66-shakl
Bunga asosan (5.25.3) tenglama
qo’yidagi ko’rinishga
keladi:

  



mW R  F  R  J E  J E  J K
Urinma va normal tezlanishlarning modullari qo’yidagicha topiladi:


WE  MK   E ,WE  MK   E
2
Bu yerda  E va  E lar burchak tezlik va burchak tezlanishlarning algebraik
qiymati, MK-nuqtadan aylanish o’qigacha bo’lgan masofa.
Urinma ko’chirma inersiya kuchi WE  tezlanishga qarama-qarshi yo’nalgan
bo’lib, moduli quyidagiga teng:


J E  m WE  mMK  E
Markazdan qochma inersiya kuchining yo’nalishi markazga intilma
tezlanishga qarama-qarshi yo’nalgan bo’lib, moduli quyidagicha topiladi:


2
J E  mW E  mMK  E

 
Koriolis tezlanishi WK  2( e  r ) bo`lgani uchun uning moduli
 
WK  2E R sin(E  R )
Koriolis inersiya kuchi koriolis tezlanishiga qarama-qarshi yo`nalgan bo`lib,
moduli quyidagicha topiladi:
 
J k  2m we v r sm (we , v r ).


Korikoles inersiya kuchi we va v r vektorlarining har biriga perpendikulyar va
demak, ko`chirma aylanish o`qiga ham perpendikulyar bo`ladi.
2. Ko`chirma harakat qo`zg`almas o`q atrofida tekis aylanma harakat bo`lsin

(66-shakl). Bu holda Ee  o va J eE  o
bo`lib, bu holda nisbiy harakat
dinamikasining asosiy tenglamasi quyidagicha bo`ladi:
  


mwr  F  R  J ew  J k
(5.25.6)
3. ko`chirma harakat ilgarilma egri chiziqli notekis harakat bo`lsin. Bu holda

we  o va J e  o bo`lib, nisbiy harakat dinamikasining asosiy tenglamasi
  

mwr  F  R  J e
(5.25.7)
ko`rinishda bo`ladi. Ko`chirma harakat ilgarilma egri chiziqli notekis harakat
bo`lgani uchun



J e  J e  J en ,
Bu yerda
J e  m
dve
dt
va
J en 
mv 2
p
4. Ko`chirma harakat ilgarilma to`g`ri chiziqli tekis harakat bo`lsin. Bu

holda We  o va J e  o bo`lib, (5.25.7) tenglama quyidagi ko`rinishga keladi:
 

(5.25.8)
m wr  F  R
(5.25.8) tenglama moddiy nuqtaning absolyut harakat differensial
tenglamasi(5.25.1) tenglama bilan bir xil, ya`ni bu holda Oxyz sanoq sistemasi
ham inersial bo`lar ekan.
4. Nisbiy muvozanat tenglamasi. Og’irlik kuchi.
206
Moddiy nuqta unga ta’sir etuvchi kuchlar ta’siridan nisbiy muvozanat
holatida bo’lsin, ya’ni nuqta qo’zg’aluvchi koordinatalar sistemasiga nisbatan
harakatlanmasin.Nuqta nisbiy harakatda ishtirok etmasa, uning absolyut


tezlanishi ko’chirma tezlanishga teng, ya’ni W  W E
bo’ladi. U holda (5.25.1)
tenglama quyidagi
ko’rinishga keladi.  

 

  
yoki
mW E  F  R
F  R  mW E  0 bundan F  R  J E  0
(5.25.1) tenglamadan quyidagi xulosa kelib chiqadi: moddiy nuqta nisbiy
muvozanatda bo’lsa, unga ta’sir etuvchi aktiv kuchlar, bog’lanish reaksiyalari va
inersiya kuchlarning geometrik yig’indisi nolga teng bo’ladi.
Masalan, yer
sirtida nisbiy muvozanatda turgan jismni nuqtani qaraymiz (67-shakl). Nuqtaning
nisbiy muvozanat sharti (5.25.1) tenglikka asosan qo’yidagicha bo’ladi:
   
P  N  JE  0



Bu yerda P -yer tortish kuchi; N -bog’lanish reaksiyasi; J E  -yerning o’z o’qi
atrofida tekis aylanishi natijasida hosil bo’ladigan markazdan qochma inersiya

kichi. J E  kuchning moduli qo’yidagicha teng:
J E  mMK E2
Bu yerda
2
rad

-yerning aylanish burchak tezligi.
24  3600 sek


  
Jismning sirtga ko’rsatadigan bosim kuchi G   N ya’ni G  P  J E


ifodalanadi. Yerning tortish kuchi F bilan ko’chirma inersiya kuchi J E larni teng

ta’sir etuvchi G kuch jismning og’rlik kuchini ifodalaydi.
E 
Markazdan qochma inersiya kuchining moduli og’irlik kuchining moduliga
nisbatan juda kichik. Ular modullarning nisbatini topamiz:
J E mMK E2 OM E2
R E2


cos  
cos 
G
mg
g
g
bu yerda R-yer sharining radiusi,  -M nuqtani aniqlovchi tenglik.
J E
nisbat ekvatorda eng katta qiymatga ega bo’ladi, ya’ni
G
  0 , R  6370km , g  9.78m / s , J E / G  0.00346 yoki J E / G  1 / 290 .
Demak, og’irlik kuchining moduli
tortish kuchi P ning modulidan kichik

miqdorga farq qiladi va vertikal bilan P kuchi juda kichik burchak tashkil qiladi.
Og’irlik
kuchi qutbda eng katta, ekvatorda eng kichik qiymatga ega bo’ladi.

P tortish kuchi qutbda eng katta miqdorga ega;

J E -ko’chirma inersiya kuchining moduli nolga teng.
Erkin tushish tezlanishi ekvatorda 983 sm/s, qutbda 978sm/s ga teng.
5. Erkin tushuvchi jismning shimolga og’ishi.
Berilgan balandlikdan yer sirtiga erkin tushayotgan moddiy nuqtaning yerga
mahkamlangan koordinatalar sistemasiga nisbatan qaraymiz. Bu koordinatalar
sistemasining boshini nuqtaning boshlang’ich holati M 0 bilan bitta vertikalga
207
joylashtiramiz (68-shakl). Z o’qini yer markazidan chiquvchi vertikal bo’ylab
yuqoriga yo’naltiramiz, X o’qini meridian bo’ylab janubga yo’naltiramiz, Y o’qini
XOZ meridian tekisligiga perpendikulyar qilib, sharqqa yo’naltiramiz.
U holda moddiy nuqtaning nisbiy harakati uchun boshlang’ich shartlar
qo’yidagicha bo’ladi:
t 0  0; x 0  0; y 0  0; z 0  H ; x 0  0; y 0  0; z 0  0.
Agar
muhitning qarshiligi hisobga olinmasa, nuqtaga faqat Yerning toryish

kuchi P ta’sir qiladi.
Bu holda nisbiy harakat dinamikasining asosiy tenglamasi (5.25.6) qo’yidagi
ko’rinishda bo’ladi:

 

mW z  P  J E  J K (5.25.6)
Bu holda ko’chirma harakat
tekis aylanma harakatdan iborat.

Yerning tortish kuchi P bilan J E markazdan qochma inersiya kuchlarning

teng ta’sir etuvchisi jismning G og’irlik kuchiga teng. U holda (5.27.2) tenglama
qo’yidagi ko’rinishga keladi:
 

(5.27.3)
mW R  G  J K



Koriolis inersiya tezlanishi W K  2( E  R ) g’arbga qarab yo’nalgan bo’lib,


 E va  R yotgan meridian tekisligiga perpendikulyar bo’ladi. Koriolis inersiya
kuchi esa shu tekislikka perpendikulyar bo’lib, sharqa yo’naladi, ya’ni u o’qini
musbat yo’nalishi bilan bir xil yo’nalgan bo’ladi. Bu kachning moduli
 
J K  2m  E  R cos  ga teng.  -M nuqta joylashgan kenglik.

Nuqtaning harakati vaqtida  R -nisbiy tezlikning Z vertikaldan og’ishi juda
kichik deb, (5.27.3) tenglamani koordinata o’qlariga proyeksiyalaymiz:
mX  0; mY  J K  2m E R cos  ; mZ  G   mg.
(5.27.4)
Birinchi tenglamadan:
X  C1 , X  C1  C 2 .
(5.27.4) boshlang’ich shartlardan: С1  С 2  0 . Nuqtaning X o’qi bo’ylab,
harakat tenglamasi X  0
(5.27.5)
bo’ladi. Demak, nuqta faqat ZOY tekisligida harakat qilar ekan
Uchinchi tenglamani integrallaym
2
gt
Z   g ; Z   gt  C 3 , Z  
 C3t  C 4 .
2
Boshlang’ich shartlardan: C3  0, C 4  H .
Moddiy nuqtaning Z o’qi bo’ylab, harakat tenglamasi qo’yidagicha bo’ladi:
gt 2

Z   gt , Z  H 
.
(5.27.6)
2

Nuqtaning  R nisbiy tezligining yo’nalishi Z vertikaldan juda kichik farq qilgani
uchun yetarlicha aniqlik bilan
 R   Z  Z  gt
deb olish mumkin. Natijada (5.27.4) tenglamalarning ikkinchisini quyidagi
ko’rinishda yozish mumkin.
mY  2m E gt cos 
208
Bu tenglamani integrallab, quyidagini hosil qilamiz:
Y   E gt 2 cos   C 5 ;
1
Y   E gt 3 cos   C 5 t  C 6 .
3
Berilgan boshlang’ich shartlardan integrallash o’zgarmaslarni topamiz:
С 5  С 6  0 . Natijada nuqtaning Y o’qi bo’ylab harakat tenglamasini topamiz, ya’ni
1
Y   E gt 3 cos  .
(5.27.7)
3
Nuqta yerda kelib tushganda Z  0 deb, (5.27.6) tenglamadan uning tushish
Y   E gt 2 cos  ;
vaqtini topamiz:
gt12
 H,
2
t1 
2H
.
g
Buni (5.27.7) ga qo’yib, Ymax ni topamiz, ya’ni
Ymax
1
8 H 3 cos  2
2 H cos 
 E g
 H E
.
3
3
3
g
g
(5.27.8)
(5.27.8) formula yordamida nuqtaning tushish balandligi va kengligini bilgan
holda uning sharqqa maksimal og’ishini topish mumkin.
Nazorat savollari.
1. Inersiya va noinersial sanoq sistemalari deb qanday sistemalarga aytiladi?
2. Nuqtaning nisbiy harakati deb nimaga aytiladi?
3. Nisbiy harakat turlari haqida nimalarni bilasiz?
4. Dalamber prinsipi qanday ta`riflanadi?
5. Koriolis teoremasi nima deydi?
6. Inersiya kuchlarining turlarini ta`riflang
7. Nisbiy muvozanat turlari haqida nimalarni bilasiz?
8. Erkin tushuvchi jismning shimolga og`ishini tushuntirib bering.
XULOSA
Moddiy nuqtaning nisbiy harakati haqidagi tushuncha mexanikaning asosiy
ideyalariga asoslangan.
Inersial sanoq sistemasiga nisbatan muntazam ilgarilanma va to`g`ri chiziqli
harakat etuvchi har qanday sanoq sistemasi ham inersial bo`ladi.
209
Sanoq sistemasi muvozanat holatida yoki muntazam to`g`ri chiziqli ilgarilanma
harakatda ekanligini tajribalar orqali aniqlab bo`lmaydi (Galiley-Nyutonning
nisbiylik prinsipi ).
Bo`shliqda erkin tushayotgan har qanday og`ir jism albatta vertikaldan og`ib
ketadi.
Klassik mexanikaning birinchi va ikkinchi qonunlari faqat inersial sanoq
sistemalarida harakat etuvchi jismlar uchun o`rinli bo`ladi.
210
17- mavzu
Mexanik sistema dinamikasiga kirish.Mexanik sistema
harakatining differensiyal tenglamalari.
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (axborotli dars)
3. Mexanik sistema.Mexanik sistemaga ta’sir etuvchi
kuchlarning tavsifi.
Mavzu rejasi
4. Mexanik sistema harakatining differensiyal tenglamalari.
O`quv mashg`ulotning
5. Bog’lanishdagi mexanik sistema harakatining differensiyal
tenglamalari.
Mexanik sistema dinamikasining asosiy tushunchalari va sistema
harakatining differensiyal tenglamalari haqida tushuncha berish.
maqsadi
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Mexanik sistema dinamikasi haqida
Mexanik sistema dinamikasining asosiy
dastlabki ma’lumotlar berish.
tushunchalari va sistema harakatining
differensiyal tenglamalari haqida tushunch
berish.
Mexanik sistema harakatining
Mexanik
sistema
harakatining
differensiyal tenglamalarini keltirib
differensiyal
chiqarish va uni mustahkamlash.
tasavvurga ega va ularni eslab qoladi.
Bog’lanishdagi mexanik sistema
Bog’lanishdagi mexanik sistema
haqida tushuncha berish.
dinamikasining asosiy tushunchalari va
tenglamalari
haqida
vazifalarini biladi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,Pinbord texnikasi, aqliy hujum
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
211
1.2. “Mexanik sistema dinamikasiniga kirish. Mexanik sistema harakatining
differensiyal tenglamalari” mavzusining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
kirish
1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
bosqich 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
17-Ma’ruza
212
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
Mexanik sistema dinamikasiga kirish. Mexanik sistema harakatining
differensiyal tenglamalari.
Reja:
1. Mexanik sistema.Mexanik sistemaga ta’sir etuvchi kuchlarning tavsifi.
2. Mexanik sistema harakatining differensiyal tenglamalari.
3. Bog’lanishdagi mexanik sistema harakatining differensiyal
tenglamalari.
Adabiyotlar: [1],7-24 sah, [5], 333-345 sah.
Tayanch iboralar:
Mexanik sistema, absolyut qattiq jism, bog’lanishlar, golonom sistema,
sistemaning erkinlik darajasi, asosiy dinamik miqdorlar, ichki va tashqi kuchlar.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1.Mexanik sistema deb nimaga aytiladi?
2.Ichki va tashqi kuchlar deb qanday kuchlarga aytiladi?
3.Sistemaning massalar markazi qanday topiladi?
4.Sistemaning harakat miqdori nimaga teng?
5.Sistemaning kinetik momenti deb nimaga aytiladi?
6.Sistemaning kinetik energiyasi qanday ifodalanadi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring.
213
№
Asosiy tushunchalar
1
Mexanik sistema.
2
Absolyut qattiq jism.
3
Ichki va tashqi kuchlar.
4
Bog’lanishlar va ularning turlari.
5
Golonom va nogolonom mexanik sistemalar.
6
Sistemaning erkinlik darajasi.
7
Sistemaning harakat miqdori.
8
Sistemaning kinetik momenti.
9
Sistemaning kinetik energiyasi.
10
Kyonig teoremasi.
11
Mexanik sistema harakatining differensiyal tenglamalari.
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
214
Belgi
1.Mexanik sistema. Mexanik sistemaga ta’sir etuvchi kuchlar.
Bir-biri bilan ma’lum munosabatda bog`langan hamda har bir nuqtasining
harakati boshqa nuqtalarning holati va harakatiga bog`liq bo`lgan moddiy nuqtalar
to`plami mexanik sistema deyiladi. Istalgan mashina yoki mexanizm mexanik
sistemaga misol bo`la oladi, chunki mashina va mexanizmlarning qismlari bir-biri
bilan sharnirlar, sterjenlar, tasmalar yoki tishli g`ildiraklar vositasida bog`langan
bo`ladi. Bu holda sistema nuqtalariga bog`lanishlar orqali beriladigan taranglik
kuchlari yoki o`zaro bosim kuchlari ta’sir etadi.
Agar mexanik sistemani tashkil etuvchi nuqtalar orasidagi masofalar
doimo o`zgarmasdan qolsa, bunday mexanik sistema o`zgarmas mexanik sistema
deyiladi. Masalan, absolyut qattiq jismni o`zgarmas mexanik sistema nuqtalarining
to`plamidan iborat deb qarash mumkin.
Agar mexanik sistemaning barcha nuqtalari erkin bo`lsa, u holda sistemani
tashkil etuvchi nuqtalar orasidagi bog`lanishlar mazkur nuqtalarning o`zaro ta’sir
kuchidan iborat bo`ladi. Bunda biz erkin nuqtalardan tashkil topgan mexanik
sistemaga ega bo`lamiz. Masalan, Quyosh sistemasini bunday sistemaga misol
qilib ko`rsatish mumkin, chunki Quyosh va planetalar o`zaro butun dunyo tortilish
kuchi ta’sirida bo`ladi.
Agar mexanik sistema nuqtalariga bog`lanishlar qo`yilgan bo`lsa, sistema
bog`lanishdagi sistema deyiladi. Bunday sistemaga misol tariqasida uzunligi
o`zgarmas bo`lgan sterjen bilan biriktirilgan ikki moddiy nuqtani olish mumkin.
Berilgan mexanik sistema nuqtalarga ta’sir etuvchi kuchlar ichki va tashqi
kuchlarga ajratiladi.
Mexanik sistemani tashkil etuvchi nuqtalarning o`zaro ta’sir kuchlari ichki
kuchlar deyiladi. Ichki kuchlar, odatda, F i bilan belgilanadi.
Mexanik sistema nuqtalariga bu sistemaga kirmaydigan nuqta yoki
jismlarning ta’sir kuchlari tashqi kuchlar deyiladi. Tashqi kuchlar F e bilan
belgilanadi.
Masalan, avtomabilni mexanik sistema deb qarasak, dvigatel silindrlarida
hosil bo`ladigan gazlarning porshenga bosim kuchlari, porshenning shatunga,
215
shatunning tirsakli valga ta’sir kuchlari va hokazo kuchlar ichki kuchlardir;
avtomabil og`irligi, avtomabil g`ildiraklari bilan yer sirti orasidagi ishqalanish
kuchi, havoning qarshilik kuchi va boshqalar tashqi kuchlardir.
Bog`lanishdagi mexanik sistema nuqtalarga ta’sir etuvchi kuchlar bog`lanish
reaksiya kuchlariga va aktiv kuchlarga ajratiladi. Bu kuchlar o`z navbatida ichki va
tashqi kuchlar bo`lishi mumkin.
Ichki kuchlarning asosiy xossalari bilan tanishamiz.
1. Dinamikaning uchinchi qonuniga ko`ra mexanik sistemaning har qanday
ikki nuqtasi (masalan M 1 va M 2 nuqtalari) miqdor jihatdan teng va bir chiziq
bo`ylab qarama-qarshi tomonlarga yo`nalgan F i1 va F2i kuchlar bilan bir-biriga
ta’sir etadi (186-rasm). Bu kuchlarning geometrik yig`indisi nolga teng:

F2i
M2

F1i
M1
h
0
F1i  F2i  0
Shu sababli N ta nuqtadan tashkil topgan mexanik sistema uchun quyidagi
munosabat o`rinli bo`ladi:
N
R i   Fki  0
(19.1)
k 1
demak, sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi ichki kuchlarning geometrik yig`indisi
(bosh vektori) nolga teng bo`ladi. Bundan buyon yig`indi chegarasini tushurib
yozamiz va k ni 1 dan N gacha qiymatlarni oladi, deb hisoblaymiz.
(19.1) ni biror Ox o`qqa proeksiyalasak
X
i
k
 0,
(19.2)
ya’ni ichki kuchlarning ixtiyoriy o`qdagi proeksiyalari yig`indisi nolga teng
bo`ladi.
216
2. F i1 va F2i kuchlarning biron O nuqtaga nuqtaga nisbatan momentlarini
topamiz. 186- rasmdan
 
 
M o F i 1  M o Fki  0,
Bo`lishini ko`ramiz, chunki ikkala kuchning yelkasi bir xil bo`lib, moment
vektorlari qarama-qarshi yo`nalgan. U holda butun sistema uchun quyidagini yoza
olamiz:
 
M oi   M o Fki ,
(19.3)
Bunda M oi ichki kuchlarning O markazga nisbatan bosh momentini ifodalaydi.
(19.3) ni ixtiyoriy Ox o`qqa proeksiyalaymiz:
 M F
ox
i
k

0.
(19.3) va (19.4) lardan ko`ramizki, ichki kuchlarning ixtiyoriy nuqtaga nisbatan
xisoblangan momentlarining geometrik yig`indisi yoki ixtiyoriy o`qqa nisbatan
momentlarining yig`indisi nolga teng bo`ladi.
(19.2) va (19.4) ifodalar fazoda ixtiyoriy vaziyatda joylashgan kuchlar
sistemasining
muvozanat
tenglamalariga
o`xshasa-da,
ichki
kuchlar
muvozanatlashmaydi. Chunki ular sistemaning turli nuqtalariga qo`yilganligi
tufayli mazkur kuchlar ta’sirida sistemaning nuqtalari bir-biriga nisbatan
harakatlanadi. O`zgarmas mexanik sistema yoki qattiq jism qaralayotganda ichki
kuchlar muvozanatlashuvchi kuchlar sistemasini tashkil etadi.
217
2. Mexanik sistema harakatining differensial tenglamalari
Mexanik sistema N ta moddiy nuqtalardan tashkil topgan bo`lsin. Bu
sistemaning ixtiyoriy M k nuqtasini olib, massasini mk bilan, unga ta’sir etuvchi
tashqi kuchlar hamda ichki kuchlarning teng ta’sir etuvchilarini mos ravishda
Fke , Fki bilan belgilaymiz (187-rasm). U holda sistema nuqtalari harakatining
differensial tenglamalari Nyutonning ikkinchi qonuniga binoan quyidagicha
yoziladi:
z
M k  xk , y k , z k 

Fki

Fke
rk
0
y
x
mk  k  Fke  Fki k  1, N .
(19.5)
(19.5) ni Dekart koordinata o`qlariga proeksiyalab quyidagi 3N ta
tenglamalar sistemasiga ega bo`lamiz:
mk xk  X ke  X ki ;

mk yk  Yke  Yki ; k  1

mk z k  Z ke  Z ki . 
Bu tenglamalar sistemasi mexanik sistema harakatining Dekart
koordinata o`qlaridagi differensial tenglamalari deyiladi. Bu tenglamalarning
o`ng tomoni umumiy holda t vaqtga hamda sistemani tashkil qiluvchi barcha
nuqtalarning koordinatalarining
vaqt bo`yicha hosilasiga bog`liq bo`ladi. Bu
tenglamalar sistemasining, umumiy holda, mexanik sistema hatto bitta nuqtadan
tashkil topganda ham aniq yechimi topilmagan. Lekin hozirgi zamon elektron
218
hisoblash mashinalarni qo`llab bu tenglamalarning taqribiy yechimini juda katta
aniqlik bilan topish mumkin.
Ko`pincha (19.6) tenglamalarda qatnashuvchi ichki kuchlar ham noma’lum
bo`ladi, shu sababli masalani yechish murakkablashadi.
3. Bog`lanishdagi mexanik sistema harakatining differensial tenglamalari
Agar sistema nuqtalariga bog`lanishlar qo`yilgan bo`lsa, u holda
bog`lanishlardan bo`shatish haqidagi aksiomaga ko`ra, ta’sir etayotgan Fk aktiv
kuchlar qatoriga N k bog`lanish reaksiya kuchlarini ham qo`shish kerak. Natijada
mexanik sistemani Fk aktiv kuchlar va N k reaksiya kuchlari ta’siridagi erkin
mexanik sistema deb qaraladi. Bunday sistema harakatning differensial
tenglamalari Nyutonning ikkinchi qonuniga asosan quyidagicha yoziladi:
rc  const ,
ya’ni sistema harakatlanganda sistemaning massalar markazi tinch holatda
qoladi.
Faraz qilaylik, sistemaga ta’sir etuvchi tashqi kuchlarning bosh vektori
noldan farqli bo`lib, uning biror o`qdagi proeksiyasi nolga teng bo`lsin:
R xe  X e  0.
U holda (21.4) tenglamalarning birinchisidan
xc  0
x c  const
kelib chiqadi.
Demak, sistemaga ta’sir etuvchi tashqi kuchlarning biror o`qdagi
proeksiyalarining algebraik yig`indisi nolga teng bo`lsa , sistema massalar
markazi tezligining shu o`qdagi proeksiyasi o`zgarmas bo`ladi. Xususan, agar
boshlang`ich paytda xc  vcxo  0 bo`lsa, sistemaning harakati davomida vcx  0
bo`ladi, ya’ni bu holda sistema massalar markazining koordinatasi xc o`zgarmay
qoladi:
xc  x co const .
219
Olingan natijalar sistema massalar markazi harakatining saqlanish
qonunini ifodalaydi.
Sistema massalar markazi harakatining saqlanish qonunini qo`llashga oid
bir necha misollar keltiramiz.
1.
Havoning qarshiligini hisobga olmay, gorizontga nisbatan qiyalatib
v0 boshlang`ich tezlik bilan otilgan to`p o`qining og`irlik kuchi ta’siridagi
harakatini tekshiramiz. O`q uchib ketayotganda havoda yorilsa, uning bo`laklari
turli tomonga uchib ketadi, lekin bo`laklarning birortasi yerga borib tushguncha
ularning massalar markazi ilgarigi harakatini davom ettiradi. Bo`lakchalardan
birortasi yerga tushgandan so`ng, sistemaga ta’sir etuvchi tashqi kuchlarga Yerning
reaksiya kuchi ham qo`shilib, o`q massalar markazining harakatini o`zgartiradi.
O`q yorilganda hosil bo`ladigan kuchlar mohiyati bo`yicha ichki kuchlardan iborat
bo`lgani uchun ular o`q massalar markazining harakatini o`zgartira olmaydi.
2.
gorizontal
Absolyut silliq gorizontal tekislik
ustida turgan odam o`zicha
yo`nalishda harakat qila olmaydi. Chunki odamning og`irligi
va
gorizontal silliq tekislikning normal reaksiyasi tashqi kuchlar bo`lib, bu ikkala
kuch vertikal
yo`nalgani sababli ularning gorizontal
o`qdagi proeksiyalari
yig`indisi nolga teng. Agar odam boshlang`ich paytda tich holatda bo`lsa, massalar
markazi harakatining saqlanish qonunida ko`ra u, o`z gavdasining massa
markaziga gorizontal ko`chish bera olmaydi. Masalan, odam o`ng oyog`ini oldinga
ko`targanda uning chap oyog`i orqaga suriladi va massalar markazi o`z joyida
qoladi. Odamning oyoq kiyimi bilan gorizontal tekislik orasida sirpanishdagi
ishqalanish mavjud bo`lganda, odam chap oyog`ining orqaga ketishiga qarshilik
ko`rsatadigan va oldinga yo`nalgan ishqalanish kuchi ta’sir etadi. Bunda
ishqalanish kuchi tashqi kuch bo`lib, odamning oldinga harakat qilishiga imkon
beradi.
3.
Parovoz, avtomobil va shunga o`xshash sistemalarning
gorizontal
yo`nalishdagi harakatini ham shunday tushuntirish mumkin. Dvigateldagi gazning
porshenga
bosimi
avtomobilga
nisbatan
ichki
kuch
bo`lganligi
tufayli
avtomobilning massalar markazini harakatlantira olmaydi. Dvigateldan yetakchi
220
g`ildiraklarga aylantiruvchi moment uzatilishi hisobiga yetakchi g`ildirak aylanadi.
Avtomobil o`ngga harakatlanganda yetakchi g`ildirakning tekislikka tegib nuqtasi
chapga siljishga intiladi. U holda g`ildirakka o`ng tomonga yo`nalgan ishqalanish
kuchi ta’sir etadi. Bu kuch tashqi kuch bo`lib, avtomobil massalar markazining
o`ng tomonga siljishiga imkon beradi. Agar ishqalanish kuchi bo`lmasa, yoki bu
kuch yetaklanuvchi g`ildirakning qarshiligini yenga olmasa, avtomobil harakatlana
olmaydi. Bunda yetakchi g`ildirak aylansa-da avtomobil joyidan qo`zg`almaydi.
Izoh. Yetaklanuvchi g`ildirakka aylantiruvchi moment ta’sir qilmasdan,
balki uning o`qiga qo`yilgan kuch ta’sir qiladi. Bu kuch ta’sirida hamma
g`ildiraklar va ular bilan birga g`ildirakning tekislikka tegib turgan nuqtasi ham
avtomobil bilan birgalikda o`ng tomonga siljiydi. Bunda g`ildirakka orqaga
yo`nalgan ishqalanish kuchi ta’sir etadi. Bu kuch tashqi kuch bo`lib, g`ildirak
harakatini to`xtatishga intiladi.
221
Nazorat savollari
1. Mexanik sistema deb nimaga aytiladi?
2. Bog’lanishlar nima? Ularning qanday turlarini bilasiz?
3. Golonom va nogolonom sistemalar deb nimaga aytiladi?
4. Ichki va tashqi kuchlar kuchlar ta’rifini bering.
5. Sistemaning harakat miqdori nimaga teng?
6. Sistemaning kinetik momenti nimaga teng?
7. Sistemaning kinetik energiyasi qanday ifodalanadi?
8. Sistema harakatining differensiyal tenglamalari qanday yoziladi?
Xulosa
Mexanik sistemaning harakati tashqi va ichki kuchlarga bog’liq bo’ladi.
Har qanday ichki kuchga qarama-qarshi yo’nalgan boshqa kuch mos keladi
(miqdor jihatdan o’zaro teng). Demak:
1)Barcha ichki kuchlarning bosh vektori nolga teng.
2)Barcha ichki kuchlarning ixtiyoriy markazga va koordinata o’qlariga
nisbatan bosh momentlari nolga teng bo’ladi.
Sistemaning massalar markazi tushunchasi og’irlik markaziga nisbatan
umumiyroq tushunchadir. O’girlik markazi tushunchasi Yerning tortish kuchi
maydonida joylashgan mexanik sistemaga nisbatan o’rinlidir.
222
18- mavzu
Sistema dinamikasining umumiy teoremalari.
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50
O’quv mashg’ulot shakli
Ma’ruza (axborotli dars)
Mavzu rejasi
6. Sistema harakat miqdorining o’zgarishi haqidagi teorema.
7. Sistema kinetik momentining o’zgarishi haqidagi teorema.
8. Sistema kinetik energiyasining o’zgarishi haqidagi
teorema.
O`quv mashg`ulotning Mexanik sistema dinamikasining umumiy teoremalari va uning
maqsadi
nazariy hamda amaliy ahamiyati haqida tushuncha berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Sistema harakat miqdorining
Sistemaning harakat miqdori haqida va
o’zgarishi haqida tushunch berish.
uning o’zgarish qonunlari to’g’risida
yetarlibilimga ega.
Sistema kinetik momentining
Sistemaning kinetik momenti va uning
o’zgarishi haqidagi teoremaga
o’zgarishi haqida tushunchaga ega.
tushuncha berish.
Sistema kinetik energiyasining
Sistemaning kinetik energiyasi to’risida
o’zgarishi haqida tushuncha berish.
Kyoning teoremasini eslab qoladi. Kinetik
energiyaning o’zgarishi haqidagi teorema
haqida tushunchaga ega.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,rasmlar,plakatlar,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,Pinbord texnikasi, aqliy hujum
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
223
1.2. “Sistema dinamikasining umumiy teoremalari” mavzusining texnologik
xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
kirish
1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
bosqich 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
224
Tingloichi faoliyatining
Mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
18-Ma’ruza
Sistema dinamikasining umumiy teoremalari.
Reja:
1. Sistema harakat miqdorining o’zgarishi haqidagi teorema.
2. Sistema kinetik momentining o’zgarishi haqidagi teorema.
3. Sistema kinetik energiyasining o’zgarishi haqidagi teorema.
Adabiyotlar: [1], 24-46 sah, [5], 352-412 sah, [8], 121-130 sah.
Tayanch iboralar:
Mexanik sistema, absolyut qattiq jism, ichki va tashqi kuchlar, sistemaning
harakat miqdori, sistemaning kinetik momenti, sistemaning kinetik energiyasi.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga – ball
 Har bir qo’shimcha fikrga – ball
 Har bir javobni to’ldirishga – ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis-so’rov savollari:
1.Mexanik sistema deb nimaga aytiladi?
2.Ichki va tashqi kuchlar qanday kuchlar?
3.Massalar markazi deb qaysi nuqtaga aytiladi?
4.Tashqi va ichki kuchlarning bajargan ishi qanday topiladi?
5.Kyonig teoremasini ta’riflang?
6.Energiya integrali deb nimaga aytiladi?
225
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring.
№
Asosiy tushunchalar
1
Mexanik sistema.
2
Ichki va tashqi kuchlar.
3
Ichki va tashqi kuchlarning bajargan ishi.
4
Sistemaning harakat miqdori.
5
Sistemaning kinetik momenti.
6
Sistemaning kinetik energiyasi.
7
10
Sistema harakat miqdorining o’zgarishi haqidagi
teorema.
Sistema kinetik momentining o’zgarishi haqidagi
teorema.
Sistema kinetik energiyasining o’zgarishi haqidagi
teorema.
Sistemaning potensiyal energiyasi.
11
Sistemaning to’la energiyasi.
12
Energiyaning saqlanish qonuni.
8
9
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
226
Belgi
18- Ma’ruza
Mexanik sistema dinamikasining umumiy teoremalari.
1.Sistema harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teorema.
Mexanik sistema N ta nuqtadan tashkil topgan bo`lsin. Sistemaning
ixtiyoriy M k nuqtasiga ta’sir etuvchi tashqi kuchlar hamda ichki kuchlarning teng
ta’sir etuvchilari mos ravishda
Fke , Fki
bo`lsin. U holda sistema nuqtalari
harakatining differensial tenglamalari quyidagicha yoziladi:
d
mk v k   Fke  Fki , k  1, N 
dt
(21.14) tenglamalar sistemasini qo`shamiz:
d
 m k v k   Fke   Fki ,
dt
Bunda
m v
k
k
 K - sistemaning harakat miqdori;
e
k
F
 R e - tashqi
kuchlarning bosh vektori. Ichki kuchlarning xossasiga ko`ra
i
k
F
0
Natijada (21.15) ni quyidagicha yozish mumkin:
dK
 R e.
dt
(21.16) tenglama sistema harakat miqdorining o`zgarishi
haqidagi
teoremani ifodalaydi: sistema harakat miqdorining vaqt bo`yicha birinchi xosilasi
sistemaga ta’sir etuvchi tashqi kuchlarnining bosh vektoriga teng.
(21.16) ni Dekart koordinata o`qlariga proeksiyalab,sistema harakat
miqdorining o`zgarishi haqidagi teoremani skalyar ko`rinishda yozamiz:
dK x

