у осі бойынша
0 = N0 - Mg - FД cosα.
|
(4)
|
Жүйені шешкен кезде
екенін ескеру қажет.
(1) және (2) теңдеулерін бірге шешкенде, N = екенін ескере отырып ((3), (5) теңдеулерін қарау), алатынымыз:
а0 =
Кесектің х осін жағалай қозғалуы кезіндегі үдеуін табайық.
а1 + а0 = а2
теңдеуін х осі үшін түрлендіріп, алатынымыз
-а1cosα + a0 = a2x.
(1) теңдеуін ескерсек, осдан
a2x = -
Бұнда жоғарыдағы а0 мәнін қойсақ, алатынымыз:
a2x = -
Сынадан ағаш кесекке әрекет ететін реакция күшін анықтайық,
N =
Сынаға ағаш кесектен кері қарай бағытталған және мәні бойынша N-ға тең қысым күші әсер етеді
FД=
Сандық мәндерді қойсақ, алатынымыз:а0 = 1,3 м/с2, а2х = - 3,9 м/с2, N = FД= 7,8 Н
Массасы m2= 10 кг платформаның үстінде массасы m1 = 40 кг жүк жатыр. Жүк пен платформа арасындағы үйкеліс коэффициенті k1=0,2, платформа мен жол арасындағы үйкеліс коэффициенті k2=0,15. Жүк платформа үстімен сырғанауы үшін, платформаға қандай горизонталь күшпен әрекет ету қажет?
Шешуі.Платформа мен жүк арасында үйкеліс болмаған жағдайда платформа жүктің астынан сырғанап кетер еді.Бұл кезде жүк платформаға байланысты солға қозғалар еді. Егер үйкеліс бар болса, жүкке платформадан кері қарай, яғни оңға қарай бағытталған үйкеліс күші әрекет етеді.
Жүкке үйкеліс күші Fүйк1, ауырлық күші m1g және нормаль реакция күші N1 әрекет етеді. Платформаға F күші, жүк жағынан үйкеліс күші Fүйк1, жол жағынан үйкеліс күші Fүйк2, нормаль реакция күші N2, ауырлық күші m2g және жүк жағынан нормаль қысым күші FД әрекет етеді. Есепті Жерге байланысты санақ жүйесінде шешеміз. Егер платформаның Жерге байланысты санақ жүйесіндегі үдеуі a2 болса, онда бұл санақ жүйесіндегі жүктің үдеуі
а1 = асал + а2,
бұндағы асал – платформаға байланысты жүктің үдеуі.
Ньютонның екінші заңының теңдеуін жазайық:
жүк үшін
m1(асал + а2) = m1g + N1+ Fүйк1;
платформа үшін
m2a2 = F + m2g + N2+ Fүйк2 + F´′үйк1 + FД
және Ньютонның үшінші заңынан алынатын теңдік:
F´′үйк1 = -Fүйк,
FД = -N1.
Скаляр теңдеуге ауысы береді:
Жүк үшін
х осі бойынша
m1(асал + а2) = Fүйк1,
|
(1)
|
у осі бойынша
платформа үшін
х осі бойынша
m2а2= F - Fүйк2 - F´′үйк1
|
(3)
|
у осі бойынша
Сонымен қатар
F´′үйк1 = Fүйк1,
FД =N1.
Жүктің платформаға сәйкес жылжуы кезінде асал оң жақ бағытты таңдаған кезде нөлден бастаған өте жақсы, асал < 0 (жүк тек қана сол жаққа жылжиды).
F, күшінің мәнін тапсақ, асал < 0. Бұл үшін (3) теңдеуді қоямыз
Fүйк2 = k2N2.
Қарапайым қайта құрамдардан кейін, теңдіктерді ескерген жағдайда (4), (6) и (2), теңдеу (3) мынадай болады:
m2а2 = F - k2 (m2g + m1g) - Fүйк1.
Бұл теңдеу мен (1) теңдеуді шеше отыра, алатынымыз:
асал =
Жылжыған кезде жүкке әсер етуші үйкеліс күші, қозғалыстың үйкеліс күші де болады. Сондықтан
Fүйк1 = k1N1 = k1m1g.
Жылжыған кезде
асал =<0,
онда
k2m12g + k2m1m2g + k1m1g (m1+m2) - Fm1<0,
немесе
F>g (m1+m2) (k1+k2).
Егер F тең сіздікті қанағаттандыратын болса, онда жүк платформа бойымен сырғанайды. Сандық берілгеннің тоқтағанынан кейін алатынымыз F> 172 Н.
Екі пружинаның қаттылығы k1 = 500 H/м и k2 = 700 Н/м өзара байланысқан. Алынған жүйенің қаттылығын анықтау керек. Пружина салмағын санамағанда.
Шешуі. Бұл жүйеге F күшін келтіреміз (сурет 36)
F сыртқы күшітің әсерінен серіппе өзгереді. Δх1 – жоғары серіппенің абсолюттік өзгеруі, Δх2 – төменгі серіппенің өзгеруі болсын, серіппелер кезекпен орналасқандықтан 2 серіппеден тұратын барлық жүйенің абсолюттік өзгеруі Δх= Δх1 + Δх2тең болады.
Гук заңына сәйкес
F = kΔх= k (Δх1 + Δх2),
мұндағы k - берілген жүйенің анықталатын қатаңдығы. Әрбір серіппенің жеке-жеке өзгеруін қарастырып,
F1 = k1Δх1,
F2 = k2Δх2
деп жазуға болады.
Кез келген жағдайда пайда болған ауадағы серіппенің серпімділік күші сыртқы күшке тең болады.