 Rxe 
dt

dK y

 R ye 
dt

dK z

 R ze 
dt

(21.17)
Ya’ni, sistema harakat miqdorining biror o`qdagi proeksiyasidan vaqt
bo`yicha olingan hosila, sistemaga ta’sir etuvchi kuchlar bosh vektorning mazkur
o`qdagi proeksiyasiga teng.
227
Sistema harakat miqdorining chekli vaqt ichida o`zgarishini aniqlash
uchun (21.16) ni dt ga ko`paytirib, integrallaymiz:
i
K  K 0   R e dt
0
yoki
(21.18)
K  K0  S e.
Bunda K 0 bilan t  0 boshlang`ich paytdagi, K bilan ixtiyoriy t vaqtdagi
t
sistemaning harakat miqdori belgilangan: S e   R e dt  t vaqt ichida sistemaga ta’sir
0
etuvchi tashqi kuchlar bosh vektorining impulsi.
(21.18) ifoda chekli vaqt ichida sistema harakat miqdorining o`zgarishi
haqida gi teoremani ifodalaydi: sistema harakat miqdorining chekli vaqt ichida
o`zgarishi sistemaga ta’sir etuvchi tashqi kuchlar bosh vektorining shu vaqt
ichidagi impulsiga teng.
(21.18) ni Dekart koordinata o`qlariga proeksiyalab quyidagini yozamiz:
K x  K 0 x  S xe , 

K y  K 0 y  S ye ,

K z  K 0 z  S ze , 
(21.19)
Sistema harakat miqdorinining o`zgarishi haqidagi teorema bilan sistema
massalar markazining
harakati haqidagi teoremalar orasidagi munosabatni
aniqlaymiz. Buning uchun (21.6) ni (21.16) ga qo`yamiz:
d
Mvc   R e
dt
yoki
M wc  R e
Bu munosabat sistema massalar markazi harakati haqidagi teoremani
ifodalashi bizga ma’lum.
Shunday qilib, umuman olganda, sistema massalar markazining harakati
haqidagi teorema va sistema harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teorema
bitta teoremaning ikki xil ko`rinishi ifodalaydi. Qattiq jismning harakatini
228
o`rganishda bu teoremalarning istalgan birortasidan foydalanish mumkin. Bunda
ko`pincha, massalar markazining harakati haqidagi teoremadan foydalaniladi.
Biroq, tutash muhit (suyuqlik yoki gazlar) uchun butun sistemaning massalar
markazi tushunchasi amalda o`z ma’nosini yuqotadi. Shu sababli, bu holda
masalalar yechganda sistema harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teoremadan
foydalanish maqsadga muvofiq bo`ladi. Sistema harakat miqdorining o`zgarishi
haqidagi teoremadan zarba nazariyasida, raketalar harakatini o`rganishda va
boshqa bir qator
amaliy masalalarni yechishda ham samarali
foydalanish
mumkin.
2.Sistema kinetik momentining o`zgarishi haqidagi teorema
Mexanik sistema N ta nuqtadan tashkil topgan bo`lsin. Sistemaning biror
ixtiyoriy M k nuqtasini olib, unga ta’sir etuvchi tashqi kuchlar hamda ichki kuchlar
teng ta’sir
etuvchilarini mos ravishda Fke , Fki bilan belgilaymiz (211-rasm).
Moddiy nuqta uchun chiqarilgan harakat
miqdori momentining o`zgarishi
haqidagi teoremani mexanik sistemaning har bir nuqtasi uchun qo`llab quyidagiga
ega bo`lamiz:
dl ok
 M o Fke  M o Fki , k  1,2,...N ,
dt
 
 
Bu yerda l ok  r  m k v k – nuqta harakat miqdorining O markazga nisbatan
momenti. Bu ifodalarni qo`shamiz:
d
l ok   M o Fke   M o Fki .

dt
 
 
Ichki kuchlarning xossasiga ko`ra
 M F   0.
o
i
k
U holda (21.34) ga muvofiq (21.47) ni ushbu ko`rinishda yozamiz:
dLo
  M o Fke .
dt
 
yoki
dLo
 M oe ,
dt
229
Bu yerda M oe   M o Fke    rk  Fke – sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi
O
tashqi kuchlarnintg O markazga nisbatan bosh momenti.
(21.48) ifoda sistema kinetik momentining o`zgarishi haqidagi
teoremani ifodalaydi: mexanik sistemaning biror qo`zg`almas markazga nisbatan
kinetik momentining vaqt bo`yicha xosilasi sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi
tashqi kuchlarning shu markazga nisbatan bosh momentiga teng.
(21.48)
ifodaning
har
z
ikkala tomonini x, y, z o`qlarga
M 0e
proeksiyalaymiz:
M0
dLx

  M x Fke , 
dt

dL y
e 
  M y Fk ,
dt

dLz
e 
  M z Fk . 
dt

rk
 
 

mk v k
Fki
Fke
o
(21.49)
y
 
x
Demak, mexanik sistemaning biror qo`zg`almas o`qqa nisbatan kinetik
momentidan vaqt bo`yicha olingan hosila sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi
tashqi kuchlaning shu o`qqa nisbatan momentlarining yig`indisiga teng.
Sistema kinetik momentining o`zgarishi haqidagi teoremadan qattiq
jismning
aylanma
harakatini
o`rganishda,
giroskoplar
nazariyasida
keng
foydalaniladi.
Bu teoremaning afzalligi shundan iboratki, sistema harakat miqdorining
o`zgarishida oid teoremadagidek , oldindan noma’lum bo`lgan
ichki kuchlar
qatnashmaydi.
3.Sistema kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teorema
Mexanik sistema N ta moddiy nuqtalardan tashkil topgan bo`lsin.
Sistemaning har bir nuqtasiga
aktiv kuchlardan tashqari, bog`lanish reaksiya
kuchlarini ham qo`yamiz va sistema nuqtalariga qo`yilgan kuchlarni ichki va
tashqi kuchlardan iborat ikki guruhga ajratamiz. Sistemaning M k nuqtasiga ta’sir
etayotgan tashqi kuchlar hamda ichki kuchlarning teng ta’sir etuvchilari mos
230
ravishda Fke , Fki bo`lsin. U holda sistemaning har bir nuqtasini Fke vaFki kuchlar
ta’siridagi erkin nuqta deb qarash mumkin. Binobarin, (21.100) ga asosan
sistemaning har bir nuqtasi kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teoremaning
differensialli ifodasi quyidagicha yoziladi:
 m v2 
d  k k   dAke  dAki ,
 2 
k  1,2,....., N ,
(21.107)
Bunda, dAke va dAki – mos ravishda, sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi tashqi va
ichki kuchlarning elementar ishlari. (21.107) ifodani hadlab qo`shamiz:
 m v2 
d   k k    dAke   dAki
2 

yoki
dT   dAke   dAki ,
Bunda – T  
mk v k2
sistemaning kinetik energiyasi. (21.108) tenglama sistema
2
kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teoremaning differensialli ifodasidi:
sistema kinetik energiyasining differensiali sistemaga ta’sir etuvchi tashqi va ichki
kuchlar elementar ishlarining yig`indisiga teng.
(21.108) ni integrallab sistema nuqtalarining chekli ko`chishlarida kinetik
energiyasining o`zgarishiga oid teoremaga ega bo`lamiz.
T  T0   Ake   Aki
(21.109)
Bunda: T0 va T –mos ravishda sistemaning sistemaning boshlang`ich va
istalgan paytdagi kinetik energiyalari; Ake –sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi tashqi
kuchlarning ishi; Aki –ichki kuchlatning chekli qo`shishdagi ishlari.
(21.109) munosabat sistema kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi
teoremani ifodalaydi: sistemaning holatdan ikkinchi holatga ko`chishida kinetik
energiyasining o`zgarishi sistema nuqtalariga ta’sir etuvchi barcha tashqi va ichki
kuchlarning mos ko`chishlardagi ishlarining yig`indisiga teng.
(21.108) va (21.109) dan ko`ramizki sistema dinamikasining boshqa
umumiy teoremalarida farqli ravishda, sistema kinetik energiyasining o`zgarishi
haqidagi teoremada ichki kuchlar ham qatnashadi.
231
O`zgarmas mexanik sistema uchun (yoki absolyut qattiq jism uchun) ichki
kuchlar bajargan ishlarning yig`indisi nolga teng bo`ladi. Bu holda (21.109)
quyidagicha yoziladi
T  T0   Ake .
(21.110)
Ya’ni o`zgarmas mexanik sistema (yoki absolyut qattiq jism) bir holatdan
ikkinchi holatga ko`chishida kinetik energiyasining o`zgarishi mazkur sistema
(yoki qattiq jism) nuqtalariga ta’sir etuvchi barcha tashqi kuchlarning mos
ko`chishlaridagi ishlarining yig`indisiga teng.
Agar mexanik sistemani tashkil qiluvchi nuqtalar qo`zg`almas silliq
sirtlar ustida harakatlansa, bog`lanish reaksiya kuchlari mazkur sirtlarga
o`tkazilgan normal bo`yicha yo`nalgani uchun sistema nuqtalarining har qanday
ko`chishida bog`lanish reaksiya kuchlarining ishi nolga teng bo`ladi va (21.109) da
bog`lanish reaksiya kuchlari qatnashmaydi.
232
Nazorat savollari.
1. Sitemaning harakat miqdori deb nimaga aytiladi?
2. Sistemaning kinetik momenti deb nimaga aytiladi?
3. Sistemaning kinetik energiyasi nimaga teng?
4. Tashqi va ichki kuchlarning bajargan ishi nimaga teng?
5. Sistema harakat miqdorining o`zgarishi haqidagi teorema nima deydi?
6. Sistema kinetik momentining o`zgarishi haqidagi teoremani ta`riflang?
7. Sistema kinetik energiyasining o`zgarishi haqidagi teorema qanday
ta`riflanadi?
Xulosa
Mexanik sistema dinamikasining umumiy teoremalari harakat tenglamalarining
bevosita natijasi bo`lib, sistemaga ta`sir etuvchi kuchlar bilan dinamik
miqdorlar orasidagi bog`lanishni aniqlab beradi.
Sistema dinamikasining umumiy teoremalaridan ba`zi hollarda harakatning
birinchi integrallarini aniqlash mumkin.
Ushbu inegrallar sistemaning harakatini aniqlashda yetakchi rol o`ynaydi,
va demak, amaliy masalalarni yechishda katta ahamiyetga ega.
233
19- mavzu
Massalar geometriyasi. Inersiya momentlarining umumiy
formulalari.
1.1. Mavzuning texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 50 ta
O’quv mashg’ulot
Ma’ruza (axborotli dars)
shakli
1.Sistemaning massalar markazi va uning koordinatalari.
2. Sistemaning inersiya momentlari.Inersiya
Mavzu rejasi
momentlarining umumiy formulalari.
3.Jismning parallel o`qlarga nisbatan inersiya
momentlarini hisoblash. Gyugens-Shtayner teoremasi.
O`quv mashg`ulotning Absolyut qattiq jism dinamikasida katta ahamiyatga ega
maqsadi
bo`lgan massalar geometriyasi haqida ma`lumot berish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Sistemaning massalar markazi
Sistemaning massalar markazi va uning
haqida tushuncha berish.
koordinatalarini topish haqida
tushunchaga ega.
Sistemaning inersiya momentlari
Sistemaning inersiya momentlari haqida
haqida tushuncha berish.
yaxshi bilimga ega.
Gyugens-Shtayner teoremasini
Gyugens-Shtayner teoremasini eslab
isbotlab berish.
qoladi.
O’qitish vositari
O’UM,ma’ruza matni,mokpyuter saydlari,doska
O’qitish usullari
Axborot ma’ruza,blis-so’rov,Pinbord texnikasi, aqliy hujum
O’qitish shakllari
Frontal,kollektiv ish.
O’qitish sharoiti
Texnik vositalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar, blis-so’rov
baholash
234
1.2. “Massalar geometriyasi. Inersiya momentlarining umumiy formulalari ”
mavzusining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti mavzusi,
1savollarni va o`quv faoliyati natijalarini
Mavzuga aytadi.
kirish
1.2.Baholash me’zonlari (2-ilova)
bosqich 1.3.Pinbord usulida mavzu bo`yicha
(20min) ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida natijasiga
ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.4.Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
2bosqich 2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi.
Asosiy
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
bo’lim. bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
(50min) 2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
beradi. (5-ilva).
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha
olingan bilimlarni qayerda ishlatish
mumkinligi ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
19-Ma’ruza
235
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
UMK ga qarydilar
UMK ga qarydilar
Har bir tayanch tushuncha
va iboralarni muhokama
qiladilar
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
Massalar geometriyasi. Inersiya momentlarining
umimiy formulalari.
Reja:
4. Sistemaning massalar markazi va uning umumiy formulalari.
5. Sistemaning inersiya momentlari. Inersiya momentlarining umumiy
formulalari.
6. Jismning parallel o`qlarga nisbatan inersiya momemtlarini hisoblash.
Gyugens-Shtayner teoremasi.
Adabiyotlar: [1], 128-147 sah, [5], 333-352 sah.
Tayanch iboralar:
Mexanik sistema, massalar markazi, inersiya momentlari, birinchi va ikkinchi
darajali inersiya momentlari, o`qqa nisbatan inersiya momenti.
Belgilar:
MS-muommoli savol,
MV- muommoli vaziyat,
MT- muommoli topshiriq,
MM- muommoli masala
Baholash mezoni :
 Har bir savol javobiga –
ball
 Har bir qo’shimcha fikrga –
ball
 Har bir javobni to`ldirishga-
ball
Mavzuni jonlantirish uchun blis- so`rov savollari
1.Mexanik sistema nima?
2.Absolyut qattiq jism deb nimaga aytiladi?
3.Massalar markazi qanday aniqlanadi?
4.Sistemaning inersiya momentlari deb nimaga aytiladi?
5.O’qqa nisbatan inersiya momenti qanday aniqlanadi?
Insert sxemasi bo’yicha mavzuni o’qib chiqing va jadvalni to’ldiring
236
№
Asosiy tushunchalar
1
Mexanik sistema.
2
Absolyut qattiq jism.
3
Sistemaning inersiya momentlari.
4
Birinchi darajali momentlar.
5
Ikkinchi darajali momentlar.
6
O`qqa nisbatan inersiya momenti.
7
Qattiq jismning inersiya momenti.
8
Gyugens-Shteyner teoremasi.
9
10
Insert jadvali qoidasi.
V - avval olgan bilimiga to’g’ri keladi.
+ - Yangi ma’lumot.
– - olgan bilimiga qarama-qarshi.
? – tushunarsiz,
237
Belgi
Mavzu: Massalar geometriyasi
Tayanch iboralari: massa, readus-vektor, absolyut qattiq jism, statik
moment, inersiya momenti, inersiya radiusi, inersiya tenzori vainertsiya ellipoidi.
Reja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Massalar taqsimoti;
Birinchi darajali momentlar;
Ikkinchi darajali momentlar;
O’qqa nisbatan inersiya momenti;
Parallel to’g’ri chiziqlar dastasiga nisbatan inersiya momenti;
Bir nuqtadan chiquvchi to’g’ri chiziqlar dastasiga nisbatan inersiya
mopmenti;
7. Inersiya tenzori. Inersiya ellipsoidi.
1. Massalar taqsimoti. Absolyut qattiq jism dinamikasida massalar
taqsimoti muhum ahamiyatga ega. Massalar taqsimotini xarakterlovchi kattalikka
moment deyiladi.
Moment sistema nuqtalari massalarini ular koordinatalarining bir jinsli

 
funksiyalari ko’payitmalari yig’indisini ifodalaydi, ya’ni
mi xi y i z i

i
ko’rinishda bo’ladi. n       ga moment darajasi deyiladi. Agar sistema
massasi uzluksiz taqsimlangan va jism zichligi  koordinatalarning bir jinsli
funksiyasi bo’lsa, moment hajm integral ko’rinishida ifodalanadi, ya’ni
  ( x, y, z) x

y  z  dxdydz
(V )
Agar jism bir jinsli bo’lsa ya’ni jismning  zichligi koordinatalardan
bog’liq bo’lmasa , moment quydagi ko’rinishda ifodalanadi:

 x

y  z  dxdydz .
(V )
Bu hplda moment zichlikning faqat koordinatalarning funksiyasidan hajm
bo’yicha olingan integralning ko’paytmasini ifodalaydi. Bu integral geometrik
miqdor bo’lgani uchun n-darajali geometrik moment deyiladi. Shunday qilib bir
jisnsli bolgan holda moment zichlik bilan geometrik moment ko’payitmasiga
teng.
Texnikada odatda birinchi va ikkinchi darajali momentlar kuzatiladi,
yuqori darajali momentlar mustahkamlik nazariyasida ba’zan qo’laniladi.
2. Birinchi darajali momentlar.
m r
i i
( ri  mi massalar zarrachaning radius
i
–vektor) ko’rinishda ifodalangan miqdorlarga statik momentlar yoki birinchi
darajali momrntlar deyiladi.Bu ifodaga sistemaning O markazga nisbatan statik
momenti deyiladi. Biz ma’lumki
238
 m r  Mr
i i
c
i
bu yerda M butun sistemaning massasi, rc -massalar markazining radiusvektori. Agar O markaz massalar markazi bilan ustma-ust tushsa,
m r
i i
statik
i
moment nolga teng bo’ladi.
Statik momentni quyidagi ko’rinishda yozamiz:
m r  m x i  m y j  m z k .
 m x ,  m y ,  m z miqdorlar mos ravishda yz, zx, xy
i i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i i
i
i
i i
i
tekisliklariga
i
nisbatan statik momentini ifodalaydi.
 m x  Mx ,  m y  My ,  m z  Mz ,
i
i
c
i
i
i
c
i
i
i
c
i
bu yerda x c , y c , z c lar massalar markazining koordinatalari. Statik momentning
o’lchavi massa o’lchovi bilan uzluksiz o’lchovli ko’payitmasiga teng. Agar O
markaz sistema massalar markazi bilan ustma –ust tushsa, koordinatalar
tekisliklariga nisbatan statik momentlar nolga teng bo’ladi.
3. Ikkinchi darajali momentlar. Quyidagi ko’rinishdagi
darajali momentlar deyiladi:
m x , J  m y , J  m z
J  m y z , J  m z x , J  m x y ;
  m ( y  z ), J   m ( z  x ), J   m (x
J  m (y  z  x )  m r ,
J yz 
i
2
i
zx
2
i i
xy
i
yz
i
i i
zx
i i
i
xy
i
i
2
i
2
i
yy
2
i
2
i
zz
i
i
i
i
2
i
i
i
i
i
0
;
i
i
i
2
i
i
i
J xx
miqdorlarga ikkinchi
2
i
 y i2 ) ;
i
2
i
i
2
i
2
i i
i
Ulardan birinchi uchtasi mos ravishda yz, zx, xy tekisliklariga nisbatan
inersiya momentlari, ikkinchi uchtasi markazdan qochma momentlar yoki
inersiyalar ko’paytmasini, uchinchi uchtasi mos ravishda x,y,z o’qlariga nisbatan
inersiya momentlarini va oxirgisi O nuqtaga nisbatan inersiya momentini
ifodalaydi.
1)Ikkinchi darajali momentning o’lchovi massa o’lchovi bilan uzunlik
o’lchovi ko’paytmasiga, teng. Bu miqdorning o’lchov birligi: SI sistemasida kg m2
texnik o’lchov birliklar sistemasida 1kg m sek2 .
2) Uchta o’zaro perpendikulyar tekisliklarga nisbatan inersiya momentlari
yig’indisi markazga nisbatan inersiya momenttiga teng, ya’ni
J yz  J zx  J xy  J 0 .
3)Uchta o’zaro perpendikuliar o’qlarga nisbatan inersiya momentlari
yig’indisi markazga nisbatan inersiya momentining ikkilanganiga teng, ya’ni
J xx  J yy  J zz  2J 0 .
239
4)Ikkita o’qqa nisbatan inersiya momentlari yig’indisi uchunchisidan
hamma vaqt katta, ya’ni
J xx  J yy  J zz , J zz  J yy  J xx , J xx  J zz  J yy
Haqiqatan ham
m (y
i
2
i
 z i2 ) 
i
bundan
m (y
i
i
2
i
m (z
i
2
i
 xi2 ) 
i
2
i
 z )
 m (z
i
2
i
 m (x
i
2
i
m z
 y i2 )  2
i
2
i
x )
i
 m (x
i
2
i
2
i i
,
i
2
i
y )
va h.k.
i
4. O’qqa nisbatan inersiya momenti. Sistemaning (qattiq jismning ) o’qqa
nisbatan masalan, x o’qiga nisbatan inersiya momenti deb sistema nuqtalari
masalarining shu nuqtalardan aylanish o’qigacha bo’lgan masofalar kvadratlari
ko’paytmalari yig’indisiga, ya’ni
mi hi2 ga aytiladi. Agar sitema tutash

i
to’ldirilgan qattiq jismdan iborat bo’lsa, jism elementar zarrajasining massasi
dV ga teng bo’ladi (  -jism zichligi , dv- elementar hajm ) shuning uchun x
o’qiga nisbatan inersiya momenti jismning butun hajmi bo’yicha olingan hajm
integrali orqali ifodalanadi,ya’ni
J xx 
 h dV   ( x, y, z)( y
2
2
 z 2 )dxdydz
(V )
Agar jism bir jinsli bo’lsa, (  =const) yuqoridagi formula quyidagi ko’rinishga
keladi:
J xx   h 2 dV ,

v
bu yerda
2
 h dV
hajmning geometrik inersiya momenti.
v
Agar jism qalinligi b ga teng bo’lgan yupqa plastinkadan iborat bo’lsa,
dv  bd (bu yerda d plastinkaning elementar yuzasi) bo’lib, plastinkaning x
o’qiga nisbatan inersiy momenti quydagicha topiladi.
J xx   h 2 dl ,

v
bu yerda b    -sirtning zichligi.
Agar jism ko’ndalang kesm yuzasi  bo’lgan ingichka sterjndan iborat bo’lsin. U
holda elementar hajmni dv   dt ko’rinishda ifodalash mumkin, dl- elementar
uzunlik. Bu holda sterjnning x o’qiga nisbatat inersiya momenti quydagicha
hisoblanadi:
J xx  b h 2 d ,

v
bu yerda     - chiziqli zichlik.
Sistemaning biror x o’qqa nisbatan inersiya momentini quydagicha
korinishda ham tasvirlash mumkin:
240
J xx 
m h
2
i i
 M xx2 ,
i
bu yerda M- butun sistema massasi,  xx -miqdorga sistemaning x o’qiga nisbatan
inersiya radiusi deyiladi.  xx - massasi butun sistema massasiga teng bo’lgan
shunday nuqtagacha bo’lgan, masofa bo’lib, bu nuqtaning x o’qiga nisbatan
inersiya momenti butun sistemaning x o’qiga nisbatan inersiya momentiga teng.
Yuqorida tenglikdan:
 xx 
J xx
M
.
Ba’zi oddiy jismlarning inersiya momentlarini qaraymiz:
1) Bir jinsli ingichka xalqa. Xalqaning massasi M va radiusi R bo’lsin. Xalqa
markazidan xalqa tekisligiga perpendikulyar Cx o’qini o’tkazamiz (3-rasm).
U holda xalqaning ixtiyoriy nuqtasi
Uchun hi  R va
J x   mi hi2   mi R 2  MR 2
(14)
i
i
Xuddi shunday formulani yupqa dekartli silindrik qobiq uhun ham hosil qilish
mumkin
2) Bir jinsli doiraviy pilastinka. Plastinkanig massasi M, radusi R bo’lsin.
Plastinkani ingichka konsentrik xalqalarga ajratamiz (1-rasm). Eni ri va radusi ri
bo’lgan halqaning yuzi 2ri ri va massasi
formulaga
asosan bu
M
2ri ri
R 2
xalqaning plastinka
bo’ladi. U holda (14)
markazidan uning tekisligiga
perpendikuliar bo’lib o’tuvchi Cx o’qqa nisbatan inersiya momenti (
M
2ri ri ) ri 2
2
R
ga teng.
ri
R
C
C
ri
R
2-rasm
1-rasm
Bu miqdorlarni yig’ib ri  0 n da limitga o’tsak plastinkaning inersuya momenti
uchun quyidagi firmulani hosil qilamiz:
2M
Jl  2
R
R

0
2M R 4
r dr  2
R 4
3
241
va demak
Jl 
1
MR 2
2
(15)
Xuddi shunday formulani massasi M va radiusi R bo’lgan bir jinsli silindr
uchun ham hosil qilish mumkin.
x
x
C
h
h
3-rasm
3. Bir jinsli ingichka sterjn. Sterjen massasi M, uzunligi l bo’lsin (2-rasm).
Sterjnning uning bir uchidan unga perpendikuliar bo’lib o’tuvchi Ax o’qqa
nisbatan momentini hisoblaymiz.
Sterjnning hi uzunlikdagi bo’lakchasining massasi
Jx 
m h
2
i i
yoki
Jx 
i
M
hi ga teng.
l
 Ml h h
2
i
i
i
bu tenglikda hi  0 n da limitga o’tib quyidagi formulani hosil qilamiz
M
Jl 
l
l

0
M l3
h dh 
l 3
2
(16)
5. Parallel to’g’ri chiziqlar dastasiga nisbatan inersiya momenti.
Gyugens (Shteyner) teoremasi
O’qqa
nisbatan
inersuya
momentining ta’rifidan ko’rinib turibdiki,
x
o’qqa nisbatan inersiya momenti o’qning
x
holatiga
bog’liq, ta’ni o’qning holati
hi
hi
M ( xi , y i , z i ) o’zgarishi bilan inersiya momentining
qiymati o’zgardi. Shu maqsad
bilan
parallel to’g’ri chiziqlar dastasiga nisbatan
d
inersiya
momentlari
orasidagi
C ( xi , y i , z i )
bog’lanishni topamiz.
z
O’qlari o’zaro parallel bo’lgan
y
Cxyz va boshi sistema massalar
markazida bo’lgan C x y z  koordinatalar
sistemalarini
plamiz
(4-rasm).
Sistemaning x o’qiga nisbatan inersiya
z
momentini olamiz.
y
J xx 
4-rasm
m h  m (y
2
i i
i
242
i
ш
2
i
 z i2 ) . (1)
Sistema massalar markazining Oxyz koordinatalar sistemasiga nisbatan
koordinatalari x c , y c , z c bo’lsin.
U holda
y i  y i'  y c
O
z i  z i'  z c
lar M nuqtaning C x y z  koordinatalar sistemasiga nisbatan
bu yerda xi' , y i' , z i'
inersiya momenti. Bularni (1) tenglikka qo’yamiz:
J xx 
 m ( y  y )
i
'
i
c
2

 ( z i'  z c ) 2 
ш
 m ( y
i
i
2
 zi 2 ) 
i
m (y
i
m (y y
2
c
 z c2 ) 2
i
i
'
i
c
 z i' z c )
i
(2) tenglikning o’ng tomonidagi birinchi qo’shiluvchi sistemaning
o’qqa nisbatan inersiya momentini ifodalaydi, ya’ni
J xx 
mi ( y i2  z i2 ) .
x

ш
Ikkinchi qo’shiluvchini qaraymiz:
m (y
i
2
с
 z с2 )  ( y c2  z c2 )
i
 m  Md
2
i
i
bu yerda M- butun sistema massasi, d- x va x o’qlar orasidagi masofa. Endi
uchinchi qo’shiluvchini qaraymiz.
m (y y
i
'
с
c
 z с' z c )  y c
i
 m y  z  m z
i
i
c
i
i i
i
bu yerda
 m y  0
i
 m z  0
i
i
i
i
i
Shunday qilib
J xx  J xx  Md 2 .
(3)
(1) tenglik Gyugens (Shteyner) teiremasini ifodalaydi.
Teorema. Sistemaning biror o’qqa nisbatan inersiya momenti shu o’qqa
parallel va sistema massalar markazidan o’tuvchi o’qqa nisbatan inersiya momenti
bilan butun sistema massasining o’qlar orasidagi masofa kvadratiga ko’payitmasi
yig’indisiga teng.
Agar x  va x  o’qlarga nisbatan inersiya radiuslarini kiritsak, u holda
 xx2   x2x  d 2
(4)
(3) yoki (4) tengliklardan shunday xulosa kelib chiqadiki, parallel to’g’ri
chiziqlar dastasiga nisbatan inersiya momentlari orasida
sistema massalar
markazidan o’tuvchi o’qqa nisbatan inersiya momenti eng kichik bo’lar ekan.
Gyugens teoremasidan foydalanib, parallel to’g’ri chiziqlar dastasining
birorta o’qiga nisbatan inersiya momenti ma’lum bo’lsa, dastaning ixtiyoriy
o’qiga nisbatan inersiya momentini topish mumkin.
Faraz qilaylik dastaning 1 o’qiga nisbatan inersiya momenti J1 bo’lsin, u
holda Gyugens teoremasiga asosan:
J1 =Jc +Md2 ,
(5)
bu yerda J c -1 o’qqa parallel va sistema markazidan o’tuvchi o’qqa nisbatan
inersiya momenti, d1 –massalar markazidan o’tuvchi o’q bilan 1 o’q orasidagi
243
masofa. 1 o’qqa parallel 2 o’qqa nisbatan inersiya momenti uchun Gyugens
teoremasini yizamiz:
J1 =Jc +M d 22
(6)
(5) va (6) tengliklardan quyidagi munosabatni hosil qilamiz:
J1 =Jc +M d 22  d12 
(7)
Gyugens teoremasi nafaqat o’qqa nisbatan inersiya momenti balki
barcha ikkinchi darajali momentlar o’rinli bo’ladi, ya’ni
2
mi xi2 
mi x i 2  Mxc va h.k.


 m y z   m yz   My z va h.k.
 m ( x  y  z )   m ( x  y  z )  Mx
i
i
i
i
i
i
i
i i
c c
i
i
2
i
2
i
2
i
i
2
i
i
2
i
2
i
2
c
 y c2  z c2 ) .
i
6. Bir nuqtadan chiquvchi to’g’ri chiziqlar dastasiga nisbatan inersiya
momenti
Sistemaning O nuqtadan o’tuvchi l o’qqa nisbatan inersiya momentini
topamiz. l o’qning Oxyz koordinatalar sistemasi o’qlariga nisbatan yo’nalishi
uning yo’naltiruvchi kosinuslari  ,  ,  lar bilan aniqlanadi. Albatta sistemaning
l o’qiga nisbatan inersiya momenti yo’naltiruvchikosinuslarning funksiyasi
bo’ladi. O’qqa nisbatan inersiya mometining ta’rifiga asosan:
Jl 
m h
2
i i
i
bu yerda hi -mi massali nuqtadan l o’qigacha bo’lgan masofa. Mi nuqtaning


O nuqtaga nisbatan radiusi OM i  ri hamda




r  xi i  y i j  z i k .

U holda
r l 0   x i   y i   z i  ri cos  i
z
M i ( xi , y i , z i

ri
hi
l
o
y
x
5-rasm

bu yerda  i  ri va

l0
lar orasida burchak. hi  ri sin  i bo’lgani uchun
244
Jl 
m h  m r
2
i i
i i
i
2
sin 2  i 
ш
2   2  2 1
 m r
i
2
i
 (ri cos i ) 2

.
ш
munosabatdan fiydalanib quyidagi munosabatni hosil
qilamiz:
Jl 
 m ( x
i
2
i
 y i2  z i2 )( 2   2   2 )  ( xi   y i   z i ) 2

ш
yoki J l 
 m ( y
i
2
i
 z i2 ) 2  ( z i2  xi2 )  2  ( y i2  xi2 ) 2  2  xi y i  2 y i zi  2 zi y i

ш
Endi quyidagi belgilashlarni kiritamiz:
m (y
  m (z
J xx 
i
2
i
 z i2 );
i
J yy
2
i
i
m y z ;
 m x z ;
J yz 
i
i i
i
i i
i
 xi2 );
J yz
i
i
J xx   mi ( xi2  y i2 ); J xy   mi xi y i
i
i
U holda inersiya momenti uchun quydagi ifodani hosil qilamiz
J l  J xx 2  J yy  2  J zz  2  2 J yz   2 J xz   2 J xy .
(8)
7.Inersiya tenzor. Inersiya ellipsoidi.
(8) tenglikdan O nuqtadan o’tuvchi ixtiyoriy o’qqa nisbatan inersiya momentini
topish uchun oltita J xx , J yy , J zz , J yz , J zx , J xy nuqtalarni va o’qning yo’naltiruvchi
kosinuslar  ,  ,  larni bilishi yetarli.
Bu miqdorlarni quydagi simmetrik matrisa ko’rinishida yozish mumkin:
 J xx  J xy  J xz 


( J )    J yx J yy  J yz 


  J zx  J zy J zz 


(9)
(J) matiritsaga inersiya tenzori deyiladi. (9) matiritsaning diaganal bo’ylab
joylashgan elementlari o’qlarga nisbatini inersiya momentlarini ifodalaydi , qolgan
elemetlari inersiyalar ko’paytmasining – ishora bilan olingan ifodalari.


(J) tenzori biror a vektorga ta’sir etirsak,
proeksiyalar a  vektor


komponentalarining chioziqli funksiyalari bilan b vektorni beradi. b vektor a

vektorning chiziqli vektor – funksiyasini ifodalaydi. Bu operat siya a vektorni (J)
tenzorga ko’paytmasini
ifodalaydi va quydagicha yoziladi:

 
b  a (J ). b vektorning proyeksiyalari quyidagicha topiladi:
bx  J xx a x  J xy a y  J xz a z ;
b y   J yx a x  J zy a y  J zz a z ;
bz   J zx a x  J zy a y  J zz a z .
(J) tenzordan
foydalanib, (8) formulani quydagicha almashtirish mumkin. l
0
o’qining l birlik vektorni olamiz:

l
0


  i   j  k ;
uholda



l 0 ( y )  ( J xx  J xy   J xz  )i  ( J yx  J yy   J yz  ) j  ( J xz  J zy   J zz  )k .

l 0 ( J ) vektorni l 0 vektorga skaliar ko’paytiramiz:
245


l 0 ( y )l 0  J xx 2  Y yy  2  J zz  2  2 J yz   2 J zx   2 J xy .
(10)
J xy  J yx ; J yz  J zy ;
J zx  J xz bo’lgani uchun (10) ifoda  ,  ,  larga nisbatan
kvadratik formani ifodalaydi.
l o’qini ustida ixtiyoriy A nuqtani olamiz, u holda A nuqtaning koordinatalari
quyidagicha bo’ladi:
x  R , y  R , z  R ,
OA=R.
Bulardan  ,  ,  larning qiymatlrini (8) ifodaga qo’yamiz va quyidagi ifodani
hosil qilamiz:
J l R 2  J xx x 2  J yy Y 2  J zz Z 2  2 J yz yz  2Yzx zx  2 J xy xy.
(11)
R ni shunday tanlaymizki
z
Jl R2  k 2
yoki
R
k
,
Jl
(12)
R
bu yerda k o’zgarmas miqdor. U
holda
J xx x 2  J yy y 2  J zz z 2  2 J yz yz 
2 J zx zx  2 J xy xy  k 2 .
A(x,y,z)
0
y
(13)
Demak A nuqta geometirik o’rni
(13) tenglama bilan aniqlanadigan 2- x
6rasm
tartibli sirtni ifodalaydi. J l musbat
aniqlangan miqdor va nolga teng emas shuning uchun R chekli va demak (13) sirt
cheksi uzoqlashgan nuqtaga ega emas. Demak bu sirt ellipsoid bo’ladi. Bu
elepsoidga O nuqtaga nisbatan inersiya illipsoidi deyiladi. k 2 ning har hil
qiymatlari uchun o’xshash ellipsoidlar hosil bo’ladi. Shunday qilib jismning har bir
O nuqtasiga to’la aniqlangan bitta ellipsoid mos keladi. Agar O nuqta jismning
massalar markazi bilan ustma-ust tushsa, u holda bu nuqta uchun qurulgann
ellipsoidga markaziy ellipsoid deyiladi. Inersiy ellipsoidining bosh o’qlariga O
nuqta uchun jismning bosh inersiyasi o’qlari deyiladi.
246
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Nazorat savollari.
Sistemaning massalar markazi qanday topiladi?
Sistemaning inersiya momentlari deb nimaga aytiladi?
Birinchi darajali momentlar deb nimaga aytiladi?
Ikkinchi darajali momentlar deb nimaga aytiladi?
O’qqa nisbatan inersiya momentlar deb nimaga aytiladi?
Inersiya radiusi nima?
Gyugens-Shteyner teoremasini ta’riflang?
Xulosa
Massalar geometriyasi absolyut qattiq jism dinamikasida muhim rol
o’ynaydi.
Jism massasining taqsimlanishini xarakterlovchi miqdorlarga momentlar
deb aytiladi.
Mexanikada asosan birinchi va ikkinchi darajali momentlar uchraydi,
yuqori darajali momentlar boshqa fanlarda uchraydi.
O’qqa nisbatan inersiya momenti o’qning joylashgan holatiga bog’liq,
ushbu bog’lanish Gyugens-Shteyner teoremasi yordamida aniqlanadi.
Gyugens-Shteyner teoremasi barcha ikkinchi darajali momentlarga tadbiq
etilishi mumkin.
Asosiy adabiyotlar
1. Н.Н.Бухгольц. Основной курс теоретической механики. –М.: «Наука»,
I.II. части, 1976 г.
2. Лойцянский Л.Г. Лурье А.И. Курс теоритической механики. – М.:
«Наука», Том I,II.
3. Кильчевский Н.А. Курс теоритической механики.– М.: «Наука», 1977 г.
4. Бутенин Н.В., Лунц Я.П., Меркин Д.Р. Курс теоритической механики. –
М.: «Наука», 1985 г.
5. Уразбоев М.Т., Назарий механика асосий курси. - Т.: «Ўқитувчи» 1961
й.
6. Рашидов Т.Р., Шозиётов Ш., Муминов К.Б. Назарий механика асослари.
– Т.: 1990 й.
7. Шоҳайдарова П. ва б. Назарий механика. – Т.: 1990 й.
8. Мешчерский И.В. Назарий механикадан масалалар тўплами. –Т.:
«Ўқитувчи» 1985 й.
9. Яблонский А.А. Сборник курсовых работ по теоритической механике. –
М.: «Наука» 1985 г.
10. Дўсматов О.М., Тилавов А. Назарий механика. – Самарқанд -2001 й.
11. Тўраев Х.Т., Тилавов А. Назарий механика. – Самарқанд -2006 й.
247
«NAZARIY MEXANIKA» FANIDAN
AMALIYOT VA LABORATORIYA MASHG’ULOTLARIDA
O’QITISH TEXNOLOGIYALARI
248
1-amaliy
mashg’ulot
Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi.
1.3. ”Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi” mavzusidagi amaliyot
mashg’ulotining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25ta
O’quv mashg’ulot
shakli
Individual topshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg’ulot
1.Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasiga doir
asosiy tushunchalarni takrorlash va mustahkamlash.
Amaliyot rejasi
2.Mavzuga doir namunaviy masalalar yechish.Uslubiy
tavsiyalar.
3.Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
4.Mustaqil ish uchun savollar va topshiriqlar.
5.Adabiyotlar.
O`quv mashg`ulotning Mavzuga doir masalalar yechish, mavjud metodlardan
maqsadi
samarali foydalanish ko’nikmalarini hosil qilish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Mavzuga doir asosiy tushunchalarni
mustahkamlash.
Masalalar yechish bo’yicha uslubiy
Qo’yilgan savollarga javob berdilar,
masala shartida berilgan kuchlarni shaklda
to’g’ri yo’naltiraoladilar.
Muvozanat tenglamalarini tuzib, ulardan
ko’rsatmalarni o’rganish va ulardan
tegishli noma’lumlarni aniqlaydilar.
samarali foydalanish.
O’qitish vositari
Ma’ruza matni, kompyuter slaydlari, doska ekspert
varaqlari, grafiklardan foydalanish.
O’qitish usullari-
Amaliy mashg’ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
O’qitish shakllari
Individual, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vositalar bilan taminlangan,guruhlarda ishlash
usulini qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar, blis-so’rov
baholash
249
1.4. “Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi” mavzusidagi amaliyot
mashg’ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1.O`quv mashg`uloti savollarni tahlil
qiladi va o`quv faoliyati natijalarini
aytadi.
1.2.Tinglovchilarning mashg’ulotidagi
faoliyatini baholash ko’rsatkichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi (1-ilova)
1.3. Mavzu bo’yicha tayorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova)
1.4.Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlashtiradi.
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajradilar.
2.1.Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Echimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2.Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish boyicha maslahatlar beradi.
3.1.Mavzu bo’yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2.Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
250
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayorlaydi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
1-amaliy mashg’ulot
1. Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanat shartlari
Teorema. Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi muvozanatda bo‘lishi
uchun berilgan kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisi nolga teng bo‘lishi
zarur va yetarli, yani
 n 
R   Fi  0 .
(1.3.2)
i 1
To‘g‘ri burchakli Oxyz dekart koordinatalar sistemasini tanlab, (1.3.2)
tenglamani koordinata o‘qlariga proyeksialaymiz, natijada uchta skalyar
tenglamalar sistemasini hosil qilamiz, ya’ni
n
n
n
i 1
i 1
i 1
Rx   Fix  0 ; Rу   Fiу  0 ; Rz   Fiz  0 .
(1.3.3)
Muvozanatdagi qattiq jism erkin bo‘lmasa, bog‘lanishlar aksiomasidan
foydalanib, bog‘lanishlarning jismga ko‘rsatadi-gan ta’sirini ularning reaksiya
kuchi bilan almashtiramiz. Natijada avval ham aytilganidek, bunday jismni
berilgan kuchlar va bog‘lanish reaksiya kuchlari ta’siridagi erkin jism deb qarash
mumkin.
(1.3.3) tenglamalardan foydalanib kuchlar sistemasining muvozanat shartlarini
quyidagicha ifodalash ham mumkin: bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
muvozanatda bo‘lishi uchun berilgan kuchlarning mos koordinata o‘qlaridagi
proyeksiyalari yig‘indisi alohida-alohida nolga teng bo‘lishi zarur va yetarli.
Agar qattiq jismga qo‘yilgan kuchlar sistemasi bir tekislikda joylashgan bo‘lsa,
koordinata o‘qlaridan bittasini, masalan, z o‘qini kuchlar tekisligiga
perpendikulyar qilib olish kerak. U holda (1.3.3) tenglamalarning uchinchisi
aynan nolga teng bo‘ladi, ya’ni
n
R z   Fiz  0.
i 1
Natijada quyidagi tenglamalar sistemasi hosil bo‘ladi:
n
Rx 
n

F ix  0 ;
i 1
Ry 

F iy  0 .
(1.3.4)
i 1
(1.3.4) tenglamalar sistemasi bir tekislikda joylashgan va bir nuqtada kesishuvchi
kuchlar sistemasining muvozanat shartlarini ifodalaydi.
2. Kesishuvchi kuchlar sistemasining
muvozanatiga doir namunaviy masalalarni yechish. Uslubiy tavsiyalar
Tekislikda kesishuvchi kuchlar sistemasining muvozanatiga oid masalalarni
quyidagi tartibda yechish tavsiya etiladi.
1. Muvozanati tekshirilayotgan qattiq jismni ajratib, unga ta’sir etuvchi aktiv
kuchlar shaklda tasvirlab olinishi kerak.
2. Qaralayotgan qattiq jism erkin bo‘lmasa bog‘lanish aksiomasidan
foydalanib, unga qo‘yilgan bog‘lanish reaksiyalarini ham tasvirlab olish zarur
(albatta, bog‘lanish turiga e’tibor berish talab etiladi).
251
3. Masalani geometrik usulda yechish uchun qattiq jismga ta’sir etuvchi
kuchlar sistemasiga mos kuch ko‘pburchagi yasalib keyin bu ko‘pburchakdan
no‘malum miqdor topiladi.
4. Masalani analitik usulda yechish uchun mos koordinatalar sistemasini
tanlash kerak (ko‘p hollarda koordinatalar sistemasining boshi sifatida kuch
markazi olinadi).
5. Tanlangan koordinatalar sistemasiga nisbatan (1.3.4) tenglamalar sistemasi
tuziladi.
6. Tuzilgan tenglamalar sistemasi birgalikda yechilib, izlanayotgan no‘malum
miqdorlar topiladi.
Ushbu uslubiy tavsiyalar asosida quyida mavzuga doir ayrim masalalarni
yechib ko‘rsatamiz.
4.1-masala (И.B.Мешчерский 2.12.). Tog‘larda qurilgan temir yo‘lda,
yo‘lning dara ichidagi bir qismi shaklda ko‘rsatil-gandek osilgan. AB osmaga
P=500kN kuch ta’sir qiladi, deb hisoblab, AC va AD sterjenlardagi zo‘riqishlar
aniqlansin (15-shakl).
Yechish. Masalani avval analitik usul bilan yechamiz. Bu-ning uchun tegishli
koordinatalar sistemasini tanlaymiz. Koordinatalar sistemasining boshi sifatida A
nuqtani olamiz (16-shakl).
A
y

S1
C

6,4m
S2 D
11,65m B 11,65m

S2

S1
α

P
α
x

P
15-shakl
16-shakl
(1.3.3) muvozanat tenglamalarini tuzamiz
3
F
ix
 S1 cos  S2 cos  0,
i 1
(a)
3
F
iy
 S1 sin  S2 sin  P  0.
i 1
sinα va cosα larni topamiz
tg 
6, 4
tg
 0,549; sin  
 0,47 ,
11,65
1  tg 2
1
cos 
 0,88 .
1  tg 2
Topilganlarni (a) tenglamalarga qo‘yamiz
S1  S2 ,

0,48S1  0,48S1  P.
Bulardan S1  S2  532kN .
Javob: AC va AD sterjenlarning har biri 532kNga teng kuch bilan siqilar ekan.
252
Endi masalani kuch uchburchagidan foydalanib yechaylik. Kuchlarning o‘zo‘ziga
parallel
ko‘chirib
uchburchak
yasaymiz
(17-shakl).

S2
Sinuslar teoremasiga asosan
90-α
P
S
S
 1  2 .
sin 2 cos cos
α

P
Bundan
S1  S 2 
P
 532kN .
sin 

S1
90-α
17-shakl
4.2-masala (Мешчерский 2.18.). Bir-biriga tik bo‘lgan ikkita silliq AB va
BC og‘ma tekisliklarda og‘irligi 60N bo‘lgan bir jinsli shar turibdi. BC tekislik
bilan gorizontal tekislik orasidagi burchak 600. Sharning har qaysi tekislikka
ko‘rsatadigan bosimi aniqlansin (18-shakl).
x

y
C
600 N
α β
A
O



N
D P N E
300 N

600
P
B
18-shakl
19-shakl
Yechish. Koordinatalar sistemasi boshini shar markazi O nuqtada olib,
koordinata o‘qlarini shaklda korsatilganday yonaltiramiz. (1.3.3) muvozanat
tenglamalarini tuzamiz
E
D
E
D
3
3
F
ix
 N D  P cos   0,
i 1
F
iy
 N E  P cos  0 .
(a)
i 1
Shaklga asosan:   600 ,   300 . (a) tenglamalardan
3
 52 N ,
2
1
N E  P cos 600  60 N   30 N .
2
N D  P cos 30 0  60 N 
Endi masalani geometrik usul bilan yechamiz. Kuchlarni o‘z-o‘ziga parallel
ravishda ko‘chirib, kuch uchburchagini tuzsak (19-shakl), bu uchburchakdan
NE
P
ND


.
0
0
sin 30
sin 90
sin 600
Shunday qilib
1
 30 N ,
2
3
N D  P  sin 600  60 N 
 52 N .
2
N E  P  sin 300  60 N 
4.3-masala (Мешчерский 2.25). Og‘irligi 160N, uzunligi 1,2m bo‘lgan bir
jinsli AB sterjen ikkita AC va CB troslar bilan C nuqtaga osib qo‘yilgan. Ikkala
trosning uzunligi 1m dan. Troslardagi taranglik kuchlari aniqlansin. (20-shakl)
253

S2
y
α
C

S1
α
α

S2
x
γ

S1
A

P

S2
α
α

S1
α
B
20-shakl
21-shakl
Berilgan: P=160N, AB=1,2m, AC=BC=1m.
Topish kerak: S1, S2.
Echish. Koordinatalar sisemasini shaklda ko‘rsatilgan-dek qilib tanlaymiz.
Tanlagan Cxy koordinatalar sistemasiga nisbatan (1.4.3) muvozanat tenglamalarini
tuzamiz

P
3
F
ix
 S1 cos   S 2 cos   0,
(a)
i 1
3
F
iy
 S1 sin   S 2 sin   P  0 .
i 1
Shakldan
cos  
AB / 2 3
4
 , sin   .
AC
5
5
(a) tenglamalardan
 S1  S 2 ,


4
4
 5 S1  5 S1  P ,
5
5
S1 P  160 N  100 N .
8
8
Endi masalani kuch uchburchagidan foydalanib yechamiz (21-shakl).
S1
S
P
 2 
,   1800  2 ,
sin  sin  sin 
4 3 24
sin   sin 1800  2  sin 2  2 sin  cos  2   
.
5 5 25


Natijada
S1  S 2 
sin 
4 25
5
P    160 N   160 N  100 N
sin 
5 24
6
.
4.4-masala (И.В.Мешчерский 2.20). Og‘irligi 20N bo‘l-gan bir jinsli shar
silliq og‘ma tekislik ustida tros yordamida ushlab turiladi. Bu tros tekislikdan
yuqoriroqda mahkamlangan prujinali taroziga bog‘langan. Prujinali tarozining
ko‘rsatishi 10N ga teng. Gorizont bilan tekislik orasidagi burchak 300. Vertikal
bilan tros orasidagi α burchak va sharning tekislikka ko‘rsatadigan bosimi
aniqlansin. Prujinali tarozining og‘irligi hisobga olinmasin.
Berilgan: P=20N, F=10N, 300 . Topish kerak: α, Q.
Yechish: Avval ta’sir etuvchi
y


α
kuchlarni shaklda tasvirlab olamiz.
F
Q
Koordinatalar sistemasini
shaklda ko‘rsatilganidek qilib tanO
x
laymiz. Koordinatalar sistemasining

boshi sifatida kuchlarning ta’sir
300 P
22-shakl
254
chiziqlari kesishish nuqtasini
olish qulay.
Muvozanat tenglamalarini tuzamiz
3
 Fix
 F cos( 90 0   )  Q cos 60 0  0 ,
i 1
n
F
iy
 F cos   Q cos 30 0  P  0 .
i 1
Bundan
1

Q  2F sin ;
2(P  F cos)
F sin   2 Q  0;

2F sin 
;

2(P  F cos ) 

3
,
F cos   3 Q  P, Q 
3


2
3F sin   F cos  P; 2 F sin(   )  P;   arctg
sin(   30 0 ) 
P
20

 1;
2 F 2  10
1
 300 ;
3
α+300=900, α=600.
Natijada quyidagiga ega bo‘lamiz:
Q=2Fsin600=2·10
Javob: α=600; Q=17,3N.
3
10 1,73 N 17,3 N .
2
3.Darsda mustaqil echish uchun masala va topshiriqlar


  

1. F1  3i  5 j , F2  i  2 j kuchlar teng ta’sir etuvchisining moduli va yo‘nalishi
topilsin.
2. Gorizontal tekislik ustida turgan sharning tekislikka ko‘rsatadigan bosimi
topilsin. Sharning og‘irligi P ga teng bo‘lib, uning markaziga qo‘yilgan.
3. Og‘irligi P ga teng bo‘lgan yuk bir xil uzunlikdagi ikkita cho‘zilmaydigan
arqonga osilgan holatda muvozanatda turadi. Arqonlar o‘zaro 600 li burchak tashkil
qiladi. Arqonlarning
tortilish kuchlari topilsin.



4. F  3i  4 j kuch vektori bilan Oy koordinata o‘qi orasidagi burchak kosinusi
topilsin.
5. Uchta kesishuvchi kuch proeksiyalari bilan berilgan: F1x  10 N ; F1y  2N; F2 x  4 N;
F2 y  3N ; F3x  6N; F3 y  5N Kuchlar sistemasi muvozanatda bo‘ladimi?
6. Shaklda tasvirlangan kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisi topilsin;
F1  F3  3 N , F2  3 .

F1

F2
300

F2
600

F3
300

F3
600

F1
6-masala
7-masala
7. Shaklda tasvirlangan kuchlar  sistemasi
muvozanatlashgan kuchlar

sistemasini hosil qiladi. F2 15N bo‘lsa, F1 va F2 kuchlarining modullari topilsin.
255
8. Iplarning tortilish kuchlari F1 120N , F2  80N va burchaklar  450 ,  300 bo‘lsa,
AB balkaning G og‘irligi topilsin.
9. Yuk A,B va C nuqtalarda sharnirlar vositasida biriktirilgan AC va BC
sterjenlarda ushlab turiladi. BC sterjenning tortilish kuchi F2  45N va   600
bo‘lsa, AC sterjenlarning siqilish kuchi va yukning og‘irlik kuchi topilsin.
α

F1

F2
β

F2
α

F1

G
8-masala
9-masala
10. Og‘irligi 12N bo‘lgan bir jinsli shar arqon yordamida silliq og‘ma
tekislikda muvozanatda ushlab turiladi.   600 bo‘lsa, sharning tekislikka
ko‘rsatadigan bosimi topilsin.
B
α
С
1
A
α
A
α
β
B
10-masala
11-masala
11. Og‘irligi etiborga olinmaydigan AC va BC sterjenlar o‘zaro va gorizontal
tekislikka sharnirlar vositasida biriktirilgan. C sharnirga 1 yuk osilgan. AC
sterjenning zo‘riqishi 45N va   300 ,   600 bo‘lsa, BC sterjen reaksiyasi topilsin.
4.Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Qanday kuchlar sistemasiga bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasi
deyiladi?
2. Qanday ko‘pburchakka kuch ko‘pburchagi deyiladi?
3. Bir nuqtada kesishuvchi kuchlar sistemasining teng ta’sir e’tuvchisi qanday
topiladi?
4. Kuch ko‘pburchagida teng ta’sir e’tuvchi qanday tasvirlanadi?
5. Kuchlar sistemasining teng ta’sir etuvchisi qanday hisoblanadi?
6. Teng ta’sir etuvchining proeksiyalari qanday hisoblanadi?
7.[ ] dagi 2.8, 2.11, 2.19, 2.21, 2.23, 2.24 masalarni yeching.
256
2-amaliy
mashg’ulot
Parallel kuchlar sistemasi.
1.3 “Parallel kuchlar sistemasi” mavzusidagi amaliyot mashg’ulotning
texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25ta
O`quv mashg`lot shakli
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg`lot
Amaliyot rejasi
1. Parrellel kuchlar sistemasiga doir asosiy
tushunchani takrorlash va mustahkamlash
(savollar)
2. Mavzuga doir masalalar yechish.
3. Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
4. Mustaqil ish uchun savol va topshiriqlar.
5. Adabiyotlar.
O`quv mashg`ulotning
maqsadi
Mavzuga doir masalalar yechish ; mavjud uslubiy
tavsiyalardan samarali foydalanish ko`nikmalarini
hosil qilish.
Pedagagik vazifalar:
O’quv faoliyati natijalari:
Mavzuga doir asosiy tushunchalarni
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
mustahkamlash. Masalalar yechish
Masalalar yechish bo`yicha mavjud
bo`yicha uslubiy ko`rsatmalar bilan
metodlar haqida to`liq tushunchaga ega.
tanishtirish va ulardan samarali
Masala shartida berilgan kuchlarni
foydalanish.
to`g`ri yo`naltirib, muvozanat
tenglamalarini tuza oladilar.
Chiziqli tenglamalar ko`rinishidagi
muvozanat tenglamalarini yecha
oladilar.
O’qitish vositalari
Ma’ruza matni,kompyuter saydlari, doska ekspert varaqlari,
grafiklardan foydalanish
257
O’qitish usullari
Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
O’qitish shakllari
Indivudal, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
Og’zaki savollar,blis-so’rov
baholash
1.4. “Parallel kuchlar sitemasi” mavzudagi amaliyot
mashg`ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.13 O`quv mashg`uloti savollarni
tahlil qiladi va o`quv faoliyati
natijalarini aytadi.
1.14 Tinglovchilarning mashg`ulotdagi
faoliyatini baholash ko`rsatgichlari
va mezonlari bilan tanishtiradi(1ilova).
1.15 Mavzu bo`yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.16 Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Yechimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo`yicha maslahatlar beradi.
3.1. Mavzu bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
258
Tinglovchi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajratadilar.
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayyorlaydi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
2-amaliy mashg’ulot
1. Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasining muvozanat shartlari
Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasining muvozanat shartlari
quyidagi tenglamalar bilan ifodalanadi:
n
 Fiy  0,
i 1
n

 M F  0.
0 i
i 1
 
(2.3.1)
Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasi muvozanatda bo’lishi uchun
kuchlarning shu kuchlarga perpendikulyar bo’lmagan o’qdagi proektsiyalari
yig’indisi va kuchlar tekisligidagi ixtiyoriy nuqtaga nisbatan momentlari yig’indisi
nolga teng bo’lishi zarur va etarli.
Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasining muvozanat shartlarini
boshqacha ko’rinishdagi tenglamalar bilan ham berish mumkin, ya’ni
n
 M A
i 1
n
 M
i 1 B

F   0,
i

Fi  0.
 
(2.3.2)
Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasining muvozanatda bo’lishi
uchun kuchlar sistemasining shu kuchlarga perpendikulyar to’g’ri chiziq ustidagi
ixtiyoriy ikkita nuqtaga nisbatan algebraic momentlari yig’indisi alohida-alohida
nolga teng bo’lishi zarur va etarli.
2. Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasining muvozanatiga doir
namunaviy masalalarni yechish. Uslubiy tavsiyalar
Bir tekislikda yotgan parallel kuchlar sistemasining muvozanatiga doir
masalalarni yechish bo’yicha quyidagi uslubiy tavsiyalarni berish mumkin:
1. Qaralayotgan qurilmaning qaysi qismini muvozanati tekshirilayotganini
aniqlash kerak.
2. Koordinatalar sistemasi o’qlaridan bittasini kuchlarga parallel qilib tanlash
maqsadga muvofiq.
3. Qurilmaga ta’sir etuvchi aktiv kuchlar va bog’lanish reaksiyalari shaklda
tasvirlab olinadi.
4. Moment markazi yoki moment markazlari tanlanib (2.3.1) tenglamalar
sistemasi yoki (2.3.2) tenglamalr sistemasi tuziladi.
5. Tuzilgan tenglamarni birgalikda yechib, izlanayotgan noma’lumlar topiladi.
Berilgan uslubiy tavsiyalar asosida quyida parallel kuchlar sistemasining
muvozanatiga doir masalalarni yechib ko’rsatamiz.
4.1-masala (О.Э.Кепе 2.3.3). AE sterjen A nuqtada sharnir vositasida
biriktirilgan va CD vertikal sterjenga tirkalgan. Agar AB  1m, BC  CE  2m,
F1  kN , F2  4kN bo’lsa, CD sterjendagi S zo’riqish kN da topilsin (50-shakl).
259
 
Yechish. A sharnirning reaksiyasini koordinata o’qlari bo’ylab yo’nalgan x A , y A
tuzuvchilarga ajratamiz. Uchta noma’lum reaksiya kuchi mavjud, bu
noma’lumlarni topish uchun uchta tenglama kerak bo’ladi.
Berilgan: AB  1m, BC  CE  2m, F1  kN , F2  4kN .
Topish kerak: S.