Сондықтан, F1 = F2 = F. Осыдан
Δх1= Δх2 =
Әрі қарай
F = k (Δх1 + Δх2) = k
немесе
k =
Берілген санды қойсақ k = 2,9·102 Н/м.
1.Әлдебір ғаламшардың тығыздығы 3·103 кг/м3. Ғаламшар шар тәріздес. Экватор дененің ауада қалықтауы үшін, ғаламшарды өз осінен айналу кезеңі неге тең?
Шешуі: Дененің салмағы-горизанталды тіреуге дененің түсіретін күші (немесе созылады). Экватордағы дене ғаламшарымен бірге өз осінен айналуға қатысады. Сондықтан ғаламшардан тыс қозғалыссыз бақылаушыға қатысты дене радиус бойымен бұрыштың жылдамдықпен қозғалады.Денеге әсер ететін күштер (ауырлау күші,тіреу жағынан әсер етуші күші) қатысты тездетуді қажет ететін күшке тең болу керек.
Ньютон заңының екінші теңдігін жазайық
Ньютонның үшінші заңы бойынша N= - FД.
Егер дене экваторда қалықтап жүрсе, ол
FД = N= 0.
Онда (1)теңдік мына түрде болады:
Бірақ M = бұл жазуларды (2) қойсақ,
Т=
сандарды қойғанан кейін Т=6856 с (≈2 сағ).
ФИЗИКА ПӘНІНЕН ЭКСПЕРИМЕНТТІК ЕСЕПТЕРДІ ШЫҒАРУДЫҢ ӘДІСІ
3.1 Физика пәнінен эксперименттік есептерді шығарудың (түсініктемесі) тұжырымдамасы
Физика міндеттері өрнек жағдай. Айтпақшы төрт негізгі түрге бөлінеді :
мәтіндік;
эксперементтік;
графикалық;
міндет - суреттері.
Орта мектепте физика курсының зерттеу негізгі міндеттері мыналар болып табылады: студенттерге физика білімі мен таным оның әдістерін жүйесін беруге. Физика білім әдістері эксперименттік және теориялық болып табылады. Эксперименттік әдіс білім меңгеру тәжірибелік проблемаларын шешуде студенттерді үйрету көмектеседі. Эксперименттік және эксперимент мекен-жайы бойынша қажет мөлшерде анықтау құралы болып табылатын проблемаларды. Бұл сұраққа немесе жағдайына сәйкес жасалған есептеулер тексеру құралы жауап береді.
By эксперименттік міндеттерін эксперимент байланысты осындай тапсырмаларды қамтиды: физикалық құбылыстарды, физикалық өлшеу еріп физикалық процестерді бақылау, жинақтау өндірісін, электр тізбектерінің бақылау. Бұл мәселені шешу үшін , ең алдымен, оны ақтауға ұсынамыз, содан кейін тәжірибе тексеру және қорытынды жасай үшін пилоттық болуы тиіс. Эксперименттік есептерді шешу, физика студенттердің қызығушылық дамуына ықпал сыныптағы өз қызметін арттырады, құбылысты байқауға қабілетін оқыту,теориялық білімді қатысуымен, оны талдау. Ғылыми-зерттеу дағдыларын сатып эксперименттік міндеттерді тәуелсіз шешім шәкірт, сапалы проблемасын талдау және шешу қабілетіне қалыптастырады. Үлкен дәрежеде эксперименттік проблемаларды шешу әдістері оларды шешу эксперимент рөлін байланысты. Анық, олардың ерекшелігіне пайдасына эксперименттік проблемаларды басқа түрлері және сондықтан техника шешімдер, және дизайн өз ерекшеліктері бар.
Шешім және мәселенің реттеу эксперименттік сипаттағы орындау мынадай элементтерден тұрады: мәселенің мәлімдеме, өлшеу шарттарын талдау, есептеу, жауапты эксперименттік тексеру. Эксперименттік есептерді шешу үшін келесі алгоритм пайдалануға болады.
Мәселенің тұжырымы. Үстелінде бар, болады таразы, салмағы, ауқымды бар, су контейнер, құм. Оны шарлау кезінде банктің шыңы ұстанымын қамтамасыз ету үшін сәл құм малып. Ол суға батыруға кезде кен банктер тереңдігін анықтау. Бұл жағдайда, мәселенің жай-күйі мәселе астында айдарында бар сурет көрсетілуі мүмкін.
Анализ. Ваннаға ұзақ құм оған әсер ететін ауырлық күшіне ретінде суға батыруға болады, төменде жағалауында су актерлік жайнақы күшімен теңестіруге. Бұл жағдайда, FA=F себебі содан кейін қоныс FA дене сұйықтықтың салмағына тең күші FA=gBVB, VB - банктердің тиелген бөлігінде көлемі , B - су тығыздығы .
Базасын суасты бөлігін көлемі су (h) батыру тереңдігі ауданы (S) көбейтіндісіне тең. Демек,
Теңдеу (1) су тығыздығы және із банктер, құм банктердің салмағы білу қажет мәселені шешу үшін екенін көрсетеді.
Өлшеулер. Бір динамометр пайдаланып құм банктердің салмағын F өлшейміз. Ұзындығы l және негізінді ені өлшеңіз S=la.
Судың тығыздығы B = 1 г/см3.
Эксперименттік тексеру. Тәжірибесі мен кейінгі есептеулер табылған тік түсті желісі банк ескерту кірістіру тереңдігі ,және сумен контейнерге салыңыз.Тәжірибе батыру тереңдігі табылған құны сәйкес келеді екенін көрсетеді.
Достарыңызбен бөлісу: |