YA
y

F1
A
B

F2

XA
C
E
x

S
50-shakl 
Yechish. Topish kerak bo’lgan S noma’lum reaksiyani A nuqtaga nisbatan bitta
moment tenglamasidan topish mumkin, ya’ni
5

 momA Fi   0 .
(a)
i 1


x A va y A kuchlarning ta’sir chiziqlari A nuqtadan o’tadi. Shuning uchun bu
kuchlarning A niqtaga nisbatan momentlari nolga teng.
 AB  F1  AC  S  AE  F2  0
yoki
3m  S  1m  2kN  5  4kN .
Bundan
S  7,33kN .
4.2-masala (Mешчерский 3.12). Uzunligi 4m, og’irligi 5kN bo’lgan bir jinsli
gorizontal balka qalinligi 0,5 m bo’lgan devorga shunday qilib o’rnatilganki, u A
va B nuqtalarda devorga tiralib turadi. Balkaning erkin uchiga og’irligi 40kN
bo’lgan P yuk osilgan. A va B nuqtalardagi reaktsiya kuchlari topilsin (51-shakl).
Berilgan: BC  4m, AB  0,5m, P  40kN , Q  4kN .
Topish kerak: RA , RB reaksiya kuchlarini.
Yechish. Koordinatalar sistemasini shaklda ko’rsatilganday qilib tanlab, y
o’qiga nisbatan proektsiyalar tenglamasini va A nuqtaga nisbatan moment
tenglamasini tuzamiz, yani
4
 Fiy  RA  RB  Q  P  0,
i 1
4

 mom A Fi   AC  P  AD  Q  AB  RB  0.
i 1
Bu tenglamarga berilganlarni qo’yamiz
RA  RB  4kN  40kN ,

0,5mRB  3,5m  40kN  1,5  4kN .
Bu tenglamalarning ikkinchisidan RB  295kN , birinchisidan RA  340kN .
Javob: RA  340kN , RB  295kN .
260
(a)
4.3-masala (О.Э.Кепе 2.3.13). Og’irligi 340N bo’lgan bir jinsli AB balkani
gorizontal holatda muvozanatda ushlab turuv-chi 1 yukning og’irligi topilsin (52shakl).
y
1

RA

Q

Q
A
C
B
x
52-shakl

Yechish. Yukning Q og’irlik kuchini arqon bo’ylab B nuqtaga ko’chiramiz, bu

kuch vertikal yuqoriga yo’nalgan bo’ladi. Q kuchning modulini topish uchun A
nuqtaga nisbatan moment tenglmasini tuzamiz, ya’ni

3
 momA Fi    AC  P  AB  Q  0 .
i 1
1
2
Balka bir jinsli bo’lgani uchun AC  AB . Natijada yuqoridagi tenglamalardan:
Q
1
P, yoki Q  170 N .
2
4.4-masala (И.В.Mешчерский 3.5). AB transmission valga
P1  3kN , P2  5kN , P3  2kN bo’lgan uchta shkiv o’rnatilgan. O’lchamlar shaklda
ko’rsatilgan. A podshipnikning
reaksiyasi B podshipnik reaksiyasiga teng bo’lishi uchun P2 og’irlikdagi shkivni B
podshipnikdan qanday x masofada o’rnatish kerak? Valning og’irligi e’tiborga
olinmasin(53-shakl).
Berilgan: P1  3kN , P2  5kN , P3  2kN .
Topish kerak: x.
y
300sm
95sm
95sm

RA
A
C
D

P1
E
x

RB
B

P3
Yechish. Koordinatalar sistemasini shaklda ko’rsatilganday qilib tanlaymiz. y
o’qiga nisbatan proeksiyalar tenglamasini va B nuqtaga nisbatan moment
tenglamalarini tuzamiz, ya’ni
5
 Fiy  RA  P1  P2  P3  RB  0,
i 1

mom
F
 B i  BE  P3  BD  P2  BC  P1  BA  RA  0. (a)
5
 
i 1
RA  RB bo’lgani uchun (a) tenglamalarning birinchisidan
RA  RB  5kN ,
ikkinchisini quyidagi ko’rinishda yozsak:
261
95sm  2kN  x  5kN  205sm  3kN  30sm  5kN  0 ,
bundan x  135sm .
4.5-masala (И.В.Mешчерский 3.15). Gorizontal konsol balkaga momenti
M  6kN  m bo’lgan juft kuch, uning C nuqtasiga esa vertikal P  2kN yuk ta’sir
qiladi. Balkaning AB oralig’i 3,5m, konsolning chiqib turgan qismi BC=0,5m.
Tayanchlardagi reaksiyalar topilsin (54-shakl).
Berilgan: M  6kN  m , P  2kN , AB=3,5m, BC=0,5m.
Topish kerak: RA , RB .
y

RA

RB

P
M
A
B
C
x
54-shakl


Yechish. R A va RB noma’lum reaksiyalarni topish uchun y o’qiga nisbatan
proeksiyalar tenglamasini va A nuqtaga nisbatan moment tenglamasini tuzamiz,
ya’ni
3
 Fiy  RA  RB  P  0,
i 1

 mom A Fi  AB  RB  AC  P  M  0.
4
 
(a)
i 1
(a) tenglamalarning ikkinchisidan
RB 
1
 AC  P  M   1 4m  2kN  6kNm  , RB  4kN ,
AB
3,5m
birinchisidan
RA  P  RB  2kN .
Javob: RA  2kN vertikal bo’ylab pastga, RB  4kN esa vertikal bo’ylab
yuqoriga yo’nalgan.
4.6-mаsаlа (И.В.Mешчерский 3.17). Uzunligi 10m bo`lgаn АB bаlkа ustigа
yuk ko`tаrаdigаn krаn uchun yo`l sоlingаn. Krаnning оg’irligi 50kN bo`lib, uning
оg’irlik mаrkаzi CD o`qdа yotаdi. R yukning оg’irligi 10kN, АB bаlkаning
оg’irligi 30kN; krаnning KL qulоchi uzunligi 4m, АC=3m. Krаnning DL strеlаsi
bаlkа bilаn bir vеrtikаl tеkislikdа bo`lgаn hоl uchun А vа B nuqtаlаrdаgi tаyanch
rеаksiyalаri tоpilsin (55-shakl).
Bеrilgаn: АB=10m, G=50kN, P=10kN, Q=30kN, KL=4m, АC=3m.
Tоpish kеrаk: RA, RB tayanch reaksiya kuchlarini.
K
4m
L
D
y

RA
3m
10m

P
C
262

RB
A
B

Q

G
x
55-shakl
Yеchish. Kооrdinаtаlаr sistеmаsini 55-shakldа ko`rsа-tilgаndеk tаnlаymiz.
Mаsаlаni (2.3.1) tеnglаmаlаrdаn fоydаlаnib еchаmiz. Ахy kооrdinаtаlаr
sistеmаsigа nisbаtаn prоеksiya tеnglаmаsini vа А nuqtаgа nisbаtаn mоmеnt
tеnglаmаsini tuzаmiz
5 
 Fiy  RA  G Q  P  RB  0;
 i 1
5

 mom F  ACG  1 ABQ   AC  KL P  ABR  0.
A
i
B

2
n 1
 
Bu tеnglаmаgа bеrilgаn miqdоrlаrni qo`yamiz, nаtijаdа
RA  50kN  30kN  10kN  RB  0;

 3m  30kN  5m  30kN  7m 10kN  10m  RB  0.
Bu tеnglаmаlаr sistеmаsini еchib, nоmа’lumlаrni tоpаmiz, ya’ni
RB=37kN; RA=53kN.
3.Darsa mustaqil yechish uchun masala va topshiriqlar.

1. А shаrnirgа mаhkаmlаngаn BC brusgа vеrtikаl F1=4kN vа F2 kuchlаr tа’sir

etаdi. Brus gоrizоntаl hоlаtdа muvоzаnаtdа turishi uchun F2 kuchning miqdоri
qаndаy bo`lishi kеrаk. АC=2m, АB=6m.
2. АЕ bаlkа А nuqtаdа shаrnir vоsitаsidа mаhkаmlаngаn vа CD vеrtikаl
stеrjеngа suyalgаn. АB=1m, BC=CЕ=2m vа F1=2kN, F2=4kN bo`lsа, CD
stеrjеnning zo`riqishini tоping.

F1

F2
B
A
C

F1
A
B
1-mаsаlа

F2
C
E D
2-mаsаlа
3. АB bаlkаgа vеrtikаl F1=1 kN, F2=2 kN vа F3=3 kN kuchlаr tа’sir etаdi.
AC=CD=DE=1m, BE=2m bo`lsа, B tаyanchning rеаksiyasini tоping.
4. АDB rоmgа vеrtikаl F1=9 kN vа F2=4 kN kuchlаr tа’sir etаdi. B tаyanch
rеаksiyasini tоping. АC=2,5m, АB=6m.
A

F1

F3
C
D

F1

F2
E
B
D
F2
A
263
C
B
3-mаsаlа
4-mаsаlа
5. Оg’irligi 340m bo`lgаn АB bаlkа gоrizоntаl hоlаtdа muvоzаtnаdа bo`lishi
uchun 1 yukning
оg’irligi qаndаy bo`lishi kеrаk? Bаlkа bir jinsli.
 
6. F , F   juft kuchni tashkil qiluvchi kuchlarning proeksiyalari
Fx   Fx  7,5 N , Fy   Fy  2,5 N
berilgan, kuchlar qo’yilish nuqtalarining
koordinatalari; x1  0,1m , y1  0,15m , x2  0,015m , y2  0,02m . Juftning momenti
topilsin.
y
y1
1
A
B
Plitaga
y2

F
O x2
6-mаsаlа
5-mаsаlа
7.

F
uni
x1
yotuvchi ikkita juft kuch ta’sir qiladi.
F  8 N , Q  5 N , AB  0,25, CD  0,20m va   600 ,   600 bo’lsa, juftlar momentlari
yig’indisi topilsin.
8. Bir tekislikda yotgan va muvozanatlashgan uchta juft berilgan
M 1  510 Nm, M 2 120Nm bo’lsa, M 3 moment topilsin.

F
tekisligida
x

Q
M1
M2

Q
α

F
7-masala
8-masala
264
M3
4.Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Bir tomonga yo’nalgan ikki parallel kuch teng ta’sir etuvchisining moduli
nimaga teng?
2. Bir tomonga yo’nalgan ikki parallel kuch teng ta’sir etuvchisining ta’sir
chizig’i qaysi nuqtadan o’tadi?
3. Qarama-qarshi tomonga yo’nalgan ikki parallel kuch teng ta’sir
etuvchisining moduli nimaga teng?
4. Juft kuch deb nimaga aytiladi?
5. Juftning moment vektori deb qanday vektorga aytiladi?
6. Juftning algebraik momenti deb nimaga aytiladi?
7. Juft kuch haqidagi teoremalarni tushintirib bering?
8.[ ] dan 3.2, 3.3, 3.7, 3.12, 3.14, 3.19, 3.21 masallarni yeching.
1.
“Parallel kuchlar sitemasi” mavzusiga doir asosiy tushunchalarni
takrorlash va mustahkamlash uchun
SAVOLLAR.
1.Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchning moduli nimaga teng?
2.Bir tomonga yo`nalgan ikkita parallel kuchning t.t.e. qaysi nuqtadan o`tadi?
3.Qarama-qarshi tomonlarga yo`nalgan ikkita parallel kuchning t.t.e. qaysi
tomonga yo`naladi?
4.Kuchning nuqtaga nisbatan algebrik momenti nimaga teng?
5.Parallel kuchlar sistemasi qachon muvozanatda bo`ladi?
6.Parallel kuchlar sistemasi muvozanat shartlarining turli ko`rinishlarini aytib
bering?
7.Taqsimlangan kuchning momenti qanday topiladi?
265
“Tekislikda ixtiyoriy ravishda
yo`nalgan kuchlar sistemasi ”
3- amaliy
mashg`ulot
1.3. “Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar sistemasi ” mavzusidagi
amaliyot mashg`ulotining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg`lot
Amaliyot
1. Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar
rejasi
sistemasiga
doir
asosiy
tushunchalarni
takrorlash.
2. Mavzuga doir namunaviy masalalar yechish
3. Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
4. Mustaqil ish uchun savol va topshiriqlar.
O`quv mashg`ulotning
maqsadi:
Mavzuga doir masalalar yechish; mavjud metodlardan
samarali foydalanish ko`nikmalarini shakllantirish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Mavzuga doir asosiy tushunchalarni
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
mustahkamlash. Masalalar yechish
Masala shartida berilgan kuchlar va
bo`yicha uslubiy ko`rsatmalar bilan
bog`lanish reaksiyalarini shaklda to`g`ri
tanishtirish va ulardan samarali
yo`naltiradilar.
foydalanish
Muvozanat tenglamalarini tuzib, ulardan
tegishli namunalarni aniqlaydilar.
O’qitish vositari
Ma’ruza matni,kompyuter saydlari, doska ekspert varaqlari,
grafiklardan foydalanish
O’qitish usullari
Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
266
O’qitish shakllari
Indivudal, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
baholash
Og`zaki savollar, blis-so`rov
1.4. “Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar sistemasi”
mavzudagi amaliyot mashg`ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1. O`quv mashg`uloti savollarni tahlil
qiladi va o`quv faoliyati natijalarini
aytadi.
1.2.Tinglovchilarning mashg`ulotdagi
faoliyatini baholash ko`rsatgichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi(1-ilova).
1.3.Mavzu bo`yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.4.Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Yechimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo`yicha maslahatlar beradi.
3.1. Mavzu bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
267
Tinglovchi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajratadilar.
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayyorlaydi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
1. Tеkislikdа iхtiyoriy rаvishdа joylashgan kuchlаr sistеmаsining muvozanat
shartlari.
Tеkislikdа iхtiyoriy rаvishdа yo`nаlgаn kuchlаr sistеmаsi muvоzаnаtdа bo`lishi
uchun kuchlаrning bоsh vеktоri va tеkislikning iхtiyoriy nuqtаsigа nisbаtаn bоsh
mоmеnti nоlgа tеng, ya’ni
 n 
 Fi  0;
 i 1
 n

 mom 0 F  0.
i

i 1
(2.5.1)
 
bo`lishi zаrur vа еtаrli.
(2.5.1) tеnglаmаlаrni tekislikda dekart kооrdinаtаlar sistemasi o`qlаrigа
prоеksiyalаb, quyidаgi tеnglаmаlаr sistеmаsiniga kelamiz:
n
 Fix  0;
 i 1
n
 Fiy  0;
 i 1

n
 mom0 Fi  0.
 i 1
(2.5.2)
 
(2.5.2) munosabatlаr tеkislikdа ixtiyoriy ravishda joylashgan kuchlаr sistеmаsining
muvоzаnаt shаrtlаrini ifоdаlаydi. Tеkislikdа ixtiyoriy yo’nalgan kuchlаr sistеmаsi
muvоzаnаtda
bo’lishi uchun kuchlar sistemasining koordinata o’qlaridagi proeksiyalari
yig’indisi va tekislikdagi ixtiyoriy nuqtaga nisbatan algebraik momentlari
yig’indisi alohida-alohida nolga teng bo’lishi zarur va etarli.
Tеkislikdа ixtiyoriy ravishda yo’nalgan kuchlаr sistеmаsi-ning muvоzаnаt
shartlarini yana boshqacha ko’rinishda ham berish mumkin: Bir tеkislikdа ixtiyoriy
yo’nalgan kuchlаr sistеmаsi muvоzаnаtda bo’lishi uchun kuchlаr sistеmаsining bir
to`g’ri chiziqdа yotmаydigаn iхtiyoriy uchtа A,B va C nuqtаlargа nisbаtаn
algebraik mоmеntlаri yig’indisi аlоhidа-аlоhidа nоlgа tеng, ya’ni
n


mom A Fi  0;
 
i 1
n


mom B Fi  0;
 
i 1
n


momC Fi  0.
 
(2.5.3)
i 1
bo`lishi zаrur vа еtаrli.
Tеkislikdа ixtiyoriy ravishda yo’nalgan kuchlаr sistеmаsining uchinchi xil
muvоzаnаt shartlarini ham berish mumkin: Tеkislikdа ixtiyoriy ravishda yo’nalgan
kuchlаr sistеmаsi muvоzаnаtdа bo`lishi uchun kuchlаr sistеmаsining tеkislikdаgi
iхtiyoriy ikkitа A va B nuqtаgа nisbаtаn olingan аlgеbrаik mоmеntlаri yig’indisi
hаmda kuchlar sistemasining shu nuqtаlаrdаn o`tuvchi to`g’ri chiziqqа
pеrpеndikulyar bo`lmаgаn o`qdagi prоеksiyalаri yig’indisi nоlgа tеng bo`lishi
zаrur vа еtаrli, ya’ni
n


mom
F

0
;
 A i
 momB Fi  0;
n
i 1
 
 
i 1
n

 F 
i 
 0,
i 1
bu erda ℓ - АB to`g’ri chiziqqа pеrpеndikulyar bo’lmagan o’q.
268
(2.5.4)
2. Tеkislikdа iхtiyoriy rаvishdа joylashgan kuchlаr sistеmаsining muvozanat
shartiga doir namunaviy mаsаlаlаrni yеchish.Uslubiy tаvsiyalаr.
1. Kооrdinаtаlаr sistеmаsi o’qlarini kuchlаrning prоеksiyalаrini hisоblаshgа
qulаy qilib tаnlаsh kеrаk.
2. Mоmеnt mаrkаzi sifаtidа ikkitа va undan ortiq nоmа’lum rеаksiya kuchlari
kеsishgаn nuqtаni оlish maqsadga muvofiq.
3. Tanlangan koordinatalar sistemasi vа mоmеnt markaziga nisbatan (2.5.2)
tenglamalar sistemasini tuzish lozim.
4.Tekislikda bir to’g’ri chiziqda yotmaydigan uchta nuqtani tanlab, (2.5.3)
tenglamalar sistemasi tuziladi.
5. Tekislikda A va B nuqtalarni va AB to’g’ri chiziqqa perpendikulyar
bo’lmagan ℓ o’qni tanlab, (2.5.4) tenglamalar sistemasi tuziladi.
6. Tuzilgan tenglamalar sistemasini yechib, izlanayotgan noma’lumlar topiladi.
Berilgan uslubiy tavsiyalar asosida quyida Tеkislikdа iхtiyoriy rаvishdа
joylashgan kuchlаr sistеmаsining muvozanat shartlarga doir masalalarni yechib
ko’rsatamiz.
6.1-masala (О.Э.Кепе 2.4.20). Og’irligi 346N bo’lgan AB bir jinsli balkani
gorizontal holatda muvozanatda ushlab turuvchi 1 yukning og’irligi topilsin (56shakl).
Yechish. Noma’lum kuchlar
uchta, ularni topish uchun uchta
tenglama tuzish kerak bo’ladi.
y



Ammo masalaning shartiga
y
Q
Q

60

ko’ra bitta Q kuchni topish
A x Q
B
Q

talab qilingan. A nuqtani mo56-shakl P
ment markazi qilib olsak, tuzilgan moment tenglamasida faqat bitta Q noma’lum
qatnashadi, ya’ni
A
1
0
2
A


тот
F
P    Q1  0 .

A
i  
2
i 1
5
 
(a)

 
x A , y A va Q2 kuchlarning ta’sir chiziqlari A nuqtadan o’tadi, shuning uchun ularni
A nuqtaga nisbatan momentlari nolga teng. Shaklga asosan
Q1  QCos 300 
3
Q.
2
Buni (a) tenglamaga qo’yamiz, natijada
Q
1
1
P
346 N  200 N .
3
3
Javob: Q  200 N .
6.2-masala (О.Э.Кепе 2.4.15). Og’irligi 100kN bo’lgan bir jinsli brusning bir
uchi A sharnir yordamida mahkamlangan, ikkinchi uchi silliq devorga tayanib
muvozanatda turadi. Agar   600 bo’lsa, brusning devorga ko’rsatadigan bosimi
topilsin (57-shakl).
Berilgan: P  100kN ,   600.
Topish kerak: N.
269
B

N
Yechish. Masalada uchta
α
y
noma’lum miqdor qatnashadi.
h
Ularni topish uchun uchta tengh1


lama kerak bo’ladi. Lekin masaP
y


A
x
laning shartiga ko’ra bitta N
x
reaksiyani topish kerak. Shu57-shakl
ning uchun A nuqtani moment markazi deb olib, momentlar tenglamasini tuzsak,
hosil bo’lgan tenglamada faqat bitta N noma’lum reaksiya qatnashadi, ya’ni
A
A
4

 тотА Fi   hP  h1N  0 .
(a)
i 1
Shakldan
h1  Cos 600 , h 

Sin600 .
2
Bularni (a) tenglamaga qo’yamiz
P
yoki

Sin600  NABCos 600  0
2
3
1
P  N  0, bundan
4
2
N
3
P  86,6kN .
2
Javob: N  86,6kN .
6.3-mаsаlа. (И.В.Mешчерский 4.11) Ko`prikning qismlаrini yig’ishdа
ko`prik fеrmаsining birоr АBC qismini rаsmdа ko`rsаtilgаndеk uchtа аrqоn
bilаn ko`tаrishgа to`g’ri kеldi.
y
Fеrmа shu qismining оg’irligi



42kN, оg’irlik mаrkаzi D nuqtаdа. T1
T3
T2
Mаsоfаlаr tеgishlichа: АD=4m,
A
D 600 B F C 450
BD=2m, BF=1m. Аgаr АC to`g’ri
chiziq gоrizоntаl bo`lsа, аrqоn4m 2m 1m
lаrdаgi tаrаnglik kuchlаri qаnchа

bo`lаdi.
P
E
Bеrilgаn: R=42kN, АD=4m,
58-shakl
BD=2m, BF=1m;
Tоpish kеrаk: T1, T2, T3.
Еchish. Kооrdinаtаlаr sistеmаsini rаsmdа ko`rsаtilgаndеk tаnlаymiz vа (2.5.2)
tеnglаmаlаr sistеmаsini tuzаmiz
n
F
ix
 T2 cos 600  T3 cos 450  0,
i 1
n
F
iy
 T1  T2 cos 300  T3 cos 450  P  0,
i 1

 momA ( Fi )  4P  6T2 cos 300  (7  3 )T3 cos 450  0. EFC
n
i 1
EFB uchburchаkdаn EF= 3 , shuning uchun AC=7+ 3 .
270
uchburchаkdаn EF=FC,

T2  2T3  0 ,

 2T1  3T2  2T3  2 P ,

  4  42  6 3 T  7  3
2

2
2
2T3  0 .
Bu tеnglаmаlаrdan T1=18kN, T2=17,7kN, T3=12,4kN.
6.4-masala (И.В.Мешчерский 4.22). Arka shaklidagi fermaning A nuqtasi
qo’zg’almas sharnirli tayanchda va B nuqtasi gorizont bilan 300 burchak tashkil
qilgan silliq tekislikdagi qo’zg’aluvchi tayanchda turadi. Oraliq AB=20m.
Fermaning ustidagi qori bilan birgalikda og’irligi 100kN va u AB oraliqning
o’rtasidan yuqoridagi C nuqtaga qo’yilgan. Shamol bosimining teng ta’sir
etuvchisi F  20kN bo’lib, AB ga parallel holda yo’nalgan, uning ta’sir chizig’i AB
dan 4m uzoqlikda. Tayanchlardagi reaksiyalar topilsin (59-shakl).
Berilgan:   300 ,   20 M , P  100kN , F  20kN , h  4m .
Topish kerak: x A , y A , N B .

NB
y
C

F

yA
h
B
A

P
α

xA
59-shakl
Yechish. Koordinatalar sistemasini shaklda ko’rsatil-ganday qilib tanlaymiz.
Tanlangan koordinalar sistemasiga nisbatan proeksiyalar tenglamalarini va B
nuqtani markaz qilib olib, moment tenglamasini, ya’ni (2.5.2) ni tuzamiz
5
F
ix


 N B cos 900    F  x A  0,
i 1
5
F
iy
 N B cos  P  y A  0,
(a)
i 1

5
AB
 mom F    2 P  ABy
B
i
A
 hF  0 .
i 1
(a) tenglamalarga berilganlarni qo’yib, quyidagilarni hosil qilamiz:
1
3
N B  P  y A  0,
 N B  F  x A  0,
2
2
10 P  20 y  4 F  0.

A
(b) tenglamalarning oxirgisidan
yA 
1
10m 100kN  4m  20kN  ,
20m
yoki
у А  46kN .
Buni ikkinchi tenglamaga qo’yib, N B ni topamiz
271
(b)
3
N B  P  y A;
2
3
N B  100kN  46kN ,
2
bundan N B  62,4kN .
(b) tenglamalarning birinchisidan
1
N B  F;
x A  11,2kN .
2
Javob: xA  11,2kN , y A  46kN , N B  62,4kN .
xA 
6.5-masala (И.В.Мешчерский 4.10). Og’irligi 100N bo’lgan bir jinsli AB
sterjenning bir uchi gorizontal silliq polga, ikkinchi uchi esa gorizontga nisbatan
300 burchak tashkil qiluvchi silliq qiya tekislikka tayangan. Sterjenning B uchini C
blokdan o’tgan va P yuk osilgan arqon ushlab turadi. Arqonning BC qismi qiya
tekislikka parallel. Blokdagi ishqalanishni hisobga olmay, arqonga osilgan P
yukning og’irligi, pol bilan qiya tekislikka tushadigan N A va N B bosimlar topilsin
(60-shakl).
y
 
C
h
P N



B
P
N
N
30
α
A
B


x
α
Q
N

a)
P
α

60-shakl
A
Q
Berilgan: Q  100N , 300 .
Topish kerak: P, N A , N B .
Yechish. AB sterjenning muvozanatini tekshiramiz. P kuchni arqon bo’ylab B
nuqtaga ko’chiramiz. B nuqtani koordinatalar boshi sifatida olib, koordinatalar
sistemasini shaklda ko’rsatilganday
qilibtanlaymiz. A va B tayanch reaksiyalarini
  
qo’yamiz, natijada sterjen P, Q, N A va N B kuchlar ta’sirida muvozanatda turadi.
Tanlangan koordinatalar sistemasiga nisbatan proeksiya tenglamalarini va B
nuqtaga nisbatan moment tenglamasini, ya’ni (2.5.2) tenglamalarni tuzamiz
B
B
B
0
A
4
F
ix
  PCos300  N B Cos600  0;
i 1
4
F
iy
 PCos 60 0  N B Cos 30 0  Q  N A  0;
(a)
i 1

4
h
 mom F    2 Q  hN
B
i
A
 0,
i 1
yoki
1
3
1
P  0,
N A  Q,
 NB 
2
2
2

 1 P  3 N  Q  N  0.
B
A
 2
2
(b)
(b) tenglamalarning uchinchisidan: N A  50 N . Birinchi tenglamadan
N B  3P ,
buni ikkinchi tenglamaga qo’yamiz
(c)
272
1
3
P  P  Q  NA  0,
2
2
bundan
2 P  Q  N A yoki P  25N .
P ning bu qiymatini (c) ga qo’ysak
N B  25 3 N  43,3N .
Endi masalani (2.5.3) tenglamalardan foydalanib yechamiz. Moment markazlari
sifatida B,D va E nuqtalarni olamiz (61-shakl).

4
h
 mom F    2 Q  hN
B
i 1
4
i
 0,
A

h
mom
F
Q  0,

D
i   BD  P 
2
i 1
4

h
mom E Fi   BE  N B cos 30 0  BE  P cos 60 0  Q  0.

2
i 1
 
 
(d)
D
300
Shaklga asosan BE=h;
y
h

P
Bularni (d) tenglamalarga
qo’yamiz

α NB

NA
α
B

Q
E
x
A
61-shakl
1
1

N  Q,
 2 P  Q  0,
 A 2
2

1
 3 N  Q  0,  3 N  P  Q  0.
B
2

2
Bularning birinchisidan N A  50N , ikkinchisidan P  25N ,
uchinchisidan esa
N B  43,3N kelib chiqadi.
Javob: N A  50N , N B  43,3N , P  25N .
3.Darsda mustagil yechish uchun masala va topshiriqlar.
1. Uzunligi  =3m bo`lgаn bаlkаgа mоmеntlаri M1=2kNm, M2=8kNm bo`lgаn
juft kuchlаr tа’sir etаdi. V tаyanchni rеаksiyasini tоping.
A
M1
M2 B
A
ℓ

F1
B
0
45
0
60

F2 D
C
1-mаsаlа
2-mаsаlа
2. F1 =84,6N, F2 =208N bo`lsа, D tаyanchning rеаksiyasini tоping. АB=1m,
BC=3m, CD=2m.
3. АB bаlkаning оg’irligi 346N, uni gоrizоntаl hоlаtdа muvоzаnаtdа ushlаb
turuvchi 1 yukning оg’irligini tоping. АB bаlkа bir jinsli dеb оlinsin.
273
C
1
60o
A
B
A
α
ℓ
x
B

R
3-mаsаlа
4-mаsаlа
4. Krаn gоrizоntаl bаlkаsining uzunligi  gа tеng, uning bir uchi shаrnir
yordаmidа mаhkаmlаngаn ikkinchi B uchi gоrizоnt bilаn α burchаk hоsil qiluvchi
BC tоrtqich vоsitаsidа, dеvоrgа tоrtilib turаdi. Bаlkа ustidа оg’irligi R bo`lgаn yuk
siljiy оlаdi. Yukning hоlаti А shаrnirgаchа bo`lgаn o`zgаruvchi mаsоfаgа qаrаb
аniqlаnаdi. BC tоrtqichning tоrtilish kuchi T yuk hоlаtining o`zgаrishigа qаrаb
аniqlаnsin. Bаlkаning оg’irligi hisоbgа оlinmаsin.
5. Оg’irligi R bo`lgаn bir jinsli АB bаlkа vеrtikаl tеkislikdа jоylаshgаn silliq
CD vа DЕ оg’mа to`g’ri chiziqlаrgа tirаlib turаdi. Bu to`g’ri chiziqlаrdаn birinchisi
gоrizоnt bilаn α burchаk, ikkinchisi 900-α burchаk hоsil qilаdi. Muvоzаnаt hоlаtidа
bаlkаning gоrizоnt bilаn tаshkil qilgаn burchаgi θ hаmdа tаyanchlаrgа ko`rsаtilgаn
bоsimi tоpilsin.
C
B
300
θ
D
α
B
90-α
A
C
5-mаsаlа
6-mаsаlа
6. Оg’irligi 600N, uzunligi 4m bo`lgаn bir jinsli bаlkа bir uchi bilаn silliq pоlgа
vа оrаliqdаgi B nuqtаsi bilan bаlаndligi 3m bo`lgаn stоlbаning uchigа tirаlgаn,
bаlkа vеrtikаl bilаn 300 burchаk tаshkil etаdi. Bаlkаni pоl bo`ylаb tоrtilgаn АC
аrqоn shu hоlаtdа ushlаb turаdi, Ishqаlаnishni hisоbgа оlmаy, аrqоnning tоrtilish
kuchi Т stоlbаning rеаksiyasi RB vа pоl rеаksiyasi RC tоpilsin.
7. Оg’irligi 200N bo`lgаn bir jinsli АB bаlkа gоrizоntаl silliq pоlgа B nuqtаdа
0
60 burchаk оstidа tirаlib turаdi, bundаn tаshqаri uni ikkitа C vа D tаyanchlаr
ushlаb turаdi. B, C vа D tаyanchlаrdаgi rеаksiyalаr tоpilsin: АB=3m, CB=0,5m,
BD=1m.
A
B
D
α
C
600
B
A
274
7-mаsаlа
8-mаsаlа
8. Оg’irligi 100kN bo`lgаn bir jinsli brusning B uchi silliq dеvоrgа tаyangаn,
ikkinchi uchi А shаrnirgа mаhkаmlаngаn. α=600 bo`lsа, brusning dеvоrgа
bеrаdigаn bоsimini аniqlаng.
9. Оg’irligi 100N bo`lgаn bir jinsli АB stеrjеnning bir uchi gоrizоntаl silliq
pоlgа, ikkinchi uchi esа gоrizоntgа nisbаtаn 300 burchаk tаshkil qiluvchi silliq qiya
tеkislikkа tаyangаn. Stеrjеnning B uchini C bоltdаn o`tgаn vа R yuk оsilgаn аrqоn
ushlаb turаdi. Аrqоnning BC qismi qiya tеkislikkа pаrаllеl. Blоkdаgi ishqаlаnishni
hisоbgа оlmаy, аrqоngа оsilgаn R yukning оg’irligi, pоl bilаn qiya tеkislikkа
tushаdigаn NA vа NB bоsimlаr tоpilsin.
10. Bir tоmоngа nishаb bo`lgаn tоmning strоpilаsi АB brusdаn ibоrаt bo`lib,
uning yuqоrigi B uchi silliq tаyanchdа erkin hоlаtdа yotаdi, pаstki А uchi esа
dеvоrgа tirаlib turаdi. Tоmning qiyaligi tgα=0,5; АB brusgа uning o`rtаsigа
qo`yilgаn 9kN li vеrtikаl kuch tа’sir qilаdi. А vа B nuqtаlаrdаgi tаyanch
rеаksiyalаri аniqlаnsin.
B
y
C
B
300
A
A
α
P
9-mаsаlа
10-mаsаlа
275
x
Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Tekislikda kuchlar sistemasining birinchi xil muvozanat tenglamalarini
tushintirish.
2. Tekislikda kuchlar sistemasining ikkinchi xil muvozanat tenglamalarini
yozib tushintiring.
3. Tekislikda kuchlar sistemasining uchinchi xil muvozanat tenglamalarining
mohiyatini tushintiring.
4. [ ] dan 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 4.12, 4.14, 4.16, 4.18, 4.20, 4.24 masallarni
yeching.
1. “Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar sistemasi”
mavzusini takrorlash va mustahkamlash uchun
SAVOLLAR.
1. Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar sistemasini bir markazga
keltirib qo`yish natijasida nimalar hosil bo`ladi?
2. Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar sistemasi muvozanat
shartlarining turli xillarini ta`riflang?
3. Juft kuchni nima bilan muvozanatga keltirish mumkin?
4. Tekislikda ixtiyoriy ravishda yo`nalgan kuchlar sistemasi bosh vektori va
bosh momenti keltirish markazini tanlashga bog`liq bo`ladimi?
5. Tekislikning qaysi nuqtalariga nisbatan kuch momenti bir xil qiymatga ega
bo`ladi?
276
4- amaliy
mashg`ulot
“Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasi”
1.3. “Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasi”
mavzusidagi amaliyot mashg`ulotining texnologik modeli.
O’quv
Talabalar soni: 25 ta
soati –
2 soat
O’quv
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy mashg`lot
mashg’
ulot
shakli
Amaliy
1.
Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasiga doir asosiy
ot
tushunchalarni takrorlash.
rejasi
1.
277
O`quv
mashg`
Mavzuga doir masalalar yechish; mavjud metodlardan samarali
foydalanish ko`nikmalarini shakllantirish.
ulotnin
g
278
maqsad
i:
Pedagagik vazifalari:
Mavzuga doir asosiy
O’quv faoliyati natijalari:
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
tushunchalarni
Koordinatalar sistemasini qulay tanlab oladilar.
mustahkamlash.
Ta`sir etuvchi kuchlarni to`g`ri tasvirlaydilar
Masalalar yechish
Bog`lanishlarning reaksiya kuchlarini shaklda to`g`ri
bo`yicha uslubiy
tasvirlay oladilar.
ko`rsatmalarni
Muvozanat tenglamalarini tuza oladilar va hosil bo`lgan
o`zgartirish va
sistemani yecha oldilar
mustahkamlash.
Muvozanat
tenglamalarini
tuzishga doir
bilimlarni
mustahkamlash.
O’qitis Ma’ruza matni,kompyuter saydlari, doska ekspert varaqlari,
h
grafiklardan foydalanish
vositar
i
O’qitis Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli, suhbat, guruhlarda
h
ishlash usuli. Baxs munozara usuli. Charxpalak
usullar
i
texnik
asi
O’qitis Indivudal, guruh
h
shakll
279
ari
O’qitis Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
h
sharoit
i
Monit Og`zaki savollar, blis-so`rov
oging
va
bahola
sh
“Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasi”
mavzudagi amaliyot mashg`ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1. O`quv mashg`uloti savollarni tahlil
qiladi va o`quv faoliyati natijalarini
aytadi.
1.2.Tinglovchilarning mashg`ulotdagi
faoliyatini baholash ko`rsatgichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi(1-ilova).
1.3.Mavzu bo`yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.4.Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Yechimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo`yicha maslahatlar beradi.
280
Tinglovchi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajratadilar.
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayyorlaydi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1. Mavzu bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
4-amaliy mashg’ulot
1. Fazoda ixtiyoriy ravishda
joylashgan kuchlar sistemasining muvozanat shartlari
Kuchlar sistemasini bir markazga keltirish teoremasidan foydalanib, qattiq
jismga ta’sir etuvchi kuchlar sistemasini bitta kuchga va bitta juftga keltirilishi
mumkin.
Fazoda kuchlar sistemasi muvozanatda bo‘lishi uchun bosh vektor va bosh
momentning nolga teng bo‘lishi zarur va yetarli, ya’ni
 n 
R   Fi  0;
i 1
n


M 0   mom0 Fi  0.
 
(5.8.1)
i 1
Bosh vektorning va bosh momentning nolga tengligidan ularning koordinata
o‘qlaridagi proeksiyalarining ham nolga tengligi kelib chiqadi. Shuning uchun
(5.8.1) tenglamalarning koordinata o‘qlariga proeksiylab, oltita skalyar tenglamalar
sistemasini hosil qilish mumkin, ya’ni
n
n
n
Rx   Fix  0, R y   Fiy  0, Rz   Fiz  0 ;
i 1
i 1
(5.8.2)
i 1
n
n

M x   momx Fi   yi Fiz  z i Fiy   0 ,
 
i 1
i 1
n
n

M y   momy Fi  zi Fix  xi Fiz   0 ,
i 1
n
 
(5.8.3)
i 1
n

M z   momz Fi  xi Fiy  yi Fix   0 .
 
i 1
i 1
(5.8.2) va (5.8.3) tenglamalardan foydalanib, fazoda kuchlar sistemasinining
muvozanat shartlarini boshqacha talqin qilish ham mumkin: fazoda kuchlar
sistemasi muvozanatda bo‘lishi uchun sistema kuchlarining koordinata o‘qlaridagi
proeksiyalari yig‘indisi va koordinata o‘qlariga nisbatan momentlari yig‘indisi
alohida-alohida nolga teng bo‘lishi zarur va etarli.
2. Fazoda ixtiyoriy ravishda joylashgan kuchlar
sistemasining muvozanatiga doir namunaviy masalalarni yechish.Uslubiy
tavsiyalar
281
Fazoda ixtiyoriy ravishda joylashgan kuchlar sistemasining muvozanatiga doir
masalalarni quyidagi tartibda yechish tavsiya etiladi.
1. Kооrdinаtаlаr sistеmаsi bоshini ilоji bоrichа ko‘prоq nоmа’lum rеаksiya
kuchlаrining tа’sir chiziqlаri kеsishgаn nuqtаdа оlish, kооrdinаtа o‘qlаri
yo‘nаlishini kuchlаr mоmеntlаrini hisоblаshgа qulаy qilib tаnlаsh kеrаk.
2. Qаttiq jismgа tа’sir etаyotgаn аktiv kuchlаrni shaklgа kооrdinаt o‘qlаrigа
pаrаllеl tuzuvchilаrgа аjrаtib qo‘yish kеrаk.
3. Bоg‘lаnish аksiоmаsidаn fоydаlаnib, bоg‘lаnish rеаksiyalаri shaklgа qo‘yib
оlinadi.
4. Tаnlаngаn kооrdinаtаlаr sistеmаsigа nisbаtаn (5.8.2) va (5.8.3) muvоzаnаt
tеnglаmаlаrini tuzish lozim.
5. Tuzilgаn muvоzаnаt tеnglаmаlаrini yеchib, nоmа’lum-lаrni tоpish kеrаk.
Tоpilgаn nоmа’lumning ishоrаsigа qаrаb, ulаrning hаqiqiy yo‘nаlishi аniqlаnаdi.
2.1-mаsаlа. (И.В.Mешчерский 8.7). Yorug‘lik mаshinа-si lyukining
qоpqоg‘ini FG tirgаk gоrizоntаl hоlаtdа ushlаb turаdi, bu tirgаk shu qоpqоq
o‘qidаn EF=1,5m mаsоfаdаgi F nuqtаdа qоpqоqqа tirаlgаn. Qоpqоqning оg‘irligi
P=180N; uning bo‘yi CD=2,3m, eni CЕ=0,75m; А vа B shаrnirlаr bilаn qоpqоq
chеtlаri оrаsidаgi mаsоfа АЕ=BS=0,15m. А vа B shаrnirlаr rеаksiyasi hаmdа FG
tirgаkdаgi C zo‘riqish tоpilsin.

Bеrilgаn: P=180N;
z
z
CD=2,3m, CЕ=0,75m,
C
D


АЕ=BS=0,15m, ЕF=1,5m.
z B
y

Tоpish kеrаk: yA, zA,
s
y
y
yB, zB, S.
A
Kооrdinаtаlаr sisE
tеmаcini shakldа ko‘rsаtil
x
F


gаndаy tаnlаymiz. Qоpqоqqа
P
S
tа’sir etuvchi аktiv kuchlаrni
G
119-shakl
vа bоg‘lаnish rеаksiyalаrini shakldа tаsvirlаymiz. Tаnlаngаn kооrdinаtаlаr
sistеmаsi-gа nisbаtаn (5.8.2) va (5.8.3) tеnglаmаlаr sistеmаsini tuzаmiz
B
A
B
A
6
6
F
ix
F
 0;
iy
i 1
 YA  YB  0;
i 1
6
F
iz
 Z A  Z B  S  P  0;
i 1

6
6
CD
P  EF  S  0;
2
i 1
i 1
6
6

AB
momy (Fi )  (zi Fix  xi Fiz )  AB ZB  2 P  AE  S  0;
i1
i1
 mom x ( Fi )   ( yi Fiz  zi Fiy )  
6
 mom
z

( Fi ) 
i 1
6
 (x F
i
iy
 y i Fix )   AB  Y B  0 .
i 1
Bu tеnglаmаlаrning birinchi vа охirgisidаn yB=yА=0, uchinchidаn
CD
2 ,3 M
S
P
180 N  138 N ,
2 EF
2 1,5
to‘rtinchi vа ikkinchisidаn
282
1
AE
P
S  90 N  46 N  136 N ,
2
AB
z A  P  Z B  S  (180  136  138 ) N   94 N .
zB 

2.2-mаsаlа. (И.В. Mешчерский 8.15).
y
z
Ishchi, shakldа sхеmа tаrzidа

ko‘rsаtilgаn chig‘iriq yordаmidа
B
X
Q=800N yukni ushlаb turаdi. B

Q
Bаrаbаn rаdiusi R=5cm, dаstа
D
uzunligi АK=40sm, АС=СB=50sm.
C
АK dаstаning gоrizоntаl P


hоlаtidа dаstаgа tushаdiP
z

gаn P bоsim vа chig‘iriq
K
x
X

o‘qining А vа B tаyanchlаrigа
A
Q
tushirаdigаn bоsimlаri аniqlаnsin.
120-shakl
P kuch vеrtikаl.
Bеrilgаn: Q=800N, R=5sm, AK=40sm, AC=CB=50sm.
Tоpish kеrаk: R, xА, zА, xB, zB.
Yеchish. Kооrdinаtаlаr sistеmаsini shakldа ko‘rsаtilgаndеk tаnlаymiz vа bu
sistеmаgа nisbаtаn (5.8.3) muvоzаnаt tеnglаmаlаrini tuzаmiz
B
B
A
A
6
 Fix  X A  X B  Q  0;
 i1
 6
  Fiy  0;
 i1
6
 Fiz  Z A  P  Z B  0;
 i1
 n
 ( yi Fiz  z i Fiy )  AB  Z B  0;
 i 1
 6
 ( z i Fix  xi Fiz )   AK  P  R  Q  0;
 i 1
 6
 ( xi Fiy  yi Fix )   AC  Q  AB  X B  0.
 i 1
Bu tеnglаmаlаrning to‘rtinchisidаn zB=0, bеshinchi vа оltinchisidаn xB=-400N,
P=100N, birinchi vа ikkinchisidаn zA=100N, xА=-Q-xB=-400N.
2.3-masala (И.В.Мешчерский 8.24). Og‘irligi 200N bo‘lgan bir jinsli to‘g‘ri
burchakli rom A sharli sharnir va B xalqa yordami bilan devorga biriktirilgan
bo‘lib, uni CE arqon gorizontal holda ushlab turadi, arqon devorning A bilan bir
vertikaldagi E nuqtatasiga qoqilgan mixga va romning C nuqtasiga bog‘langan;
ECA  BAC  300 . Arqondagi tortilish kuchi va tayanchlardagi reaksiyalar
aniqlansin (121-shakl).
Berilgan: P=200, ECA  BAC  300 .
Topish kerak: xA , y A , z A , xB , zB , T .
Yechish. Koordinatalar sistemasi 121-shaklda tasvirlangan. Bog‘lanish
reaksiyalarini shaklda ko‘rsatilganday qilib olamiz.
z
E
283

zA

zB
A

xA
30
0
B

yA

xB
F
600
D
y

T
C
x
121-shakl
(5.8.2) va (5.8.3) tenglamalar sistemasini tuzamiz

P
7
Rx   Fix  x A  xB  T cos 300 cos 600  0 ,
i 1
7
R y   Fiy  y A  T cos 300 cos 300  0 ,
(a)
i 1
7
Rz   Fiz  z A  z B  T cos 600  P  0 ;
i 1
n
b
 P   bT cos 600  b  zB  0
2
n
a
M y    zi Fix  xi Fiz     P   aT cos 600  0
2
i 1
M x    yi Fiz  zi Fiy  
i 1
(b)
n
M z   xi Fiy  yi Fix   bxB  0 ,
i 1
bu erda a va b lar romning o‘lchamlari. Tenglamalarni sodda holga keltirib
yozamiz

3
T  0;
 x A  xB 
2

1

 z A  z B  T  P  0;
2

1
1

 2 T  2 P  0;

3
y A  T  0;
4
1
1
z B  T  P  0;
2
2
(c)
xB  0.
Bu sistemani yechib, noma’lumlarni topamiz
1
T  P  200 N , z B  P  T   0,
2
1
3
z A  P  z B  T  100 N , y A  T  150 N ,
2
4
xB  0,
xA 
3
T  x B  86,6 N .
4
2.4-masala (И.В.Мешчерский 8.30). AB sterjenni ikkita gorizontal AD va
BC arqonlar qiya holda ushlab turadi. Bunda sterjen A nuqtaga vertikal devorga, B
nuqtaga esa gorizontal polda tiralgan. D nuqta ham vertikal devorda yotadi. A va C
nuqtalar bir vertikal chiziqda yotadi. Sterjenning og‘irligi 8N. A va B nuqtalardagi
ishqalanishni hisobga olmaymiz. Sterjenning muvozanat holatda qolish
mumkinligi tekshirilsin va arqonlarning TA va TB tortilish kuchlari hamda tayanch
tekisliklarning reaksiyalari aniqlansin: ABC  BCE  600 (122-shakl).
284
Berilgan: P 8 , ABC  BCE  600 .
Topish kerak: TA , TB , RA , RB .
Yechish. Koordinatalar sistemasini 122-shaklda ko‘r-satilganday qilib
tanlaymiz. AB sterjenning uzunligini ℓ bilan belgilaymiz. Kuchlar qo‘yilish
nuqtalarining koordinatalari va koordinata o‘qlaridagi proeksiyalarini hisoblaymiz.
z

D
T

A
R
E

E
R
A
A
B
600

TA
C
y

P
x
122-shakl

P kuchining qo‘yilish nuqtasining koordinatalari:

1
xE   cos 600 cos 600    ;
2
8

3
y E  cos 600 cos 300 
;
2
8



3
z E  sin 600 
 ; proeksiyalari (0;0;-P) bo‘ladi. TA va RA kuchlari qo‘yilish
2
4
nuqtasining koordinatalari:
3
x A  0; y A  0; z A   sin 600 
;
2




R A 0; RA ;0 , TA  TA ;0;0 larga teng. TB va RB kuchlari qo‘yilish
proeksiyalari
nuqtasining koordinatalari:
1
xB   cos 600 cos 600    ,
4
3
y B   cos 600 cos 300 
, z B  0 ,
4


 1

3
proeksiyalari: RB 0;0; RB , TB  TB ;  TB ;0  bo‘ladi.
2
2



Endi (5.8.2) va (5.8.3) muvozanat tenglamalarini tuzamiz:
5
5
1
Fix  TA  TB  0 ,

2
i 1
F
iy
 RA 
i 1
3
TB  0 ,
2
5
F
iz
  P  RB  0 ,
i 1
5
 y F
i
iz
 zi Fiy   
i 1
5
 z F
i
i 1
ix
3
3
3
R A 
P 
RB  0 ,
2
8
4
1
3
1
 xi Fiz    P 
TA  RB  0 ,
4
2
4
285
(a)
n
 x F
i
iy
 yi Fix   0 .
i 1
(a) tenglamalarni yechib, noma’lumlarni topamiz
RB  P  8 H ,
TA 
1
4 3
RA 
1
2 RB  P   2 H ,
4
RB  P   1,15N , TB  2TA  2,3N .
2.5-masala (И.В.Мешчерский 8.28). ABCD kvadrat plitaning BD tomoni
bo‘ylab gorizontal P kuch ta’sir qilsa, uni ushlab turadigan oltita tayanch
sterjenlardagi zo‘riqishlar aniqlansin. O‘lchamlar shaklda ko‘rsatilgan (123-shakl).
Yechish. Uchlari sharnir bilan biriktirilgan og‘irligi hisobga olinmaydigan
sterjenlarning reaksiya kuchlari shu sterjenlar bo‘ylab yo‘nalgan bo‘ladi. Reaksiya
kuchlarini shaklda tasvirlab olamiz. Koordintalar sistemasini shaklda
ko‘rsatilganday qilib tanlaymiz.
z

S3

S4

P

S6

S4
3 a
4
5

S1

S2
2
y
a
1
a
x
123-shakl
Muvozanat tenglamalarini tuzamiz
8
F
ix
  S 2 cos 450  S5 cos 450  0 ,
i 1
8
F
iy
 P  S 4 cos 450  0 ,
i 1
8
F
iz
  S1  S 2 cos 450  S3  S 4 cos 450  S5 cos 450  S 6  0,
i1

mom
F
 x i  S1a  S2 a cos 450  P  a  0 ,
8
 
i 1

 momy Fi  S1a  S6a  0 ,
8
 

8
 mom F   S a cos45
i 1
z
i
0
2
 Pa  0.
i 1
Bu tenglamalar sistemasini yechib, noma’lumlarni topamiz
2
S 2  2 P, S 4   2 P ,
2
S5  2 P, S6  2 P, S3   P .
S 2   2 P, S1  P 
3.Darsda mustaqil yechish uchun masala va topshiriqlar
1. АB аylаnish o‘qi vеrtikаl bo‘lgаn to‘g‘ri burchаkli eshik CАD=600
burchаkkа оchilgаn, uni shu vаziyatdа ikki аrqоn ushlаb turаdi. CD аrqоn blоkdаn
o‘tkаzilgаn bo‘lib, uni P=320N yuk tоrtib turаdi, ikkinchisi EF аrqоn pоlning F
286
nuq-tаsigа bоg‘lаngаn. Eshikning оg‘irligi 640N; uning eni AD=AC=1,8m;
bаlаndligi АB=2,4m. Blоkdаgi ishqаlаnishni hisоbgа оlmаy, EF аrqоnning tоrtilish
kuchi T hаmdа А nuqtаdаgi silindrik shаrnirning vа B nuqtаdаgi pоdshipnikning
rеаksiyalаri аniqlаnsin.
z
A
D
C
6
P
1
5
2
4
B
3
y
x
60
F
0
E
1-mаsаlа
2-mаsаlа
2. To‘g‘ri burchаkli pаrаllеlеpipеd shаklidаgi bir jinsli gоrizоntаl plitа оltitа
to‘g‘ri chiziqli stеrjеnlаr bilаn qo‘zg‘аlmаs qilib еrgа biriktirilgаn; plitаning
оg‘irligi R gа tеng. Аgаr stеrjеnlаrning uchlаri plitа vа qo‘zg‘аlmаs аsоslаrgа
shаrnirlаr bilаn biriktirilgаn bo‘lsа, plitаning оg‘irligi tа’siridа stеrjеnlаrdа hоsil
bo‘lаdigаn zo‘riqishlаrni аniqlаng.
z
z

yA

Q
A
a

zA
α
O
A
r

F

M
y
a
C
B
3-mаsаlа
4-mаsаlа
3. Shkivgа qo‘yilgаn F=2Q=120N kuchlаr mоmеnti M=18Nm gа tеng bo‘lgаn
juft kuch bilаn muvоzаnаtlаshаdi. Ох o‘qigа nisbаtаn mоmеntlаr tеnglаmаsini
tuzib, А pоdshipnikning y A rеаksiyasini аniqlаng.
4. Bir jinsli kvаdrаt rоm G=140N оg‘irlik kuchi vа bоg‘lа-nishlаr rеаksiyalаri
tа’siridа gоrizоntаl hоlаtdа ushlаb turilаdi. ОB o‘qqа nisbаtаn mоmеntlаr
tеnglаmаsini tuzib, А shаrnirning z A rеаksiyasini tоping. Rоmning tоmоnlаri a
=0,5m vа α=600.
5. Оg‘irligi G=30N bo‘lgаn bir jinsli ОАBC plitа О va А shаrnirlаr hаmda BD
trоs bilаn gоrizоntаl hоlаtdа ushlаb turilа-di. Аgаr α=600; a =2m bo‘lsа, trоsning
tоrtilish kuchini tоping.
z
z
B
3α
287
D
A
α

F
A
y
3a
C

G
y
O
B
1,5a
y
3a

G
x
3a
5-mаsаlа
6-mаsаlа
6. Оg‘irligi G=11kN bo‘lgаn jism bоg‘lаnishlаr vа F=3kN kuch tа’siridа
muvоzаnаtdа turаdi. Ох o‘qigа nisbаtаn mо-mеntlаr tеnglаmаsini tuzib, АB
trоsning tоrtilish kuchini tоping. a =0,2m.
z
B
C

q
A

P
B
3 a
A
5
G
D
O

F
6
y
4
D
2
a
1
α
a
7-mаsаlа
8-mаsаlа
7. Figurаli OABD bаlkа muvоzаnаt hоlаtdа turаdi. Bаlkа-gа F=1t to‘plаngаn
kuch vа q=2t/m tаqsimlаngаn kuch tа’sir qilаdi. Аgаr ОА=1,7m, АB=2m,
BD=3,4m vа BD||Ox bo‘lsа, О nuqtаlаrdаgi bоg‘lаnishning Oz o‘qi bo‘ylаb
yo‘nаlgаn tuzuvchisini tоping.
8. ABCD kvаdrаt plitаning BD tоmоni bo‘ylаb gоrizоntаl P kuch tа’sir qilsа,
uni ushlаb turаdigаn оltitа tаyanch stеrjеnlаrdаgi zo‘riqishlаr аniqlаnsin.
O‘lchоvlаr shаkldа ko‘rsа-tilgаn.
x
288
4. Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Fazoda ixtiyoriy ravishda joylashgan kuchlar sistemasi nechta muvozanat
tenglamalariga ega?
2. Kuchlar sistemasining bosh vektori qanday hisoblanadi?
3. Kuchlar sistemasining bosh momenti qanday hisoblanadi?
4. Fazoda juftlar sistemasining muvozanat tenglamalari qanday ko‘rinishda
bo‘ladi?
5. [ 6]dan 8.2,8.4,8.6,8.8, 8.10,8.12, 8.14, 8.22, 8.26, 8.32 masalarni yeching.
1. “Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasi”
mavzusini takrorlash va mustahkamlashga doir
SAVOLLAR.
1. Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasini biror markazga
keltirib qo`shish qanday usul orqali bajariladi?
2. Fazodagi kuchlar sistemasini biror markazga keltirish natijasida
nimalarga ega bo`lamiz?
3. Fazodagi kuchlar sistemasining bosh vektori qanday topiladi?
4. Fazodagi kuchlar sistemasining bosh momenti qanday aniqlanadi?
5. Fazoda ixtiyoriy joylashgan kuchlar sistemasining skalyar
ko`rinishdagi muvozanat tenglamalari nechta bo`ladi?
6. Dinamavint hodisasi qaysi hollarda vujudga keladi?
289
5-amaliy
mashg`ulot
“Nuqta harakatining berilish usullari. Nuqta tezligi.”
1.3. “Nuqta harakatining berilish usullari. Nuqta tezligi.”
mavzusidagi amaliyot mashg`ulotining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg`lot
Amaliyot
1. Mavzuga doir asosiy tushunchalarni takrorlash.
rejasi
2. Mavzuga doir namunaviy masalalar yechish
3. Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
4. Mustaqil ish uchun savol va topshiriqlar.
5. Adabiyotlar
O`quv mashg`ulotning
maqsadi:
Mavzuga doir masalalar yechish; masalalar yechishda
uslubiy tavsiyalardan samarali foydalanish
ko`nikmalarini hosil qilish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Mavzuga doir asosiy tushunchalarni
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
mustahkamlash.
Harakatning kinematik
Masalalar yechish bo`yicha uslubiy
xarakteristikalarini biladilar.
tavsiyalarni o`rganish.
Harakatni qanday usulda berilganligini
Harakatni qanday usulda berilganligini
aniqlaydilar.
va uni topish usullarini o`zlashtirish.
Nuqtaning traektoriyasini aniqlay
Harakat bir usulda berilgan bo`lsa,
oladilar.
boshqa usulga o`tish yo`llarini bilish va Nuqta tezligining moduli, yo`nalishini
mustahkamlash.
turli koordinatalar sistemasida topa
oladilar.
O’qitish vositari
Ma’ruza matni,kompyuter saydlari, doska ekspert varaqlari,
290
grafiklardan foydalanish
O’qitish usullari
Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
O’qitish shakllari
Indivudal, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
baholash
Og`zaki savollar, blis-so`rov
1.4.“ Nuqta harakatining berilish usullari. Nuqta tezligi”
mavzudagi amaliyot mashg`ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1. O`quv mashg`uloti savollarni tahlil
qiladi va o`quv faoliyati natijalarini
aytadi.
1.2.Tinglovchilarning mashg`ulotdagi
faoliyatini baholash ko`rsatgichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi(1-ilova).
1.3.Mavzu bo`yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.4.Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Yechimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo`yicha maslahatlar beradi.
3.1. Mavzu bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
291
Tinglovchi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajratadilar.
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayyorlaydi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
5-amaliy mashg’ulot
1. Nuqta harakatining berilish usullari
Nuqtaning harakati bir necha xil usullar bilan berilgan bo’lishi mumkin. Agar
nuqtaning harakati biror usulda berilgan bo’lsa, tanlangan sanoq sistemasiga
nisbatan ixtiyoriy paytda nuqtaning holatini aniqlash mumkin.
2.1. Tabiiy usul. Biror sanoq sistemasiga nisbatan nuqtaning trayektoriyasi
berilgan bo’lsa, uning harakati tabiiy usulda berilgan deyiladi. Nuqtaning
trayektoriyasi Oxyz koordinatalar sistemasiga nisbatan berilgan bo’lsin (127-shakl).
Trayektoriyaning biror O1 nuqtasini sanoq boshi deb qabul qilib, trayektoriya
bo’ylab musbat O1M  S yo’nalishini tanlaymiz. Nuqtaning boshlang’ich O1 holati
bilan keyingi M holati orasidagi S yoy vaqtning funksiyasi ko’rinishida berilgan
bo’lsa, bu qonunga asosan nuqtaning ixtiyoriy paytda trayektoriya ustidagi
holatini bir qiymatli aniqlash mumkin (127-shakl).
Agar vaqtning har bir payti uchun nuqtaning holatini tasvirlovchi masofa
aniqlangan bo’lsa, ya’ni
z
(6.2.1)
S  f(t)
O1
bog’lanish berilgan bo’lsa, nuqtaning harakati tabiiy
usulda
aniqlangan
deyiladi.
(6.2.1)
S
O
tenglamaga
x
nuqtaning harakat tenglamasi deyiladi.
M
y
127-shakl
Aniqlanishiga ko’ra S=f(t) funksiya qo’yidagi shartlarni qanoatlantiradi: bir
qiymatli, chunki nuqta bir vaqtning o’zida fazoning turli joyida bo’la olmaydi;
uzluksiz, bu degani harakat uzluksiz, ya’ni t vaqtning cheksiz kichik o’zgarishiga,
S masofaning cheksiz kichik o’zgarishi mos keladi; differensiallanuvchi. Bu
shartlarning zaruriyligi kinematika va dinamikaning asosiy talablaridan kelib
chiqadi.
Agar S=C=const bo’lsa, bu nuqtaning berilgan sanoq sistemasiga nisbatan
tinch holatda ekanini bildiradi.
2.2. Koordinatalar usuli. Nuqtaning holati koordinatalar usulida berilgan
bo’lishi uchun: sanoq ob’yektiga mahkamlangan biror koordinatalar sistemasiga
292
nisbatan harakatlanuvchi nuqtaning koordinatalari vaqtning funksiyasi ko’rinishida
berilishi kerak.
Uch o’lchovli fazoda nuqtaning holati q1,q2,q3 koordinatalar bilan aniqlanadi.
Bu koordinatalarga egri chiziqli koordinatalar deyiladi. Demak, nuqtaning
koordinatalari
q1=q1(t),
q2= q2(t),
q3= q3(t)
(6.2.2)
tenglamalar bilan berilgan bo’lsa, nuqtaning harakati koordinatalar usulida berilgan
hisoblanadi.
Oldingi holdagidek, bu yerda ham hamma funksiyalar bir qiymatli, uzluksiz va
differensiallanuvchi deb qaraladi.
Agar nuqtaning holati to’g’ri burchakli dekart koordinatalar sistemasida
berilgan bo’lsa, nuqtaning ixtiyoriy paytidagi holati
x=x(t),
y=y(t),
z=z(t)
(6.2.3)
tenglamalar bilan aniqlanadi.
(6.2.3) tenglamalar bir tomondan nuqtaning harakat qonunini ifodalaydi, ya’ni
vaqtning ixtiyoriy paytida x,y,z koordinatalarni va demak M nuqtaning holatini
aniqlash imkonini beradi, ikkinchi tomondan trayektoriyaning parametrik
tenglamalarini ifodalaydi. Bu tenglamalardan t parametrni yo’qotish mumkin
bo’lsa, qo’yidagi tenglamalar sistemalarini hosil qilamiz:
 ( x, y )  0;  ( y, z )  0;  ( x, z )  0;



 ( x, z )  0,  ( x, z )  0,  ( y, z )  0.
(6.2.4)
Bu sistemalarning har biri nuqta trayektoriyasini ikkita sirtning kesishishi
ko’rinishida tasvirlaydi.
Nuqta harakatini o’rganishda boshqa kooodinatalar sistemalaridan ham
foydalanish mumkin. Masalan, silindrik, sferik va qutb koordinatalar sistemalari.
2.3. Vektor usuli. Nuqtaning ixtiyoriy paytdagi holatini biror markazga
nisbatan uning radius-vektori bilan aniqlash mumkin bo’lsa, ya’ni nuqtaning
holatini aniqlovchi radius-vektor t vaqtning funksiyasi ko’rinishda berilgan bo’lsa,
nuqtaning harakati vektor usulida berilgan deyiladi. Ta’rifga asosan biror O
293
markazga nisbatan nuqtaning holatini aniqlovchi radius-vektor vaqtning funksiyasi
bo’ladi, ya’ni
 
r  r t  .
(6.2.5)
Agar nuqtaning dekart koordinatalari x,y,z bo’lsa, uning
z
koordinatalar
boshiga
nisbatan
radius-vektorining

r
proyeksiyalari ham x,y,z bo’ladi, ya’ni
M(x,y,z)

 

r  x i  yj  z k .
y
x
(6.2.6)
128-shakl
Agar nuqta tekislikda harakatlansa, uning harakati vektor usulda


 
r  r (t )  x(t )i  y (t ) j
(6.2.7)
ko’rinishida yoziladi.
Agar nuqtaning harakati koordinatalar usulda berilgan bo’lsa, harakatni vektor
usuliga o’tkazish mumkin va aksincha. Agar nuqtaning harakati koordinatalar
usulda berilgan bo’lsa, ya’ni (6.2.3) tenglamalar berilgan bo’lsa, uning radiusvektori qo’yidagicha topiladi:



 
r  r (t )  x (t ) i  y (t ) j  z (t ) k .
Agar nuqtaning harakati dekart koordinatalarida berilgan bo’lsa, undan nuqta
harakatining tabiiy tenglamasiga ham o’tish mumkin. Nuqtaning trayektoriya
bo’ylab harakat qonuni differensial ko’rinishda qo’yidagicha yoziladi:
dS  dx 2  dy 2  dz 2 ,
bundan,
t
t
2
2
2
S   dx  dy  dz  
0
xt 2  yt 2  zt 2 dt .
(6.2.8)
0
Mexanikada vaqt bo’yicha hosilalarni qo’yidagicha yozish kiritilgan. Masalan,
x(t) funksiyadan birinchi tartibli hosilani x t  , ikkinchi tartibli hosila xt  va hokazo
ko'rinishda yoziladi.
2. Nuqtaning traektoriya bo’ylab harakat qonuniga doir namunaviy
masalalarni yechish. Uslubiy tavsiyalar.
294
Nuqtaning harakat tenglamalariga doir masalalarni qo’yidagi tartibda yechish
tavsiya etiladi:
1. Masalani yechish uchun tegishli koordinatalar sistemasini tanlash kerak.
2. Berilgan shartlardan foydalanib, tanlangan koordinalar sistemasiga nisbatan
nuqtaning harakat tenglamalari tuziladi.
3. Nuqtaning tuzilgan harakat tenglamalariga qarab, ya’ni (6.2.4) va (6.2.8)
tenglamalaridan foydalanib, (6.2.4) trayektoriya tenglamalari topiladi.
1-masala (И.В. Мешчерский 10.4). Nuqta harakatining berilgan x=3sin t,
y=3cos t tenglamalariga qarab uning trayektoriya tenglamasi topilsin; shuningdek,
masofani nuqtaning boshlang’ich holatidan hisoblab, uning trayektoriya bo’ylab
harakatlanish qonuni ko’rsatilsin.
Yechish. Nuqtaning berilgan harakat tenglamalaridan t parametrlarini
yo’qotib, uning trayektoriya tenglamasini topamiz, ya’ni
x2+y2=9.
y
S
Demak, nuqta trayektoriyasi markazi koordinatalar

r
boshida va radiusi 3 ga teng bo’lgan aylana bo’lar ekan
O
x
(129-shakl).
Endi nuqtaning trayektoriya bo’ylab harakatlanish
129-shakl
qonunini topamiz. Buning uchun (6.2.8) formuladan
foydalanamiz. Berilgan harakat tenglamalariga asosan:
x  3 cos t , y  3sin t .
Buni (6.2.8) formulaga qo’yamiz:
t
S   9(cos2 t  sin 2 t ) dt  3t  C ,
0
bu yerda С berilgan boshlang’ich shartlardan topiladi. Masalan: t=0 bo’lganda
S0=0 deb olinsa, С=0 bo’ladi, natijada nuqtaning trayektoriya bo’ylab
harakatlanish tenglamasi qo’yidagi ko’rinishga keladi:
S=3t.
295
2-masala (И.В.Мешчерский 10.14). Snaryadning harakati
x   0t  cos  , y   0t  sin  
gt 2
2
tenglamalar bilan berilgan, bu yerda 0 
snaryadning boshlang’ich tezligi, α- x o’qi bilan  0 orasidagi burchak, g-og’irlik
kuchining tezlanishi. Snaryadning harakat trayektoriyasi, H-balandlik, L-uchish
uzoqligi va T uchish vaqti aniqlansin.
Yechish. Nuqtaning berilgan harakat tenglamalaridan t ni yo’qotib, uning
trayektoriya tenglamasini topamiz. Tenglamalarning birinchisidan:
t
x
.
 0 cos 
Buni tenglamalarning ikkinchisiga qo’yamiz:
y  tg  x 
g
x2 .
2 cos 2 
2
0
Demak, snaryadning harakat trayektoriyasi paraboladan iborat ekan.
Endi H balandlikni topamiz. Nuqta parabola bo’ylab eng katta balandlikka
ko’tarilganda y koordinata o’zining eng katta qiymatiga erishadi. Harakat
tenglamalarning ikkinchisining birinchi tartibli
y
hosilasini nolga tenglashtiramiz:
y   0 sin   gt  0 .
H
Bundan:
O

t  0 sin  .
g

0
α
L
x
130-shakl
Shoxlari pastga qaragan parabolada y faqat eng katta qiymatga ega, shuning uchun
H  ymax 
 02
sin 2  .
2g
Endi uchish masofasini topamiz. Nuqta Yerga kelib tushganda uning y
koordinatasi nolga teng bo’ladi, ya’ni
y   0 sin   t 
gt 2
 0.
2
Bundan
t1  0;
t2 
2 0
sin  .
g
296
t1-nuqtaning boshlang’ich holatiga, t2-nuqtaning uchish vaqtini ifodalaydi. Demak,
T
2 0
sin  .
g
T ning bu qiymatini harakat tenglamalarining birinchisiga qo’yib, nuqtaning
uchish masofasini topamiz, ya’ni
L  хmax 
 02
2
2 cos sin   0 sin 2 .
g
g
3-masala (И.В. Мешчерский 10.21). Nuqtaning dekart koordinatalari
sistemasida berilgan
x  R cos 2
kt
R
kt
, y  sin kt , z  R sin
2
2
2
harakat tenglamalariga asosan uning trayektoriyasi va sferik kordinatalar
sistemasidagi harakat tenglamalari topilsin.
Yechish.
Nuqtaning
trayektoriya
tenglamasini
topamiz.
Harakat
tenglamalarining birinchi va ikkitasidan:
 R R
2
 x  2  2 cos kt
R
R2

  x   y2 
.

2
4

 y  R sin kt

2
Harakat tenglamalarining uchinchisidan:
sin
kt z
 .
2 R
Buni birinchi ikkita tenglamaga qo’yamiz:
kt  R 2  z 2

x  R1 sin 2  
,
2
R

y  Rsin
kt
kt z R2  z 2
cos 
.
2
2
R
Bu tenglamalarning ikkala tomonini kvadratga ko’tarib qo’shamiz, natijada
x2  y2  z2  R2
tenglamani hosil qilamiz. Demak nuqta traektoriyasi
2
R2
 R
2
x  y  z  R sfera va  x    y 
2
4

2
2
2
2
silindrlarning kesishish chizig’idan iborat bo’lar ekan.
Nuqtaning berilgan harakat tenglamalarini qo’yidagi ko’rinishda yozamiz:
297
x  R cos
kt
kt
kt
kt
kt
cos , y  R cos sin , z  R sin .
2
2
2
2
2
Bu tenglamalarni nuqtaning sferik koordinatalari bilan dekart koordinatalari
orasidagi bog’lanish tenglamalari bilan solishtirib, qo’yidagi tenglamalarga
kelamiz:
r  R,  
kt
kt
,  .
2
2
3.Darsda mustaqil yechish uchun masala va topshiriqlar



1.Nuqtaning harakat tenglamasi r  3ti  4tj ko’rinishida berilgan. r  5m bo’lgan
paytda nuqtaning y koordinatasi topilsin.
2. Nuqtaning harakat tenglamalari x=3t, y=t2 ko’rinishida berilgan. t=2c
bo’lgan paytda koordinatalar boshidan nuqtagacha bo’lgan masofa topilsin.
3. Nuqtaning harakat tenglamalari x=cost, y=2sint ko’rinishida berilgan. t=2,5c
bo’lgan paytda nuqtadan koordinatalar boshigacha bo’lgan masofa topilsin.
4.
Nuqtaning
harakat
tenglamalari
x=2t,
y=t
ko’rinishida
berilgan.
Koordinatalar boshidan nuqtagacha bo’lgan masofa 10 m ga yetgan vaqt t topilsin.
5. A nuqtaning harakat tenglamalari x=2cost, y=3sint ko’rinishida berilgan.
t=1,5c bo’lgan paytda nuqtaning radius-vektori OA bilan Ox o’qi orasidagi
burchak topilsin.
6. Nuqtaning harakati x=5cos5t2, y=5sin5t2 tenglamalar bilan berilgan.
Nuqtaning trayektoriya tenglamasi shuningdek, masofani nuqtaning boshlang’ich
holatidan hisoblab, uning trayektoriya bo’ylab harakatlanish qonuni topilsin.
7. Nuqtaning turli chastotali o’zaro perpendikulyar tebranishlari x=asin2ωt,
y  a sin t tenglamalar bilan berilgan. Trayektoriya tenglamasi topilsin.
8. Nuqta x=acoskt, y=asinkt, z=vt vint chizig’i bo’ylab harakatlanadi. Nuqta
harakatining tenglamalari silindrik koordinatalarda aniqlansin.
4. Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1.
Kinematikaning asosiy tushunchalari nimalar?
2.
Nuqta kinematikasining asosiy masalasi nimalardan iborat?
298
3.
Nuqtaning harakati qanday usullar bilan berilishi mumkin?
4.
Bir koordinatalar sistemasidan boshqasiga qanday o’tiladi?
5. [ ] dan 10.2, 10.4,10.6, 10.8, 10.10, 10.12, 10.16, 10.18, 10.20 masalani
yeching
Nuqtaning tezligi
1. Egri chiziqli harakatdagi nuqtaning tezligi
Agar nuqtaning harakat trayektoriyasi egri chiziqdan iborat bo’lsa, uning
bunday harakatiga egri chiziqli harakat deyiladi. Nuqta harakatining asosiy
xarateristikalaridan biri uning tezligi hisoblanadi. Harakatlanuvchi nuqtaning

qaralayotgan koordinatalar sistemasiga nisbatan t paytdagi M holati r radius
vektor bilan, t+∆t paytdagi holati r1 radius-vektor bilan


M
z
aniqlansin (131-shakl). ∆t vaqt oralig’ida harakatlanuvchi


r
nuqtaning radius-vektori r  r1  r ga o’zgarsin (131shakl).


M1

r1
O

 * r
 
t
x
y
131-shakl
nisbatga nuqtaning ∆t vaqt oralig’idagi o’rtacha tezlik deyiladi.

Demak, nuqtaning o’rtacha tezligi r vector yo’nalishidagi, ya’ni harakat
yo’nalishidagi vektor bo’lar ekan.
O’rtacha tezlikning ∆t vaqt oralig’i nolga intilgandagi (ba’zan oniy tezlik deb
ham ataladi) limitik holati nuqtaning ixtiyoriy t paytidagi tezlikni ifodalaydi, ya’ni



 r dr
  lim

.
t  0  t
dt
(6.4.1)
Shunday qilib, nuqtaning ixtiyoriy paytidagi tezligi vektor kattalik bo’lib,
nuqtaning radius-vektoridan vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli hosilaga teng.

r
vektorning t  0 dagi limitik holati trayektoriyaning urinmasi bilan ustma-ust
t
tushadi, demak, tezlik vektori trayektoriyaning urinmasi bo’ylab, harakat
yo’nalishi tomonga qarab yo’nalgan vektordir. Tezlik vektorini quyidagicha
almashtiramiz:
299



 dr dr ds dr 
 

 
S.
dr ds dt ds

dr
(6.4.2) tenglikning o’ng tomonidagi
ko’paytmani
ds

qaraymiz. S va r miqdorlar bir xil tartibli kichik
(6.4.2)
M
lim

r
S

r

r
miqdorlar ekanligidan

r1
O
1

bo’ladi (132-shakl). Demak, r / s miqdorning S  0

0

S
M1
132-shakl
(yoki) t  0 dagi limitik holati nuqtaning urinmasi bo’ylab yo’nalgan birlik
vektorni ifodalaydi, ya’ni

r  0
lim
 ,
S 0 S
t  0

bu yerda  0 -urinmaning musbat yo’nalishi bo’ylab yo’nalgan birlik vektor.
Shunday qilib, (6.4.2) tenglikni quyidagicha yozish mumkin:


  S 0 .

dS
dt
(6.4.3)
miqdor tezlikning algebraik qiymati modulini bildiradi, yoki tezlik
trayektoriyaning M nuqtasida o’tkazilgan urinmadagi proyeksiyasini bildiradi,
ya’ni
   
dS
.
dt
(6.4.4)
Nuqtaning radius-vektorini uning proyeksiyalari orqali yozamiz:
   
r  xi  yj  zk
Tezlikning ta’rifiga asosan:


 
 dr dx  dy  dz 
 
 i
j  k  x i  y j  zk .
dt dt
dt
dt
(6.4.5)
Tezlik vektorini kordinata o’qlaridagi proyeksiyalari orqali yozamiz:




   xi  y j  zk .
(6.4.6)
(6.4.5) va (6.4.6) ifodalarni solishtirib, tezlikning proyeksiyalari uchun
quyidagi formulalarni hosil qilamiz:
300
x 
dx
 x ,
dt
y 
dy
 y ,
dt
z
dz
 z .
dt
(6.4.7)
Shunday qilib, tezlikning koordinata o’qlaridagi proyeksiyalari nuqtaning mos
koordinatalaridan vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli hosilalarga teng bo’lar
ekan.
Tezlik vektorining koordinata o’qlaridagi proyeksiyalari ma’lum bo’lsa, uning
moduli va yo’nalishini topish mumkin:

     x2   y2   z2  x 2  y 2  z 2 ;
 y y



x
cos( , ^ x )  x  , cos( ^ y )     ,
 
y y
(6.4.8)


z
cos( , ^ z )  z  .
 
Agar nuqtaning harakat trayektoriyasi to’g’ri chiziqdan iborat bo’lsa, bunday
harakatga to’g’ri chiziqli harakat deyiladi. Nuqta to’g’ri chiziqli harakatda bo’lsa,
koordinatalar o’qlaridan bittasini masalan, Ox o’qini harakat to’g’ri chizigi bo’ylab
yo’naltiramiz. U holda tezlikning qolgan o’qlaridagi proyeksiyalari aynan nolga
teng bo’ladi (133-shakl). Natijada nuqtaning tezligi uchun quyidagi formulani hosil
qilamiz:
x 
dx
 x ,   x .
dt
O
Shunday qilib, to’g’ri chiziqli harakatdagi nuqtaning
tezligi masofadan vaqt bo’yicha olingan birinchi tartibli
M


x
x
133-shakl
hosilaga teng ekan.
Agar harakatning berilgan qismida  
dx
tezlik va x koordinata bir xil ishoraga
dt
ega bo’lsa, nuqtaning bu holdagi harakatiga to’g’ri harakat deyiladi. Agar  va x
lar har xil ishorali bo’lsa nuqtaning bunday harakatiga teskari harakat deyiladi.
Agar nuqtaning tezligi vaqtning biror paytida nolga teng bo’lsa, shu paytda x
masofa o’zining statsionar qiymatiga ega bo’ladi. x o’zining maksimum yoki
minimum qiymatiga erishgan paytda nuqtaning tezligi nolga teng bo’lib, shu payt
301
tezlik o’zining yo’nalishini uzgartiradi va harakat agar teskari bo’lsa, to’g’ri
harakatga o’tadi.
Agar nuqtaning tezligi qandaydir vaqt oralig’ida nolga teng bo’lsa, shu vaqt
oralig’ida x=const bo’lib, nuqta tinch holatda bo’ladi.
uzunlik  . Tezlikning o’lchov birligi sifatida:
vaqt 
Tezliknng o’lchov birligi:   
sm/sek, m/sek, km/soat olinadi.
Agar butun harakat davomida nuqtaninig tezligi o’zgarmas, ya’ni    0  const
bo’lsa, nuqtaning bunday harakatiga to’g’ri chiziqli tekis harakat deyiladi.

dx
 0 .
dt
Bundan
x  x0   0t ,
(6.4.9)
bu yerda x0-nuqtaning boshlang’ich koordinatasi. (6.4.9) tenglama to’g’ri
chiziqli tekis harakat tenglamasini ifodalaydi.
2. Aylana bo’ylab harakatlanayotgan nuqtaning tezligi
Burchak tezlik. Nuqtaning R radiusli aylana bo’ylab
quyidagiga teng bo’ladi:
ω

dS
d
R
,
dt
dt
(6.4.10)

d
dt
(6.4.11)


τ
harakatini qaraymiz. Bu holda M nuqta tezligining son qiymati
O
ds
M
dφ
bu yerda dS  Rd .
134-shakl
miqdorga R radiusning aylanish burchak tezligi deyiladi.
Shunday qilib, aylana bo’ylab harakatlanuvchi nuqta tezligining miqdori
quyidagicha topiladi:
  R .
(6.4.12)
Tezlik vektori aylana urinmasi bo’ylab, harakat yo’nalishi tomonga yo’nalgan
bo’ladi.
302
Nuqta tezligini topishga doir namunaviy masalalarni yechish. Uslubiy
tavsiyalar.
Nuqta tezligini topishga doir masalalarni quyidagi tartibda yechish tavsiya
etiladi:
1. Masalalarni yechish uchun tegishli koordinatalar sistemasi tanlanadi.
2. Masalaning
berilgan
shartlaridan
foydalanib,
nuqtaning
harakat
tenglamalari tuziladi.
3. Harakatning berilish usuliga qarab, tegishli formulalardan foydalanib,
nuqtaning tezligi topiladi.
1-masala. (И.В.Мешчерский 11.3). Nuqta x=2cost,
y=4cos2t (x,y-
santimetrlar, t-sekundlar hisobida) tenglamalarga muvofiq lissaju figurasini
chizadi. Nuqta Oy o’qida bo’lganida tezligining miqdori bilan yo’nalishi topilsin.
Yechish.
Nuqta
Oy o’qida
bo’lgan paytda
x=0 bo’ladi.
Berilgan
tenglamalardan:
cos t  0;  t 

 n, n ЄZ.
2
Endi tezlikning koordinata o’qlaridagi proyeksiyalarini topamiz:
 x  x  2 sin t ,
1) t 
 y  y  8 sin 2t ;

 2n , n Z bo’lgan paytlar uchun
2
 x  2
sm
, y 0,
s
   x2   y2  2sm / s ;
 
2
cos( x, ^ )  x 
 1,

2
2) t 
  4 sin 2 t  64 sin 2 2t
 
cos( y, ^ )  y  0 .

3
 2n, n Z bo’lgan paytlar uchun
2
x  2
sm
,
s
cos( x, ^ ) 
 y  0,
 2
sm
.
s
 
cos( y, ^ )  y  0 .

x 2
  1,
 2
2-masala. Vertikal yuqoriga otilgan M nuqta qarshiliksiz muhitda quyidagi
tenglamaga muvofiq harakatlanadi:
303
x   0t 
gt 2
,
2
(a)
bu yerda  0 va g-o’zgarmas koeffisientlar.
Nuqtaning tezligi, eng katta ko’tarilish balandligi va eng katta balandlikka
ko’tarilishga ketgan vaqt topilsin.
Yechish. Tezlikning vertikal o’qdagi proyeksiyasini topamiz:
x 
dx
  0  gt .
dt
(b)
(b) tenglamadan ko’rish mumkinki, t=0,  x   0 . Demak  0 tezlikning
boshlang’ich paytdagi proyeksiyasini qiymatini ifodalar ekan.
Nuqta eng katta balandlikka chiqqan paytda uning tezligi nolga teng bo’ladi,
ya’ni
 x   0  gt  0 .
Bundan
Т
0
.
g
Eng katta balandlikni topish uchun T ning topilgan qiymatini nuqtaning
berilgan harakat tenglamasiga qo’yamiz:
H  0
 0 g  02  02


.
g 2 g 2 2g
3-masala. M moddiy nuqta  0 boshlang’ich tezlik bilan vertikal yuqoriga
otildi. M nuqta eng katta balandlikka ko’tarilib, qaytishda yo’lning o’rtasida
uchrashishi uchun birinchi nuqta otilgan joydan ikkinchi M1 nuqtani qanday  1   0
boshlang’ich tezlik bilan otilish kerak.
Yechish. Vertikal yuqoriga otilgan nuqta qarshiliksiz muhitda quyidagi
tenglamaga muvofiq harakat qiladi:
x   0t 
gt 2
,
2
bu yerda  0 nuqtaning boshlang’ich tezligi, g-erkin tushish tezlanishi.
Oldingi masalada birinchi nuqtaning eng katta balandligi topilgan edi, ya’ni
304
Н
 02
2g
(a)
Yuqoridan pastga vertikal harakatlanadigan birinchi nuqta uchun boshlang’ich
tezlik nolga teng, ya’ni  0  0. Uning harakat tenglamasi quyidagicha bo’ladi:
g t12
x1 
.
2
(b)
 1 boshlang’ich tezlik bilan yuqoriga vertikal otilgan nuqtaning qarshiliksiz
muhitdagi harakat tenglamasi quyidagicha bo’ladi:
x2   1t 2 
dt 22
.
2
Masalaning shartiga ko’ra
(c)
(b) va (c) tenglamalarga asosan:
gt12
gt 2
  1t2  2 .
2
2
(d)
 02 gt12


 t1  0
4g
2
g 2
(e)
(b) tenglamadan:
Masalaning shartiga ko’ra t1=t2. Bunga asosan (e) ni (d) ga qo’yamiz:
 02

2
1 0  0 ;
4g
g 2 4g
Bundan:
1 
0
.
2
4-masala (И.В.Мешчерский 11.4). OA krivoship  o’zgarmas burchak
tezlik bilan aylanadi. Krivoship-polzunli mexanizm shatuni o’rtasidagi
M
nuqtaning tezligi va polzunning tezligi vaqt funksiyasi sifatida topilsin; OA=AB=a.
Yechish. M nuqtaning va B polzunning koordinatalarini topamiz. ∆OAB teng
yonli bo’lgani uchun B   , CD=DB.
Shaklga asosan:
y
A
OA
xM  AO cos  
cos  ,
2
M
O
305
B

C
138-shakl
ym 
OA
sin 
2
yoki
3
xM  a cos t ,
2
1
y M  a sin t.
2
(a)
(a) tenglamalardan:
.
 Mx
3
 xM   a sin t ,
2
 My  y M 
1
a cos t.
2
Endi tezlikning modulini topamiz:
a
2
2
 M   Mx
  My
  8 sin 2 t  1.
2
Xuddi shunday
xB  2a cos t
yB  0

 Bx  x B  2a sin  t
 By  0
B nuqta tezligining moduli
2
2
 В   Вx
  Вy
 2a sin  t .
5-masala (И.В.Мешчерский 11.9). Radiusi R=1m bo’lgan elektrovoz
g’ildiragining o’qidan a=0,5m narida yotuvchi nuqtasining harakat tenglamalari
va trayektoriyasi aniqlansin. G’ildirak gorizontal va to’g’ri chiziqli yo’lda
sirganmasdan g’ildirab boradi; g’ildirak o’qinig tezligi   10m / s . Ox o’q rels bilan
ustma-ust tushadi, Oy o’q nuqtaning boshlang’ich pastki holatidagi radiusga mos
keladi. Shuningdek, g’ildirakning shu nuqta yotgan diametri gorizotal va vertikal
holatni egallagan paytlarda nuqta tezligining qancha bo’lishi aniqlansin.
Yechish. Boshlang’ich paytda g’ildirak bilan relsning urinish nuqtasining
koordinatalar boshi deb olib, x o’qni rels bo’ylab, y o’qini vertikal bo’ylab
yo’naltiramiz. G’ildirak Q nuqtasining ixtiyoriy t paytdagi holatini aniqlaymiz.
G’ildirak markazi gorizantal to’g’ri chiziq bo’ylab tekis harakat qilgani uchun
С0С   0t  10t
CA||C0O bo’lganligidan t vaqt ichida g’ildirakning o’z o’qi atrofida aylanishdan
hosil bo’lgan burchakni QCA   bilan belgilaymiz.
306
Q nuqtaning koordinatalarini topamiz:
xQ=OB,
yQ=QB
bo’ladi.
OB=OA-BA=S0S-SE,
QB=QE+EB,
yoki
xQ  10t  CE ,
yQ  R  QE .
QEC dan:
QE  a sin(  90 0 )   a cos  ,
y
EC  a cos(  90 0 )  a sin 
Q
Bularga asosan
C0
E
xQ 10t  a sin  ,
C

(a)
yQ  R  a cos
X
B A
O
139-shakl
Endi 
burchakni t ning
funksiyasi ko’rinishida topamiz. G’ildirak yo’lda sirganmasdan yumalagani

sababli. OA  R OA=C0C=10t. Natijada
R  10t   
10t
 10t .
R
Buni (a) tenglamalariga qo’yib, nuqtaning harakat tenglamalarini topamiz:
xQ=10t-0,5sin10t,
yQ=1-0,5cos10t.
Endi nuqta gorizontal va vertikal diametrda yotgan holatlar uchun tezliklarni
topamiz:
1. Nuqta gorizontal diametrlarda yotgan holda:


;
2

3
2
bo’ladi. (b) tenglamalardan vaqt bo’yicha hosilalarni olib, tezlikning koordinata
o’qlaridagi proyeksiyalarini topamiz, ya’ni
 x  x Q  10  5 cos 10t ,
  10t 

bo’lgan paytda
2
307
 y  y Q  5 sin 10t.
 x  10m / s ,  y  5m / s .
Tezlikning moduli
   x2   y2  11,18m / s
ga teng ekani kelib chiqadi.  
3
bo’lgan paytda
2
 x  10m / s ,  y  5m / s
va
   x2   y2  11,18m / s .
2) Nuqta vertikal diametrda yotgan holda:
  0;    bo’ladi.
  0 bo’lgan paytda:
 x  5m / s ,  y  0,    x2   y2  5m / s .
   bo’lgan paytda:
 x  15m / s ,  y  0
6-masala
(И.В.Мешчерский
ht
va   15m / s .
11.12).
Nuqta
bir
vaqtning
o’zida
ht
x  Aye  cos(kt   ) , y  Ae  sin( kt   ) tenglamalarga asosan o’zaro perpendikulyar
so’nuvchi tebranishlarda ishtirok etadi. Nuqta tezligining dekart va qutb
koordinatalaridagi proyeksiyalari va shuningdek, nuqta tezligining moduli
aniqlansin.
Yechish. Nuqta tezligining dekart koordinatalari o’qlaridagi proyeksiyalarini
topamiz:
 x  x   Ahe  ht cos(kt   )  Ake  ht sin( kt   ) 
  Ae ht (h cos(kt   )  k sin( kt   )),
 y  y   Ahe  ht sin( kt   )  Ake  ht cos(kt   ) 
 Ae ht (k cos(kt   )  h sin( kt   )).
Berilgan tenglamalardan:
r  x 2  y 2  Ae ht ,   kt  
Endi tezlikning qutb koordinatalaridagi proyeksiyalarini topamiz:
308
   r  Ake  ht .
 r  r   Ahe  ht ,
Tezlikning moduli:   r 2  r 2 2  h 2  k 2 Ae  hz  r h 2  k 2 .
3.Darsda mustaqil yechish uchun masala va topshiriqlar
1. Nuqta
x  2 cos t ,
y  4 cos 2t
(x, y-santimetrlar, t-sekundlar hisobida)
tenglamalarga muvofiq lissaju figurasini chizadi. Nuqta Oy o’qda bo’lganida
tezlikning miqdori bilan yo’nalishi topilsin.
2. OA krivoship  o’zgarmas burchak tezlik bilan aylanadi. Krivoshippolzunli mexanizm shatunining o’rtasidagi M nuqta va polzunning tezligi vaqt
funksiyasi sifatida topilsin; OA  AB  a .
3. O’qi gorizont bilan 300 burchak tashkil
y
A
qilgan to’pdan 500 m/s tezlik bilan snaryad otiladi.
Snaryad
faqat
g=9,81
m/s2
og’irlik
kuchi
M

tezlanishiga ega deb faraz qilib, uning tezlik
B

x
2-masala
godografi va godograf chizuvchi nuqtaning tezligi
topilsin.
4. M nuqtaning harakat tenglamalari silindrik koordinatalar sistemasida
r  a,   kt , z  vt ko’rinishga ega. M nuqta tezligining silindrik koordinatalar
sistemasidagi proyeksiyalari, tezlik godografini chizuvchi M1 nuqtaning harakat
tenglamalari va M1 nuqta tezligining proyeksiyalari topilsin.
5. M
nuqta
aylana
bo’ylab
r  2a cos
kt
kt
, 
2
2
tenglamalarga
asosan
harakatlanadi ( r ,  -qutb koordinatalri). M nuqta tezligining qutb koordinatalar
sistemasi o’qlaridagi proyeksiyalari, tezlik godografini chizuvchi M1 nuqta harakat
tenglamalari va M1 nuqta tezligining proyeksiyalari topilsin.
6. Nuqtaning to’la tezligi 20 m/s, radial tezligi 10 m/s bo’lsa, uning transversal
tezligini toping.
7. Nuqtaning harakat tenglamalari   t , r  t 2 ko’rinishda berilgan.   180 0
bo’lgan paytda nuqtaning qutb radiusini toping.
309
8. Nuqtaning harakati qutb koordinatalarida berilgan:   t 2 , r  0,5t 2 . Qutb
burchagi   2,25 rad. bo’lgan paytda nuqtaning radial tezligini toping.
9. Nuqtaning harakati   2t , r  t 3 tenglamalar bilan berilgan. t=2c bo’lgan
paytda nuqta tezligining modulini toping.
10.
  0,3t.
Nuqta
tekislikda
harakatlanadi.
Nuqtaning
qutb
burchagi
dr
 0, 4m / s va t0  0, r0  0 bo’lsa, qutb burchagi 3 rad. ga yetgan paytda
dt
qutb radiusini toping.
11.
Nuqtaning
harakat
tenglamalari
x  t 2 , y  sin  t , z  cos t
ko’rinishida berilgan. t  1c bo’lgan paytda nuqta tezligining moduli topilsin.
12.
Nuqtaning tezligi   0,2t tenglama bilan berilgan. t0  0 da S 0  0
bo’lsa, nuqtaning t=10c bo’lgan paytdagi S egri chiziqli koordinatasini toping.
13.
Nuqtaning harakati x  3t 2 , y  4t 2 tenglamalar bilan berilgan. t0  0 da
S 0  0 bo’lib, nuqta koordinataning musbat yo’nalishi bo’ylab harakatlanadi deb
olib, egri chiziqli koordinata S  110 m bo’ladigan t vaqtni toping.
14.
Nuqtaning harakati x  3 cos t , y  3 sin t tenglamalar bilan berilgan.
t0  0 da S 0  0 deb olib, nuqtaning egri chiziqli koordinatasi S  7 m bo’ladigan t
vaqtni toping.
15.
Nuqtaning harakat tenglamalari
x  2t , y  3t ,
z  5t ko’rinishda
berilgan. t0  0 da S 0  14 m deb olib, t  10c bo’lgan paytda nuqtaning S egri
chiziqli koordinatasini va tezligini toping.
310
4. Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Nuqta tezligi qanday aniqlanadi?
2. Nuqta tezligining dekart koordinatalari sistemasi o’qlaridagi preksiyalari,
yo’nalishi va moduli qanday topiladi?
3. Tabiiy koordinatalar sistemasida nuqta tezligi qanday topiladi?
4. Qutb koordinatalar sistemasida nuqta tezligining proyeksiyalari va moduli
qanday topiladi?
5. Nuqtaning sektorial tezligi deganda nimani tushunasiz?
6. [ ]dan 11.2, 11.6, 11.8, 11.10, 11.14, 11.16, 11.18, 11.20 masalarni
yeching.
Topshiriq D-2. variant-11
Mavzu: O`zaruvchan kuchlar ta`siri ostida bo`lgan moddiy nuqta harakati
differensial tenglamalarni integrallash:
Masala:


 
Ushbu
P  Xi  Yj  ZK
ko`rinishdagi o`zgaruvchan kuchlar ta`siri ostida bo`lgan moddiy nuqtaning
harakat qonunini aniqlang?
Bu yerda 
X,Y,Z- P kuchning o`qlardagi proeksiyasi.
  
i , j , k  ortlar, ya`ni birlik vektorlar.
x, y, z- nuqtaning koordinatalari.
g- erkin tushish tezlanishi.
f- ishqalanish koeffesienti.
311
6-amaliy
mashg`ulot
“Nuqtaning tezlanishi”
~
Q - jism og`irligi
1.3. “Nuqtaning tezlanishi” mavzusidagi amaliyot
mashg`ulotining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg`lot
Amaliyot
1.Nuqtaning
tezlanishimavzusiga
rejasi
tushunchalarni takrorlash.
doir
asosiy
2.Mavzuga doir namunaviy masalalar yechish
3.Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
4.Mustaqil ish uchun savol va topshiriqlar.
5. Adabiyotlar
O`quv mashg`ulotning
maqsadi:
Mavzuga doir masalalar yechishda mavjud uslubiy
tavsiyalardan samarali foydalanish va kerakli
ko`nikmalarni hosil qilish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning tezlanishini topishga doir
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
asosiy tushunchalarni takrorlash.
Nuqtaning tezlanishini topishga doir
Masalalar yechish bo`yicha uslubiy
asosiy formulalarni biladilar.
tavsiyalarni o`rganish.
Masalalar yechish bo`yicha tegishli
Nuqta tezlanishini topishga doir
uslubiy tavsiyalardan yaxshi foydalana
bilimlarni mustahkamlash.
oladilar.
Normal va urinma tezlanishlarni topish, Nuqta tezlanishining tabiiy
ko`nikmalarni hosil qilish.
koordinatalardagi ifodasi haqida
312
tushunchalarga ega.
O’qitish vositari
Ma’ruza matni,kompyuter saydlari, doska ekspert varaqlari,
grafiklardan foydalanish
O’qitish usullari
Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
O’qitish shakllari
Indivudal, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
baholash
Og`zaki savollar, blis-so`rov
1.4.“Nuqtaning tezlanishi” mavzusidagi amaliyot
mashg`ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1. O`quv mashg`uloti savollarni tahlil
qiladi va o`quv faoliyati natijalarini
aytadi.
1.2.Tinglovchilarning mashg`ulotdagi
faoliyatini baholash ko`rsatgichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi(1-ilova).
1.3.Mavzu bo`yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.4.Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Yechimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo`yicha maslahatlar beradi.
313
Tinglovchi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajratadilar.
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayyorlaydi.
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1. Mavzu bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
6-amaliy mashg’ulot
2. Nuqta tezlanishini topishga doir namunaviy masalalarni yechish.Uslubiy
tavsiyalar.
Nuqta tezlanishini topishga doir masalalarni qo’yidagi tartibda yechish tavsiya
etiladi:
1. Nuqtaning harakat qonunini berilishiga qarab tegishli koordinatalar
sistemasini tanlash kerak.
2. Nuqtaning harakati koordinatalar (dekart koordinatalari) usulida berilgan
bo’lsa, tegishli formulalardan foydalanib, tezlanishning proyeksiyalari, moduli va
yo’nalishi topadi.
3. Nuqtaning harakati tabiiy usulda berilgan bo’lsa, tegishli formuladan
foydalanib tezlanishning proyeksiyalari, moduli va yo’nalishi topiladi.
4. Agar nuqtaning harakati qutb koordinatalarida berilgan bo’lsa, tezlanishning
proyeksiyalari va moduli
(6.11.10) va
(6.11.11)
formulalardan foydalanib
topiladi.
1-masala. Nuqta x=cos 4t, y=sin4t, z=2t tenglamalarga asosan harakat qiladi,

2
bunda uzunlik birligi uchun metr, vaqt sekundda olingan. t  c bo’lgan paytda
nuqta tezlanishining proeksiyalari, moduli va yo’nalishlari topilsin.
Yechish. Nuqtaning harakati dekart koordinatalarida berilgan. Tezlanishning
proyeksiyalarini vaqtning funksiyasi ko’rinishida topamiz:
Wx  16cos4t;
W y  16sin 4t ; W z  0
W  Wx2 W y2 Wz2 
16cos 2  16sin 4t 2 16m / s 2
314
(a)
(b)

W 16cos 4t
cos(W ,^ x)  x 
  cos 4t ;
W
16

W y 16sin 4t
cos(W ,^ y ) 

 sin 4t;
W
16
(c)

W
0
cos(W ,^ z )  z   0 .
W 16

2
(a), (b) va (c) formulalarga t  c ni qo’yib, nuqta tezlanishining proyeksiyalari,
moduli va yo’naltiruvchi kosinuslarini topamiz:
Wx  16 cos 2  16m / s 2 , W z  16 sin 2  0 , W z  0;



W  16 м с 2 ; cos(W ,^ x)  1; cos(W ,^ y )  0; cos(W , ^ z )  0.
2-masala. M nuqta r radiusli aylana bo’ylab W  a  const urinma tezlanish
bilan harakatlanadi. Nuqta boshlang’ich paytda M0 holatda bo’lib, tezligi nolga
teng. Vaqtning qaysi paytida normal tezlanishning miqdori urinma tezlanish
miqdoriga teng bo’ladi, bu vaqt oraligida nuqta bosib o’tgan yoy uzunligi topilsin.
Yechish. Nuqtaning urinma tezlanishini topish formulasiiga asosan:
W 
d 
.
dt
(a)
Agar W  a  const bo’lsa, (a) tenglamadan:
(b)
   W t  C ,
bu yerda C integrallash o’zgarmasi bo’lib, u t=0,    0 boshlang’ich shartdan
topiladi, ya’ni C=0. Natijada
   at .
(c)
Nuqtaning normal tezlanishi qo’yidagi formula bilan topiladi:
Wп 
 2 a 2t 2

.

r
Normal va urima tezlanishlarining miqdorlari teng bo’lgan vaqtni topish uchun
ularning miqdorlarini tenglashtiramiz, ya’ni
a 2t 2
a.
r
Bundan
t1 
r
.
a
315
Nuqta tezligini qo’yidagi ko’rinishda yozamiz:
 
dS
 at .
dt
Buni integrallab
at 2
S
 C1
2
ni topamiz. C1 o’zgarmasni t=0; S=0 boshlang’ich shartdan topamiz, ya’ni C1=0.
Natijada
S
at 2
.
2
Bu tenglamaga t=t1 ni qo’yib, o’tilgan yoy uzunlini topamiz, ya’ni
S
a 2 ar r
t1 
 .
2
2a 2
3-masala (O.E.Kepe 7.4.5). OA=15sm bo’lsa, t=5c bo’lgan paytda B
nuqtaning tezlanishi topilsin, burchakning o’zgarish qonuni   4t (151-shakl).
Yechish. B nuqta hamma vaqt Ox o’qi bo’ylab
x
A
harakatlanadi.
Kulisaning hamma nuqtalari bir xil tezlanish bilan

O
harakatlanadi, shuning uchun C nuqtaning tezlanishini
B
C

Wn
x
topish yetarli. Koordinatalar sistemasi 151-shaklda
ko’rsatilgan.
C
nuqtaning
x
koordinatasini
151-shakl
topamiz.151-shakldan:
xC  OC  OA sin 
yoki xC  15 sin 4tsm
Bundan ikki marta hosila olib, C nuqtaning yoki B nuqtaning tezlanishini topamiz:
WC  WB  240 sin 4t .
Bunga t  5s ni qo’yamiz:
WB  240sin1146 0  240sin 66 0  219
sm
m
 2,19 2 .
2
s
s
B nuqtaning tezlanishi 0 nuqtaga qarab yo’nalgan bo’ladi.
316
4-masala (O.E.Kepe 7.4.7). OA krivoshipning holati
  2t burchak bilan
aniqlanadi. OA=1m bo’lsa, t=1s bo’lgan paytda A nuqta tezlanishining x o’qidagi
proyeksiyasi topilsin (152-shakl).
Yechish. Koordinatalar
sistemasi 152-shaklda ko’rsatilgan. A nuqtaning x
koordinatasini topamiz. 152-shakldan:
x  ОВ  ОА cos(180 0   )  ОА cos  .
yoki
x  -cos2t
Bundan t bo’yicha ikki marta hosila olib, tezlanishning x o’qidagi proyeksiyasini
topamiz, ya’ni
Wx  x  4 cos 2t
(a)
y
A
t=1s ni (a) formulaga qo’yamiz:
Wx  4 cos 2  1  4 cos1150  4 sin 250  1,66m / s.
5-masala. M nuqta S=ae
kt

B
O
tenglamaga muvofiq
x
152-shakl
harakatlanadi. Nuqtaning to’la tezlanishi bilan bosh
normal orasidagi burchak o’zgarmas va   30 0 ga teng.
M
Nuqtaning tezligi, urinma, normal va to’la tezlanishi

W


hamda trayektoriyaning egrilik radiusi topilsin (153
W
shakl).



W
Yechish. Berilgan harakat tenglamasidan foydalanib,
tezlikning urinmadagi proyeksiyasini topamiz, ya’ni
 
153-shakl
dS
 ake kt  kS .
dt
Nuqtaning urinma tezlanishi qo’yidagiga teng:
W 
d 
 ak 2 e kt  k 2 S .
dt
Trayektoriyaning bosh normali bilan to’la tezlanishi orasida burchak   30 0
bo’lgani uchun tezlanishining moduli qo’yidagi tenglikdan topiladi:
W cos(90 0   )  W ,
bundan
317
W
W
 2k 2 S .
0
sin 30
Nuqtaning normal tezlanishini topamiz:
Wn  W 2  W2  3k 2 S .
Trayektoriyaning egrilik radiusi qo’yidagi formuladan topiladi:

2
k 2S 2
3
3 kt


S
ae .
2
Wn
3
3
3k S
Demak nuqta proyeksiyasining egrilik radiusi vaqt
y
o’tishi bilan cheksiz o’sadi.
M

W
6-masala (И.В.Мешчерский 12.17). Ox gorizontal
o’q bo’ylab sirpanmasdan yumalovchi g’ildirak nuqtasi

O
tezlanishining
miqdori
trayektoriyasining
va
egrilik
yo’nalishi
radiusi
x
A
hamda
topilsin;
C
154-shakl
nuqta
qo’yidagi tenglamalarga asosan sikloida chizadi:
х  20 t  sin 20t ,
y  1 cos 20t
(t-sekundlar, x,y-metrlar hisobida). Shuningdek, t=0 bo’lganda egrilik radiusi 
aniqlansin (154-shakl).
Yechish. Nuqtaning berilgan harakat tenglamalaridan vaqt bo’yicha ikki marta
hosila olib, nuqta tezlanishning proyeksiyalarini topamiz, ya’ni
W y  y  400 cos 20t.
Wx  x  400sin 20t ,
Tezlanishning moduli
W  W x2  W y2  400 m / s 2
Endi tezlanishning yo’nalishini topamiz:

W 400sin 20t
cos(W ,^ x )  x 
 sin 20t ,
W
400

W 400cos 20t
cos(W ,^ y )  x 
 cos 20t ,
W
400
Demak tezlanish vektori MC bo’ylab C markazga yo’nalgan.
Endi egrilik radiusini topamiz. Buning uchun W ni topamiz:
W 
d 
,
dt
 x  x  20  20 cos 20 t ,
318
 y  20 sin 20t.
   x2   y2  800(1  cos 20t )  40 sin 10t.
W 
d 
 400 cos10 t ,
dt
Wn  W 2  W2  400 sin 10 t.
Normal tezlanishni topish formulasidan:
 2 1600 sin 2 10t


 4 sin 10 t.
Wn
400 sin 10t
t=0 bo’lganda   0 .
7-masala (И.В.Мешчерский 12.25). Nuqta x=2cos4t, y=2sin4t, z=2t
tenglamalar bilan ifodalangan vint harakatini qiladi, bunda uzunlik birligi uchun
metr olingan. Trayektoriyaning egrilik radiusi  aniqlansin.
Yechish. Berilgan tenglamalardan foydalanib, nuqta tezligi va tezlanishning
modullarini topamiz:
 x  x  8 sin 4t;
 y  y  8 cos 4t ,
 z  2.
   x2  y2   z2  64 sin 2 4t  64 cos2 4t  4  68m / s.
W x  x  32 cos 4t ,
W y  32 sin 4t ,
Wz  0 ,
W  W x2  W y2  W z2 32 м с .
  68
м
d
 сonst bo’lgani uchun W 
 0.
с
dt
Demak, nuqtaning to’la tezlanishi normal tezlanishga teng bo’lar ekan, ya’ni
W n  W  32 м с 2 .
Normal tezlanishni topish formulasidan foydalanib, trayektoriyaning egrilik
radiusini topamiz, ya’ni
м2
2
с 2  17 м  2 1 м.


Wn 32 м с 2
8
8
68
8-masala (И.В.Мешчерский 12.26). Nuqta harakati qutb koordinatalarida
r  ae kt
va   kt tenglamalar bilan berilgan, bunda a va k berilgan o’zgarmas
miqdorlar.
Nuqtaning
trayektoriya
tenglamasi,
tezligi,
tezlanishi
va
trayektoriyasining egrilik radiusi uning radius-vektori r ning funksiyasi sifatida
aniqlansin.
319
Yechish.
Nuqtaning
berilgan
harakat
tenglamalariga
asosan,
nuqta
rayektoriyasi r  ae  logarifmik spiraldan iborat.
Nuqtaning tezligini topamiz. Buning uchun tezlikning qutb koordinatalaridagi
proyeksilarini topamiz:
r 
dr
 ake kt ;
dt
   r  akekt ,
   r2   2  2ake kt  2kr .
Endi nuqta tezlanishini topamiz: Buning uchun Wr va W larni topamiz:
Wr  r  r 2 ; Wr  ak 2 e kt  ak 2e kt  0,
W  r  2r  2ak 2e kt  2k 2 r,
W  Wr2  W2  2k 2 r .
Nuqta trayektoriyasining egrilik radiusini topamiz:
W 
d
 2kr  2 k 2 ae kt  2k 2 r3 ,
dt
Wn  W 2  W2  4k 4 r 2  2k 4 r 2  2k 2 r.
Normal tezlanishni topish formulasiga asosan:
 2 2k 2 r 2


 2r .
Wn
2k 2 r
3. Darsda mustaqil yechish uchun masala va topshiriqlar.
1. Poyezd 72 km/soat tezlik bilan harakat qiladi, tormoz qilinganda u 0,4 m/s2
ga teng sekinlasha oladi. Poyezdning stansiyaga kelmasdan qancha vaqt oldin va
stansiyadan qancha narida tormozlay boshlash kerakligi topilsin.
2. Nuqta tezligining proyeksiyalari quyidagi tenglamalar bilan berilgan:
 x  0,2t 2 ,  y  3m / s. t  2,5s bo’lgan paytda nuqtaning urinma tezlanishini toping.
3. Nuqtaning tezligi dekart koordinatalar sistemasida quyidagi ko’rinishda


berilgan:   1,5i  1,5tj  0,5t 2 k . t  2c bo’lgan paytda nuqtaning urinma tezlanishi
topilsin.
320
4. Nuqta tezlanishining proyeksiyalari quyidagi ifodalar bilan berilgan:
Wx  0,8tm / s 2 , Wy  0,8m / s 2 . Agar t0  0 paytda  0  0 bo’lsa, t  2s bo’lganda
nuqtaning urinma tezlanishini toping.
5. Nuqta radiusi r  7m bo’lgan aylana bo’ylab s  0,3t 2 qonunga asosan
harakatlanadi. Wn  1,5 m / s 2 bo’ladigan vaqtni toping.
6. Nuqta r  20m radiusli aylana bo’ylab   e t tezlik bilan harakat qiladi.
Wn  3m / s 2 bo’ladigan vaqtni toping.

2
7. Polzun to’g’ri chiziqli yunaltiruvchi bo’ylab Wx   2 sin tm / s 2 tezlanish
bilan harakat qiladi.
Agar polzunning boshlang’ich tezligi  0  2 m / s ,
x
boshlang’ich holati esa polzunning koordinata boshi deb qabul qilingan o’rta
holatiga to’g’ri kelsa, polzun harakatining tenglamasi topilsin.
8. Poyezdning boshlang’ich tezligi 54 km/soat bo’lib, birinchi 30s da u 600m
yo’l bosadi. Poyezd radiusi R=1km bo’lgan aylanma yulda tekis o’zgaruvchan
harakat qiladi deb hisoblab,
uning 30s oxiridagi tezligi va tezlanishi aniqlansin.
9. Radiusi R=800m bo’lgan aylana yoyi bo’ylab poyezd tekis sekinlashuvchan
harakat qiladi va s=800m yo’l bosadi. Uning boshlang’ich tezligi  0  54km / soat va
oxirgi tezligi   18km / soat . Poyezdning yoy boshidagi va oxiridagi to’la tezlanishi,
shuningdek shu yoy bo’ylab qancha vaqt harakatlanishi aniqlansin.
10. Nuqta s 
g
( at  e at ) qonunga muvofiq to’g’ri chiziqli harakat qiladi, bunda
2
a
a va g-o’zgarmas miqdorlar. Nuqtaning boshlang’ich tezligi, shuningdek, uning
tezlanishi tezlikning funksiyasi sifatida aniqlansin.
11. Ishga
tushirish
davrida
dizel
x  75 cos 4t 2 , y  75 sin 4t 2 (x,y-santimetrlar,
krivoshipi
t-sekundlar
palesning
hisobida)
harakati
ko’rinishdagi
tenglamalar bilan berilgan. Palesning tezligi, urinma va normal tezlanishi topilsin.
12. x   a sin 2t , y   sin t tenglamalarga muvofiq lissaju shaklini chizuvchi
nuqta trayektoriyasining x=y=0 holatidagi egrilik radiusi topilsin.
321
1
3
13. Agar r    60 sm, MB  ,   4 t (t-sekundlar
hisobida)
bo’lsa,
krivoship-polzun
A
mexanizmi
shatunidagi M nuqtaning trayektoriyasi topilsin,
tezlanishi va trayektoriyasining egrilik radiusi
M
B
O
13-masala
aniqlansin. AB  , OA  r .
14. M nuqta vint chizig’i bo’ylab harakatlanadi. Silindrik koordinalar
sistemasida uning harakat tenglamalari r  a,   kt , z  yt ko’rinishga ega. Nuqta
tezlanishining silindrik koordinatalar sistemasi o’qlardagi proyeksiyalari hamda
tezlanishning urinma, normal tashkil etuvchilari va vint chizig’ining egrilik radiusi
topilsil.
322
4.Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Nuqtaning tezlanishi dekart koodinatalar sistemasida qanday topiladi?
2. Qanday tekislikka yopishma tekislik deyiladi?
3. Qanday tekislikka normal tekislik deyiladi?
4. Trayektoriyaning bosh normali qaysi tekisliklarning kesishish chizig’idan
iborat?
5. Nuqta trayektoriyasi qaysi tekislikda yotadi?
6. Egri chiziqning egriligi yoki egrilik radiusi qanday topiladi?
7. Tabiiy koordinatalar sistemasida nuqtaning tezlanishi qanday topildai?
8. Nuqta tezlanishining radial va transversal tuzuvchilari qanday topiladi?
9. Nuqtaning tezlanishi qutb koordinatalar sistemasida qanday topiladi?
10.
[6]dan 12.2, 12.4, 12.6, 12.8, 12.10, 12.12, 12.14, 12.16, 12.20, 12.24
masalarni yeching.
1. “Nuqta tezlanishi”
mavzusini takrorlash va mustahkamlashga doir
SAVOLLAR.
1. Nuqtaning tezligi deb nimaga aytiladi?
2. Nuqtaning tezlanishi deb nimaga aytiladi?
3. Nuqta tezlanishining vektorli ifodasi qanday yoziladi?
4. Nuqta tezlanishining dekart o`qlaridagi proeksiyalari qanday ifodalanadi?
5. Nuqta tezlanishinig moduli nimaga teng?
6. Tezlanish vektorining yo`nalishi qanday aniqlanadi?
7. Normal tezlanish deb nimaga aytiladi?
8. Urinma tezlanish deb nimaga aytiladi?
9. Aylana bo`ylab harakat etuvchi nuqtaning tezlanishi nimaga teng?
10. Nuqtaning tezlanishi qutb bo`ylab koordinatalarida qanday ifodalanadi?
323
7-amaliy
mashg`ulot
“Nuqtaning tezlanishi”
1.3. “Nuqtaning tezlanishi” mavzusidagi amaliyot
mashg`ulotining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg`lot
Amaliyot
1.Nuqtaning
tezlanishimavzusiga
rejasi
tushunchalarni takrorlash.
doir
asosiy
2.Mavzuga doir namunaviy masalalar yechish
3.Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
4.Mustaqil ish uchun savol va topshiriqlar.
5. Adabiyotlar
O`quv mashg`ulotning
maqsadi:
Mavzuga doir masalalar yechishda mavjud uslubiy
tavsiyalardan samarali foydalanish va kerakli
ko`nikmalarni hosil qilish.
Pedagagik vazifalari:
O’quv faoliyati natijalari:
Nuqtaning tezlanishini topishga doir
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
asosiy tushunchalarni takrorlash.
Nuqtaning tezlanishini topishga doir
Masalalar yechish bo`yicha uslubiy
asosiy formulalarni biladilar.
tavsiyalarni o`rganish.
Masalalar yechish bo`yicha tegishli
Nuqta tezlanishini topishga doir
uslubiy tavsiyalardan yaxshi foydalana
bilimlarni mustahkamlash.
oladilar.
Normal va urinma tezlanishlarni topish, Nuqta tezlanishining tabiiy
ko`nikmalarni hosil qilish.
koordinatalardagi ifodasi haqida
tushunchalarga ega.
O’qitish vositari
Ma’ruza matni,kompyuter saydlari, doska ekspert varaqlari,
324
grafiklardan foydalanish
O’qitish usullari
Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
O’qitish shakllari
Indivudal, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
baholash
Og`zaki savollar, blis-so`rov
1.2. “Qattiq jismning ilgarilanma va qo`zg`almas o`q atrofidagi aylanma
harakati” mavzusining texnalogik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.5 O`quv mashg`uloti mavzusi,
savollarni va o`quv faoliyati
natijalarini aytadi.
1.6 Baholash me’zonlari (2-ilova)
1.7 Pinbord usulida mavzu bo`yicha
ma’lum bo`lgan tushunchalarni
faollashtiradi. Pinbord usulida
natijasiga ko`ra tinglovchilarning
nimalarda adashishlari, xato qilishlari
mumkinligining tashxizini amalga
oshiradi (1-ilova).
1.8 Mavzuni jonlashtirish uchun savollar
beradi. (3-ilova).
Tingloichi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Tinglaydilar.
2.1 Savol yuzasidan mini ma’ruza qiladi. Tinglaydilar.
2.2 Ma’ruza rejasining hamma savollar
UMK ga qarydilar
bo`yicha tushuncha beradi (4-ilova).
UMK ga qarydilar
2.3 Ma’ruzada berilgan savollar
Har bir tayanch tushuncha va
yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa
iboralarni muhakama
beradi. (5-ilva).
qiladilar.
2.4 Tayanch iboralarga qaytiladi.
2.5 Talabalar ishtirokida ular yana bir
bor takrorlanadi.
325
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
3.1 Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi. Mavzu bo`yicha olingan
bilimlarni qayerda ishlatish mumkinligi
ma’lum qiladi.
3.2 Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
ro`yxatini beradi.
3.3 Keyingi mavzu bo`yicha tayyorlanib
kelish uchun savollar beradi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
UMK ga qarydilar
Vazifalarni yozib oladilar.
7-amaliy mashg’ulot
2. Qattiq jismning ilgarilanma va qo’zg’almas o’q atrofidagi aylanma
harakatiga doir namunaviy masalalar yechish. Uslubiy tavsiyalar.
Qattiq jismning qo’zg’almas o’q atrofidagi aylanma harakatiga doir
masalalarni quyidagi tartibda yechish tavsiya etiladi:
Birinchi tur masalalar – qattiq jismning aylanma harakat tenglamasi berilganda
uning burchak tezligi, burchak tezlanishi, nuqtalarning chiziqli tezlik va
tezlanishlarini topish.
1. Koordinatalar sistemasini shunday tanlash kerakki, o’qlarning bittasi,
masalan, Z o’qi jismning aylanishi o’qi bilan ustma-ust tushsin.
2. Burchakning o’zgarish qonunidan foydalanib, burchak tezlik va burchak
tezlanishlarning aylanish o’qidagi proyeksiyalari topiladi.
3. Burchak tezlik va burchak tezlanishlarni topilgan qiymatlaridan foydalanib,
jism nuqtalarining chiziqli tezligi, normal va urinma tezlanishlari topiladi.
4. Urinma va normal tezlanishlar topilgandan keyin jism nuqtalarining to’la
tezlanishlari topiladi.
Ikkinchi tur masalalarda aylanma harakat burchak tezligi yoki burchak
tezlanishi berilganda, jismning harakat tenglamasi, nuqtalarning tezlik va
tezlanishlarini topish.
326
1. Burchak tezlanishni ifodalovchi differensial tenglamani integrallab, jismning
burchak tezligi topiladi. Integrallash o’zgarmaslari boshlang’ich shartlardan
topiladi.
2. Burchak tezlikni ifodalovchi differensial tenglamani integrallab, jismning
aylanma harakat tenglamasi topiladi.
3. Burchak tezlik va burchak tezlanishlarning berilgan qiymatlaridan
foydalanib, jism nuqtalarining tezliklari, urinma va normal tezlanishlari topiladi.
4. Urinma va normal tezlanishlarning topilgan qiymatlaridan foydalanib, jism
nuqtalarining to’la tezlanishlari topiladi.
1-masala. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi maxovikning aylanish o’qidan
r  0,3 m masofadagi nuqtasi S  3t  t 3 qonunga muvofiq harakat qiladi. (S-
metrda, t-ssekundda). t1  3c bo’lgan paytda maxovikning burchak tezligi va
burchak tezlanishi topilsin.
Yechish. r radiusli aylana bo’ylab harakatlanuvchi nuqta tezligining modulini

dS
dt
tenglamalardan foydalanib topamiz:



dS d 3t  t 3

 3  3t 2 .
dt
dt
(a)
Nuqtaning urinma tezlanishining modulini
W 
d
dt
formuladan foydalanib topamiz:
W 


d 3  3t 2
 6t
dt
(b)
Nuqta tezligi va urinma tezlanishlari modullarini burchak tezlik va burchak
tezlanishlar orqali ifodalaymiz, ya’ni
  r ,
W  r .
Bu formulalardan


,
r

327
W
.
r
(a) va (b) tengliklarga asosan:



3 1 t2
 10 1  t 2 ,
0,3



6t
 20t
0,3
t=3 c bo’lgan paytda
1
1
  101  9   100 ,
c
c
  20  3
1
1
 60 2 .
2
c
c
2-masala. Elektromotor ishga tushirilganda uning r=0,4 radiusli rotori   0,3t 2
qonunga muvofiq harakatlanadi (   радиана, t  секундда ). T=10c bo’lgan paytda
rotorning burilish burchagi , burchak tezligi, burchak tezlanishi, shuningdek rotor
gardishidagi nuqtaning tezligi, normal va urinma tezlanishlari topilsin.
Yechish. t1=10c ni harakat tenglamasiga qo’yib, burilish burchagini topamiz:
t1  10c;
  0,3  10 2  30 rad
Harakat tenglamasidan tegishli hosilalarini olib, burchak tezlik va burchak
tezlanishlarini topamiz, ya’ni

d
 0,6t;
dt
t1  10c;

d d 2
рад
 2  0,6 2  0,6с  2 ;
dt
dt
с
  0,6  10  6
рад
 6с 1
с
Rotor gardishidagi nuqtaning tezligi:
1
  r  0,4 м  6  2, 4 м .
с
c
Nuqtaning normal va urinma tezlanishlari:
м2
 2 5,76 с 2
Wn 

 14,4 м 2 ,
с
r
0,4 м
1
Wn  r  0,4 м  0,6 2  0, 24 м 2 .
с
с
3-masala. Markazdan qochma regulyator vali n  240 мин 1 chastota bilan
aylanadi. A sharlar markazlarining normal tezlanishlari topilsin (163-shakl). l=0,4
m, qolgan o’lchamlar shaklda ko’rsatilgan.
328
Yechish. Qattiq jismning aylanish

chastotasi berilganda uning burchak tezligi
quyidagi formuladan topiladi:
b=0,2m
300
n
  с 1 .
30
h
A
A
Bunga asosan:

  240
 8с 1
30
Normal tezlanishni (7.19.17) formuladan
foydalanib topamiz, ya’ni
163-shakl
W n  h 2 ,
bu yerda h-A shardan aylanish o’qigacha bulgan
masofa. 163-shaklga asosan:
h  (0,2  0,1) M  0,3 м
Natijada

Wn  0,3 м  8с 1

2
 189,3
м
.
с2
4-masala (И.В. Мешчерский 13.8). Motor o’chirilgan paytda 40  рад с ga
to’g’ri keladigan burchak tezlik bilan aylanayotgan samolyot propelleri
to’xtaguncha 80 marta aylanadi. Propeller aylanishini tekis sekinlashuvchan deb
hisoblab, motor o’chirilganda propeller to’xtagunicha qancha vaqt o’tishi topilsin.
Yechish. Tekis sekinlashuvchan aylanma harakatda burchak tezlikni va
burchakni o’zgarish qonunlarini olamiz, ya’ni
  0   t ,
  0 t 
 t2
.
2
Motor to’xtaganda:   0; .   80  2  160 , 0  40 рад . Bularni
с
yuqorida keltirgan tenglamalarga qo’yamiz:
0  40   t;


 t2
160  40 t 

2
 t  40 ;

329
160  40t 
40
t
2
Bundan:
t=8c.
5-masala (И.В. Мешчерский 14.3). Tinch holatdagi A shkivli stanok
elektromotorning uzluksiz tasma bilan harakatga keltiriladi; shkivlarning radiuslari
r1  75cм, r2  30cм; elektromotorning harakatga keltirilgandan keyin burchak
tezlanishi 0,4 рад 2 . Tasmaning shkivlar bo’ylab sirg’anishini hisobga olmay,
с
stanok qancha vaqtdan keyin 10 рад с ga teng burchak tezlikka ega bo’lishi
aniqlansin (164-shakl).
Yechish. A va B shkivlar gardishlaridagi nuqtalarning urinma tezlanishlarini
(7.19.17) formuladan foydalanib topamiz:
   
WB  r1 B ,
 ( ) 
W A  r2 A
A
B
2r1
2r2
164-shakl


Tasma shkivlar bo’ylab sirg’anmaydi, shuning uchun WB    W A 
bo’ladi. Bu munosabatdan:
r2 A  r1 B
bundan
A 
r1
 B   рад 2
с
r2
A shkiv tekis tezlanuvchan harakat qiladi, shuning uchun uning burchak
tezligi (7.19.4) formulaga asosan quyidagicha hisoblanadi:
 А   АО   Аt .
A
shkivning
boshlang’ich
burchak
tezligi
 АО  0, t  T
 A  10  рад с ga teng. Bularni yuqoridagi tenglamaga qo’yamiz:
10 
рад
  рад 2  T
с
с
Bundan
Т  10с
330
paytda
6-masala. Radiusi R=10 cm bo’lgan A val unga osilgan P tosh bilan
aylantiriladi. Toshning harakati x  100t 2 tenglama bilan ifodalanadi, bunda xtoshdan qo’zg’almas OO1 gorizontgacha bo’lgan santimetrlar hisobida ifodalangan
masofa, t-vaqt (sekundlar hisobida). T paytda valning burchak tezligi  va
burchak tezlanishi  , shuningdek, val sirtidagi nuqtaning
to’la tezlanishi W aniqlansin.
Yechish.
O1
Masofaning
o’zgarish
qonunidan

W
foydalanib, P toshning tezligini topamiz, ya’ni

 P
Wn
x


O
A
dx
см
 200t
dt
сек
P toshning tezligi baraban chetidagi nuqtalar
tezligi bilan bir xil bo’lgani uchun bu tezlikni baraban
P


nuqtasining tezligi deb topamiz, ya’ni
x
  R  .
165-shakl
Bundan


рад
 20t
.

сек
Endi P toshning tezlanishini topamiz:
W
d
cм
 200
.
dt
сек 2
P toshning tezlanishi baraban chetidagi nuqtalarning urinma tezlanishi bo’ladi,
ya’ni
W  W  200
cм
,
сек 2
W  R .
Bulardan:
  20 рад
сек 2
.
(7.19.17) formulalardan foydalanib, normal tezlanishini topamiz:
Wn  R 2 , bundan
Wn  400t 2
рад
.
сек 2
Endi to’la tezlanish modulini topamiz:
W  Wn2  W2  200 1  400 t 4 cм
331
с2
.
7-masala (И.В. Мешчерский 14.14). Markazlashtirilmagan krivoshippolzunli mexanizm porshinining harakat tenglamasi yozilsin; krivoshipning
aylanish o’qidan yo’naltiruvchi lineykagacha bo’lgan masofa h ga, krivoship
uzunlig r ga, shatun uzunligi l ga teng; Cx o’q polzun yo’naltiruvchisi bo’ylab
yo’nalgan. Masofalar polzunning chetki o’ng holatidan boshlab hisoblanadi (166shakl).
Yechish. 166-shaklga asosan:
X=OE-OD.
(a)
OE masofani COB uchburchakdan topamiz:
OE 
r  l 2  h 2
(b)
166 a-shakl mexanizmning ixtiyoriy paytidagi vaziyatiga mos, 166 b-shakl
mexanizmining boshlang’ich holatiga mos. 166-shakldan:
OD  OA1  A1 B,
A1B  l 2  ( AA1 ) 2 ,
AA1  r sin   h;
OA1  r cos 
Demak
2
OD  r cos  l 2  h  r sin  
(c)
(b) va (c) larni (a) tenglamaga qo’yamiz: х  r  l 2  h 2  l 2  h  r sin  2  r cos ,
yoki
2
2
  l 2  h 2

h
l  
x  r  1           sin     cos
r
r 
  r   r 

A
r
O
h


h
C
8-masala (И.В. Мешчерский 14.7).
B
A1
Yarim o’qlari a va b bo’lgan bir juft elliptik
x
a
tishli g’ildiraklarning aylanma harakatini
uzatish qonuni chiqarilsin. I g’ildirakning
O
burchak tezligi 1  сonst . O’qlar orasidagi
A
C
B
S
masofa
O1O2  2a;  -aylanish
o’qlarini
O
tutashtiruvchi to’g’ri chiziq bilan I elliptik
g’ildirakning katta o’qi orasidagi burchak.
O’qlar ellipslarining fokuslari orqali o’tadi (167-shakl).
332
A1
D
166-shakl
b)
E
x
Yechish. M nuqta har ikki g’ildirakka ham tegishli bo’lgani uchun
r11  r22 .
bo’ladi. Bundan
2 
r1
1 .
r2
167-shaklga asosan:
r22  4a 2  4ar1  r12 ,
2
M1
(b)
2
r2  r1  4c 2  4cr1 cos 
I
O1
(c)
2
2
1
O1
2
Ellipsning xossalariga asosan с  а  в .
N1
r1
r2
(b) va (c) tengliklardan:
N2
2
M2
O2
M
2
O2
167-shakl
2
4 а 2  4аr1  r1  r1  4c 2  4cr1 cos  .
Bundan
а 2  аr1  c 2  cr1 cos 
r1 
a2  c2
.
a  c cos
Buni (c) ga quyib, r2 ni topamiz:
r2 
a 2  2a c cos  c 2
.
a  c cos
r1 ва r2 larni topilgan qiymatlarini (a) tenglamaga quyamiz:
2 
a2  c2
1 .
a 2  2a c cos   c 2
3. Darsda mustaqil yechish uchun masala va
M
topshiriqlar
1. Tinch holatda turgan jism tekis tezlanish bilan aylana
2
d
boshlab, birinchi 2 minutda 3600 marta aylanadi. Burchak
tezlanishi aniqlansin.
1
2. Tinch holatda turgan maxovik tekis tezlanish bilan
aylana boshlaydi; birinchi 5 sekundda u 12,5 marta
3-masala
aylanadi. Shu 5c o’tgandan so’ng uning burchak tezligi qancha bo’ladi?
333
3. 1 yuk lebyodka yordamida ko’tariladi, 2 baraban   5  2t 3 qonunga asosan
aylanadi. Agar barabanning diametri d  0,6m bo’lsa, t  1c bo’lganda baraban M
nuqtasining tezligini toping.
4. Soat balansirining burchak tezligi    sin 4t qonun bilan o’zgaradi.
T  0,125c
bo’lgan paytda balansirning aylanish o’qidan h  6mm masofadagi
nuqtalarning tezligini sm/c larda aniqlang.
5. Aylanish o’qidan r  0,2m masofadagi nuqtalarning tezligi   4t 2 qonun
bilan o’zgaradi.
t  2c bo’lgan
paytda
jismning burchak
M

tezlanishini toping.
6. Jism qo’zg’almas o’q atrofida   2t 2 qonunga muvofiq

Wn
R
aylanadi. t  2c bo’lgan paytda aylanish o’qidan r  0,2m
masofadagi nuqtalarning normal tezlanishini toping.
7-masala
7. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi disk M nuqtasining
normal tezlanishi WMn  6,4m / c 2 . Agar diskning radiusi R  0,4m bo’lsa, uning
burchak tezligini toping.
8. Jism qo’zg’almas o’q atrofida   2t 2 qonunga asosan aylanadi. Jismning
aylanish o’qidan r  0,2m masofadagi nuqtalarning t  2c paytdagi urinma
tezlanishini toping.
9. Jismning burchak tezligi   2t 2 qonunga asosan o’zgaradi. t  2c bo’lgan
paytda, jismning aylanish o’qidan r  0,2m masofadagi nuqtalarning urinma
tezlanishini toping. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi disk M nuqtasining
tezlanishi WM  4m / c 2 . Agar diskning radiusi R  0,5m va   600 bo’lsa, diskning
burchak tezligini toping.
10. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi disk M nuqtasining tezlanishi
WM  8m / c 2 . Agar diskning radiusi R  0,4m va   300 bo’lsa, diskning burchak
tezlanishini toping.
11. Diametri
D1  360mm
bo’lgan I tishli g’ildirakning burchak tezligi
10 / 3rad / s ga teng. I g’ildirak bilan ichki biriktirilgan va burchak tezligi unga
334
qaraganda uch marta katta bo’lgan II tishli g’ildirakning diametri qanchaga teng
bo’lishi kerak?
M
M
R



WM
R

WM
11-masala
10-masala
13. Strelkali indikator mexanizmida harakat o’lchov shtiftining 1 reykasidan 2
shesternyaga
uzatiladi; 2 shesternyaning o’qiga 3 tishli g’ildirak o’rnatilgan. 3 g’ildirak esa
strelka biriktirilgan 4 shesternya bilan tishlashadi. Agar shtiftning harakati
4
O1
O2
O1
x  a sin kt
O2
3
II
12-masala
r
2
1
13-masala
tenglama bilan berilgan
r2
14-masala
bo’lsa va tishli
g’ildiraklarning radiuslari mos ravishda r2 , r3 va r4 bo’lsa, strelkaning burchak
tezligi aniqlansin.
14. Radiusi r  10sm bo’lgan tishli konus shaklidagi O1 g’ildirakning qancha
vaqtdan keiyn 144  rad / c ga teng burchak tezligiga ega bo’lishi aniqlansin; tinch
harakatdagi bu g’ildirakni radiusi r2  15sm ga teng va 4
rad
burchak tezlanishiga
c2
ega bo’lib, tekis tezlanish bilan aylanadigan konus shaklidagi O2 g’ildirak
aylantiradi.
335
15. Friksion uzatmaning I yetakchi vali   20rad / c burchak tezlik bilan
aylanadi va harakat vaqtida shunday siljiydiki (yo’nalishi strelka bilan
A
I
r
B
II
R
d
15-masala
ko’rsatilgan), oraliq d=(10-0,5t) sm (t-sekundlar hisobida) qonunga muvofiq
o’zgaradi. 1) II valning burchak tezlanishi d oraliq funksiyasi sifatida aniqlansin;
2) Friksion g’ildirakning radiuslarini r=5sm, R=15sm, deb olib, d=r bo’lgan paytda
B g’ildirak gardishidagi nuqtaning to’la tezlanishi topilsin
336
4. Mustaqil ishlash uchun savol va topshiriqlar
1. Qattiq jismning qanday harakatiga uning ilgarilanma harakati deyiladi?
2. Ilgarilanma harakatdagi qattiq jism nuqtalarining tezlik va tezlanishlari
qanday bo’ladi?
3. Oniy ilgarilanma harakat deganda qanday harakatni tushunasiz?
4. Qattiq jismning qanday harakatiga
qo’zg’almas o’q atrofidagi aylanma
harakat deyiladi?
5. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi qattiq jismning burchak tezligi va
burchak tezlanishi deganda nimani tushunasiz?
6. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi jismning burchak tezlik va burchak
tezlanish vektorlari qanday yo’nalgan bo’ladi?
7. Qattiq jismning qanday harakatiga tekis aylanma harakat deyiladi?
8. Qattiq jismning qanday harakatiga tekis o’zgaruvchan harakat deyiladi?
9. Qattiq jism nuqtalarining tezliklari qanday topiladi?
10. Qattiq jism nuqtalarining urinma va normal tezlanishlari qanday topiladi?
11. Qattiq jism nuqtalarining urinma va normal tezlanishlari qanday yo’nalgan
bo’ladi?
12. Qo’zg’almas o’q atrofida aylanuvchi jism nuqtalarining to’la tezlanishi
qanday topiladi?
13. [6]dan 13.2, 13.4, 13.6, 13.10, 14.2, 14.4, 14.6, 14.8, 14.10 masalarni
yeching.
337
8- amaliy
mashg`ulot
“Qattiq jismning tekis parallel harakati”
1.3. “Qattiq jismning tekis parallel harakati” mavzusidagi amaliyot
mashg`ulotining texnologik modeli.
O’quv soati – 2 soat
Talabalar soni: 25 ta
O’quv mashg’ulot shakli
Individual tipshiriqlarni bajarishga asoslangan amaliy
mashg`lot
Amaliyot
5. Mavzuga doir asosiy tushunchalarni takrorlash.
rejasi
6. Mavzuga doir namunaviy masalalar yechish
7. Darsda mustaqil yechish uchun masalalar.
8. Mustaqil ish uchun savol va topshiriqlar.
9. Adabiyotlar
O`quv mashg`ulotning
maqsadi:
Pedagagik vazifalari:
Mavzuga doir masalalar yechish. Masalalar yechishda
uslubiy tavsiyalardan samarali foydalanish
ko`nikmalarini hosil qilish
O’quv faoliyati natijalari:
Mavzuga doir asosiy tushunchalarni
Qo`yilgan savollarga javob beradilar.
takrorlash va mustahkamlash;
Mavzuga doir masalalar yechishda
Maslalar yechish bo`yicha uslubiy
uslubiy tavsiyalardan samarali
tavsiyalardan samarali foydalanish;
foydalana oladilar;
Qattiq jismning tekis parallel
Qattq jismning tekis parallel harakati
harakatining knematik
haqida yetarli darajada tushunchalarga
xarakteristikalarini aniqlash.
ega;
Tekis parallel harakatdagi jism
nuqtalarining texlik va tezlanishlarini
aniqlay oladilar, tezliklar va tezlanishlar
oniy markazlarini topa oladilar.
O’qitish vositari
Ma’ruza matni, kompyuter saydlari, doska ekspert
varaqlari, grafiklardan foydalanish
O’qitish usullari
Amaliy mashg`ulot, topshiriqlar, amaliy ishlash usuli,
338
texnikasi
suhbat, guruhlarda ishlash usuli. Baxs munozara usuli.
Charxpalak
O’qitish shakllari
Indivudal, guruh
O’qitish sharoiti
Texnik vosiitalar bilan taminlangan,guruhda ishlash usulini
qo’llash mumkin bo’lgan auditoroya
Monitoging va
baholash
Og`zaki savollar, blis-so`rov
1.4. “Qattiq jismning tekis parallel harakati”
mavzudagi amaliyot mashg`ulotining texnologik xaritasi.
Ish
bosqichlari
1bosqich
(20min)
2bosqich
Asosiy
bo’lim.
(50min)
3bosqich
Yakun
lovchi
(10min)
O’qituvchi faoliyatining mazmuni
1.1. O`quv mashg`uloti savollarni tahlil
qiladi va o`quv faoliyati natijalarini
aytadi.
1.2.Tinglovchilarning mashg`ulotdagi
faoliyatini baholash ko`rsatgichlari va
mezonlari bilan tanishtiradi(1-ilova).
1.3.Mavzu bo`yicha tayyorlangan
topshiriqlarni tarqatadi.(2-ilova).
1.4.Savollar berib suhbat tarzida
tinglovchilar bilimlarini jonlantiriladi
2.1. Topshiriqlarni aniqlaydi va guruhda
ishlashni tashkil etadi. Yechimni
tekshiradi va baholaydi.(3-ilova).
2.2. Topshiriqlar mazmunini tushuntiradi
va bajarish bo`yicha maslahatlar beradi.
3.1. Mavzu bo`yicha yakunlovchi
xulosalar qiladi.
3.2. Mavzu maqsadiga erishishdagi
tinglovchilar faoliyati tahlil qilinadi va
baholanadi.
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni
chuqurlashtirish uchun adabiyotlar
beradi.
Tinglovchi faoliyatining
mazmuni
Tinglaydilar.
Tinglaydilar
Topshiriqlar bilan
tanishadilar
Javob beradilar
2 ta mini guruhga ajratadilar.
Topshiriqda keltirilgan
savollarga 1-2 javob
tayyorlaydi.
Savollar beradilar
UMKga qaraydilar.
Mustaqil ish topshiriqlari va
uy vazifalarni yozib oladilar.
2. Qattiq jismning tekis parellel harakatiga doir namunaviy masalalarni
339
yechish. Uslubiy tavsiyalar.
Qattiq jismning tekis parellel harakatiga doir masalalarni quyidagi tartibda
yechish tavsiya etiladi:
1. Ikkita koordinatalar sistemasi tanlanadi: qo’zg’almas hamda tekis shaklga
mahkamlangan koordinatalar sistemasi:
2. Tanlangan koordinatalar sistemasiga nisbatan tekis shaklning harakat
tenglamalari tuziladi.
3. Tuzilgan tenglamalardan foydalanib, tekis shakl nuqtalarining tezlik va
tezlanishlari topiladi.
4. Tekis shakl oniy aylanish markazi yuqorida bayon qilingan usullardan
foydalanib topiladi va oniy markazdan foydalanib, nuqtalaring tezliklari topiladi.
5. Tekis shakl bitta nuqtasining tezlanishi va bu nuqta atrofidagi aylanma
harakat burchak tezligi va burchak tezlanishi berilgan bo’lsa, tezlanishlar oniy
markazi topiladi.
6. Tezlanishlar oniy markazigdan foydalanib, tekis shakl nuqtalarining
tezlanishlari topiladi.
2.1.Harakat tenglamalariga oid masalalar
1-masala. (И.В. Мешчерский). AB sterjenning A uchi  o’zgarmas tezlik
bilan to’g’ri chiziqli yo’naluvchida sirpanadi va bunda sterjen harakat vaqtida D
shkiftga tayanadi. Sterjen va uning B uchi harakat tenglamalari yozilsin. Sterjen
uzunligi
 ga
teng;
shkif
to’g’ri
chiziqli
B
yo’naltiruvchidan H balandlikda o’rnatilgan.
y
Harakatning boshlanishida sterjenning A uchi
D
qo’zg’almas koordinatalar sistemasi boshi O
H
nuqta bilan ustma-ust tushadi; OC  a . A nuqta
qutb deb olinsin (184-shakl).
A
O
Yechish. Berilganlar shaklda ko’rsatilgan.
Sterjenning A qutb atrofida aylanish burchagini
340

a
184-shakl
C
E
x
 bilan belgilaymiz. A nuqta x o’qi bo’ylab to’g’ri chiziqli harakat qilgani uchun
hamma vaqt y a  0 . Endi x A koordinatasini topamiz. Shakldan va A nuqta  tezlik
bilan tekis harakat qilgani uchun
x A  OA    t
bo’ladi.
Shakldan:
H
 tg ;
AC
tg 
AC  a   t ;
H
H
bundan   arctg
.
a  t
a  t
B nuqtaning koordinatalarini topamiz:
cos  
AE   cos  ,
OA   t;
xB  OA  AE ,
1
1  tg 2

a  t
(a   t ) 2  H 2
,
natijada
xB   t 
a  t
,
H 2  ( a  t ) 2
y B  BE   sin   
H
2
H  ( a  t ) 2
.
2-masala (И.В. Мешчерский 15.7). To’g’ri chiziqli yo’naltiruvchi bo’ylab
sirpanuvchi A va B nuqtalar  uzunlikdagi AB sterjen bilan biriktirilgan. A mufta
 A o’zgarmas tezlik bilan harakatlanadi. A muftani O nuqtadan harakatlana
boshlaydi deb hisoblab, AB sterjenning harakat tenglamalari yozilsin. Qutb uchun
A nuqta olinsin. BOA burchak    ga teng (185-shakl).
Yechish. A nuqtaning
x A , y A koordinatalarini
sistemasini shaklda ko’rsatilganday qilib
tanlaymiz.
topamiz. Koordinatalar
y
A
C

Shakldan:
x A  OA cos ; y A  OA sin 
yA
harakat qilgani uchun OA   At va demak
x A   At cos ;
B

A nuqta  A o’zgarmas tezlik bilan tekis
xA

O
185-shakl
y A   At sin  .
341
x
Endi  burchakni topamiz:
BC
 sin  ;
AB
natijada sin  
  arcsin
 At sin 
,

BC  y A   At sin  ,
bundan
y

 At sin 
.

C

3-masala (И.В. Мешчерский 15.2). Radiusi
R bo’lgan g’ildirak gorizontal to’g’ri chiziq bo’ylab

O
sirpanmasdan g’ildiraydi. G’ildirak markazi C ning
x
186-shakl
tezligi o’zgarmas va  ga teng. G’ildirak bilan
bog’langan y o’q boshlang’ich paytda vertikal bo’ylab, qo’zg’almas  o’q shu
paytda g’ildirakning C markazi orqali o’tadi. G’ildirakning harakat tenglamalari
aniqlansin. C nuqta qutb deb olinsin (186-shakl).
Yechish. Koordinatalar sistemasini shaklda ko’rsatilganday qilib tanlaymiz.
G’ildirakning C markazi  o’qiga parallel to’g’ri chiziq buylab  o’zgarmas tezlik
bilan tekis harakat qilgani uchun uning  koordinatasi o’zgarmas va R ga teng,
ya’ni C  R .
 koordinatasi esa quyidagiga teng:
C   t .
Endi  burchakni topamiz. G’ildirak  burchakka burilganda uning
chetidagi nuqtalar R ga teng yoy chizadi va g’ildirak markazining  t ko’chishiga
teng bo’ladi, ya’ni
R   t ,
bundan


t.
R
3. Darsda mustaqil yechish uchun masalalar
4-masala (И.В. Мешчерский 16.5.). Har birining radiusi r bo’lgan ikkita
bir xil disk A silindrik sharnir vositasida birlashtirilgan. I disk O qo’zg’almas
gorizantal o’q atrofida    (t ) qonunga binoan aylanadi. II disk A gorizantal o’q
atrofida    (t ) qonunga asosan aylanadi. O va A o’qlar rasm tekisligiga
342
perpendikulyar.  va  burchaklar vertikaldan soat strelkasi harakatiga teskari
yo’nalishda hisoblanadi. II disk C markazining tezligi topilsin (187-shakl).
Yechish. Shakldan foydalanib, C nuqtaning koordinatalarini topamiz:
xc  r sin   r sin  ,
y
(a)
yc   r cos   r cos .
I
(a)
tenglamalar
C
nuqtaning
Oxy
koordinatalar
O
sistemasiga nisbatan harakat tenglamalarini ifodalaydi.

r
A 
r
B
II
(a) tenglamalardan vaqt bo’yicha birinchi tartibli
hosilalarni olib, C nuqta tezligining proyeksiyalarini
C
187-shakl
topamiz, ya’ni
 cx  xc  r ( cos    cos ),
 cy  y c  r ( sin    sin  ).
C nuqta tezligining modulini topamiz:
 c  xc2  y c2   2  2  2 cos(  ) .
5-masala (И.В. Мешчерский 16.10.). AB to’g’ri chiziq rasm tekisligida
shunday harakatlanadiki, uning A uchi hamma vaqt
CAD yarim aylanada turadi, to’g’ri chiziqning o’zi

B
B
C
esa hamisha CD diametrning qo’zg’almas C
nuqtasidan o’tadi. OA radius CD ga tik bo’lgan
paytda to’g’ri chiziqning C nuqtaga mos kelgan

A
O
D
A
188-shakl
nuqtasining  c tezligi aniqlansin; A nuqtaning shu
paytdagi tezligi 4 m/c ga teng.
Yechish. A nuqtaning tezligi aylana radiusiga perpendikulyar bo’lib, harakat
yo’nalishi tomonga yo’nalgan bo’ladi. B nuqtaning tezligi esa AB sterjen bo’ylab
yo’nalgan bo’ladi. Proyeksiyalar haqidagi teoremaga asosan, A va B nuqtalarning
AB to’g’ri chiziqdagi proyeksiyalari teng bo’lishi kerak, ya’ni


пр AB A  пр AB B

2m
m
m
пр AB A   A cos 450  4 
 2 2  2,83 .
2 c
c
c

пр AB A   B .
343
x
Demak,
 B  2,83
m
.
c
6-masala (И.В. Мешчерский 16.15). Krivoship mexanizmida krivoship
uzunligi OA=40 sm, shatun uzunligi
AB=2m; krivoship 6
рад
burchak tezlik
с
A
II
O
bilan bir tekis aylanadi. AOB burchak
III
M

I

turlicha: O; ;  , 3  2 ga teng bo’lgan
2
B
189-masala
IV
hollar uchun shatunning burchak tezligi
 va shatun o’rtasidagi M nuqta tezligining qancha bo’lishi topilsin (189-shakl).
Yechish. I holat uchun a) shaklda tasvirlangan sxema mos keladi.

A
I.
O

A

M

B


M
II.
B
M
A
a)
A
O
A
M

III.
M

B
B
B

B
B
O

M
B
O

A

IV.
A
M

M

A
Bu holda shaklning oniy aylanish markazi B nuqta bo’ladi. A nuqtasining tezligini
topamiz:
 A  OA   ,
oniy aylanish markaziga nisbatan
 A  AB  B .
Bu ikki tengliklardan:
344
B 
OA
1
6 рад
  
.
AB
5
5
с
B oniy aylanish markaziga nisbatan M nuqtaning tezligini topamiz:
1
рад
см
 M  BM   B  100см  6
 377
.
5
с
с
II hol uchun  



. Bu holda  A tezlik bilan  B tezliklar parallel. Demak,
2
AB shatun ilgarilanma harakat qilar ekan. Shuning uchun uning hamma
nuqtalarinig tezliklari bir xil bo’ladi, ya’ni
 M   A  OA    40  6
см
см
 754
.
с
с
Shakl ilgarilanma harakatda bo’lagni uchun uning oniy aylanish burchak
tezligi  P  0 .
III. Bu holga    . Bu holda shakl B nuqtasining tezligi nolga teng va oniy
aylanish markazi B nuqtada bo’ladi. A nuqtaning tezligini topamiz:  A  OA   ,
oniy aylanish markaziga nisbatan:
 A  AB  B .
Bulardan:
B 
OA
6 рад
 
.
AB
5
с
M nuqtaning tezligini topamiz:
1 рад
см
 M  BM   B  100см  
 377
.
5
с
с
IV.  
3
. Bu holda ham AB shatun ilgarilanma harakatda bo’lgani uchun
2
oniy burchak tezligi nolga teng.
 M   A  OA    40см  6
см
см
 754
.
с
с
7-masala (И.В. Мешчерский 16.21). Shatunli ABCD to’rt zvenolikda
yetakchi AB krivoship   6
рад
o’zgarmas burchak tezlik bilan aylanadi. AB
с
krivoship bilan BC sterjen bir to’g’ri chiziqda yotgan paytda CD krivoship va BC
sterjenning oniy burchak tezliklari topilsin; BC  3 AB (190-shakl).
345
C
B
BC
B
a)
0
0
b)
A
D
B
A
190-shakl
Yechish. Qaralayotgan holda B nuqta tezligidan chiqarilgan perpendikulyar
C nuqtadan o’tadi, demak, C nuqta shaklning oniy aylanish markazi bo’ladi. A
doimiy aylanish markaziga nisbatan B nuqtaning tezligini topamiz:
 B  AB  0
AB
AB
  BC 
0 
0
 B  BC   BC
BC
3 AB
yoki
1
рад
рад
 BC  6
 2
.
3
с
с
Qaralayotgan onda C nuqtaga nisbatan DC sterjen tinch holatda bo’ladi,
shuning uchun CD  0 .
8-masala. (И.В. Мешчерский 16.32.). Rasmda harakatlarni qo’shadigan
mexanizm tasvirlangan. O’zaro parallel ikkita 1- va 2-reykalar  1 va  2 o’zgarmas
tezliklar bilan bir tomonga harakatlanadi. Reykalar orasida r radiusli, reykalar
bo’ylab sirpanmay dumalaydigan disk qisilgan. Diskning C o’qiga mahkamlangan
3 reykaning tezligi 1 va 2 reykalar tezliklari yig’indisining yarimiga tengligi
ko’rsatilsin. Shuningdek, diskning burchak tezligi topilsin (191-shakl).
Yechish.
Masalani
yechish
1
uchun
sxema
191a-shaklda

1

1
B
O
3
O

0

2
A
b)
a)
2

2
346
P
P
191-shakl
rasmda

0
C
tasvirlangan. Uchburchaklar o’xshashligidan:
 1 PB
,

 2 PA
PB  PA  2r ,
 1 PA  2r
,

2
PA
PB  1
  ,
PA  2
PB 
1
PA ,
2
1
PA  PA  2r
2
bundan PA 
2r 2
,
 1  2
a) Shakldan:
v1  PB P   P 
PB  PA  2r 
1
.
PB
2 r 2
2r  2
.
 2r 
 1  2
 1  2
Natijada
P  1 :
2r 1  1 
.

 1  2
2r
2.3. Tekis shakl nuqtalarining tezlanishlarini topishga doir masalalar
9-masala. (И.В. Мешчерский 18.4.). 4-masalaning shartlari bajarilganda
II disk C va B nuqtalarining tezlanishlari topilsin.
Yechish. 4-masalada C nuqtaning harakat tenglamalari tuzilgan, usha
tenglamalardan tezlanishning koordinata o’qlaridagi proyeksiyalarini topamiz:
WCX  xC  r ( cos    2 sin    cos   2 sin ),
Wcy  yC  r (sin    2 cos    sin   2 cos ).
B nuqta tezlanishini topish uchun 4-masala shaklidan foydalanib, harakat
tenglamalarini tuzamiz.
xB  r sin   r sin   r cos ,
y B  r cos   r cos  r sin  .
Bu tenglamalardan tezlanishning proyeksiyalarini topamiz, ya’ni
 
 

WBX  xB  r  cos    2 sin   2 cos(  )  2 2 sin (  ),
4 
4 

 
 

WBY  yB  r  sin    2 cos   2 sin(  )  2 2co s (  ).
4 
4 

To’la tezlanishi
347
2
WB  WBX
 WBy2  xB2  yB2
formula bilan topiladi.
10-masala (И.В. Мешчерский 18.20.). Mustahkam biriktirilgan AME
y
P
A

A



O

WM
C
 (n )
WMA
B

 ( )
WMA
N
M

B
192-shakl
to’g’ri burchak shaklidagi mexanizm shunday harakatlalanadiki, bunda A nuqta
har doim Oy qo’zg’almas o’qda qoladi, boshqa ME tomoni esa, aylanuvchi B
sharnir orqali o’tadi. Masofa MA  OB  a . A nuqtaning  A tezligi o’zgarmas. M
nuqtaning tezlanishi  burchakning funksiyasi sifatida aniqlansin (192-shakl).
Yechish. Tekis mexanizmning A va B nuqtalarining tezliklaridan
perpendikulyar chiqarib, P oniy aylanish markazini topamiz. Bu markazga
nisbatan:
 A  AP bundan  
A
.
AP
(a)
Shakldan:
cos  
ON 
CP MB

,
AP AP
bundan
a sin 
,
1  sin 
cos  
AP 
MB
,
cos 
NB  OB  ON 
MB
a cos  )
 MB 
,
NB
1  sin 
AP 
(b)
a
,
1 sin 
a
.
1 sin 
Burchak tezlikdan vaqt bo’yicha bir marta hosila olib burchak tezlanishini
topamiz:

 A (1  sin  )

     ( A ) 2 cos  (1  sin  ) .
a
a
348
Shaklning A nuqtasi vertikal to’g’ri chiziq bo’ylab o’zgarmas tezlik bilan
harakatlangani uchun uning tezlanishi nolga teng, shuning uchun tezlanishlar oniy


(n )
( )
markazi deb A nuqtani olamiz. Shu A nuqtaga nisbatan M nuqtaning WMA
, WMA
,

W A tezlanishlarini topamiz.
( n)
WMA
 AM 2  a
( n)
MA
W
 A2 (1  sin  ) 2  A2

(1  sin  ) 2 ,
2
a
a
 A2 cos2  (1  sin  ) 2  A2
 AM   a

cos2  (1  sin  ) 2 .
2
a
a
To’la tezlanishni topamiz:
2
2
(n)
( )
W  (WMA
 (WMA

3
 A2 2
(1  sin  ) 2 .
a
Endi tezlanishning yo’nalishini topamiz:





 sin 2
cos  sin
1  tg
 cos  (1  sin  )
2
2 
2
2 
2.
tg  2 

2






(1  sin  )
(cos  sin ) 2 cos  sin
1  tg
2
2
2
2
2
cos 2
yoki
 
tg  tg (  )
4 2
bundan

 
 .
4 2
11-masala (И.В. Мешчерский 18.23). G’ildirak vertikal tekislikda
og’ma to’g’ri chiziqli yo’lda sirg’anmay g’ildiraydi. Ikkita o’zaro perendikulyar
diametrlardan biri relsga parallel bo’lgan paytda ular uchlarining tezlanishlari
topilsin; shu paytda g’ildirak markazining tezligi  0  1m / c , tezlanishi W0  3 м / с 2 ;
g’ildirak radiusi R  0,5 м (193-shakl).
Yechish. Masalani tezlanishlar oniy markazidan foydalanib yechamiz.
G’ildirakning oniy aylanish markazi uning rels bilan urunish nuqtasi M 1 nuqtada
bo’ladi. O nuqtani qutb deb olsak, g’ildirakning aylanish burchak tezgligi
349
M3
M4
a)
O

0
M4

W0

W1
M2

W4

W3
O

Q
M1
M1
M3

W2
b)
M2
193-shakl

0 1м / с
1

2 .
R
0,5
с
(a)
bo’ladi.
G’ildirak
markazining tezlanishi qutb
nuqtaga
nisbatan urinma
tezlanishni beradi, shuning uchun
W0 3 м / с 2
1


6 2 .
R
0,5
с
(b)
Endi  burchakni topamiz:
tg 

6 3
  .
2

4 2
O nuqta tezlanishining musbat yo’nalishi bilan  burchak tashkil
qiluvchi yarim to’g’ri chiziqni olamiz va bu yarim to’g’ri chiziqda O nuqtadan
boshlab uzunligi
OQ 
W0
 2  4
ga teng kesmani ajratamiz. Q nuqta tezlanishlar oniy markazi bo’ladi.
3м / с 2
3
OQ 

м.
1
36  16 с2 2 13
(b)
OQM1 dan QM 1 masofani topamiz:
QM 1  R 2  OQ 2  2  OQ  R cos(900   ) 
350
1 9
3 1
  2
 sin  ,
4 52
2 13 2
tg
sin  
2
3
2

1  tg 
1
9
4

3
.
13
Natijada,
QM 1 
22 9
1


м.
55 26
13
Q markazga nisbatan M 1 nuqtaning tezlanishi quyidagicha hisoblanadi.
W1  QM 1  2   4 .
Demak,
W1 
1
м
 36  16 2  2 м / с 2 .
с
13

W1 tezlanish M 1Q kesma bilan  burchak tashkil qiladi.
Endi QM 2 masofani topamiz:
QM 2 
1 9
1 3
  2 
cos  ,
4 52
2 2 13
cos  
QM 2 
1
1  tg 2 

2
,
13
22 3
10
 
52 13
52
Natijada,
W2  QM 2  2   4 
10
 52  3,16 м / с 2 .
52
Xuddi shunday
QM 3 
1 9
1
3
22
3
10

2 
cos(90 0   ) 

sin  
м,
4 52
2 2 13
52 2 13
13
W3  QM 3  2   4 
QM 4 
10
м
 52 2  6,32 м / с 2 .
с
13
22
1 3
22
3
22 3
34
2
cos(180 0   ) 

cos  


м,
52
2 2 13
52 2 13
52 13
52
351
W4  QM 4  2   4 
34
м
 52 2  5,83 м / с 2
с
52
2. Masalalar yechishga doir uslubiy tavsiyalar.
1. Moddiy nuqta dinamikasining birinchi masalasini quyidagi tartibda
yechish tavsiya etiladi:
1. Masalani yechish uchun mos koordinatalar sistemasi tanlanadi.
2. Berilgan kuchlar shaklda tasvirlab olinadi.
3. Nuqtaning berilgan harakat tenglamalaridan tezlanishning proyeksiyalari
topiladi.
4. Agar nuqtaning harakat tenglamalari berilmagan bo`lsa, masalaning
shartlaridan foydalanib, hatakat tenglamalari tuziladi.
5. (5.2), (5.3) va (5.4) formulalardan foydalanib kuchni mos o’qlardagi
proeksiyalari, moduli va yo`nalishi topiladi.
1.“Qattiq jismning tekis parallel harakati”mavzusiga
doir asosiy tushunchalarni takrorlash va mustahkamlashga doir
SAVOLLAR.
1. Qattiq jismning qanday harakatiga tekis parallel harakat deyiladi? Misollar
keltiring.
2. Oniy aylanish markazi deb qanaqa nuqtaga aytiladi?
3. Tekis shaklning qaysi nuqtasiga tezliklarning oniy markazi deyiladi?
4. Tekis shakl nuqtasining tezligi qanday aniqlanadi?
5. Tekis shakl nuqtasi tezligini aniqlashga doir qanday usullarni bilasiz?
6. Tekis shakl nuqtasining tezlanishi qanday aniqlanadi?
7. Tezlanishlarning oniy markazi qanday aniqlanadi?
8. Qo`zg`aluvchan va qo`zg`almas sentroidalar deb nimaga aytiladi?
352
353
Download