Tinchlik, sirpanish va aylanma ishqalanish kuchlarining ishi. Formulalar va masalalarga misollar

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

Fizikaning maxsus bo'limida - dinamikada jismlarning harakatini o'rganishda ular harakatlanuvchi tizimga ta'sir qiluvchi kuchlarni hisobga oladilar. Ikkinchisi ham ijobiy, ham salbiy ishni bajarishi mumkin. Ushbu maqolada ishqalanish kuchi nima ekanligini va u qanday hisoblanishini ko'rib chiqing.

Fizikadagi ish tushunchasi

Fizikada "ish" tushunchasi bu so'zning oddiy g'oyasidan farq qiladi. Ish deganda, kuch vektorining skalyar ko'paytmasiga va tananing siljish vektoriga teng bo'lgan jismoniy miqdor tushuniladi. Faraz qilaylik, F¯ kuchi ta'sir qiladigan biror jism bor. Unga boshqa kuchlar taʼsir qilmagani uchun uning siljish vektori l¯ F¯ vektori yoʻnalishi boʻyicha mos tushadi. Bu vektorlarning skalyar ko'paytmasi bu holda ularning modullari mahsulotiga mos keladi, ya'ni:

A=(F¯l¯)=Fl.

A qiymati ob'ektni l masofaga siljitish uchun F¯ kuchi tomonidan bajarilgan ishdir. F va l qiymatlarining o'lchamlarini hisobga olgan holda, SI tizimida ish metr boshiga nyutonlarda (Nm) o'lchanganligini aniqlaymiz. Biroq, birlikNm o'z nomiga ega - bu joule. Demak, ish tushunchasi energiya tushunchasi bilan bir xil. Boshqacha qilib aytganda, agar 1 nyutonlik kuch jismni 1 metr harakatlantirsa, u holda tegishli energiya sarfi 1 joulga teng.

Ishqalanish kuchi nima?

Ishqalanish kuchining ishi haqidagi savolni o'rganish, agar biz qanday kuch haqida gapirayotganimizni bilsangiz mumkin. Fizikada ishqalanish - bu yuzalar aloqa qilganda bir jismning boshqa jism yuzasida har qanday harakatini oldini oladigan jarayon.

Agar biz faqat qattiq jismlarni hisobga olsak, ular uchun ishqalanishning uch turi mavjud:

• dam olish;
• slip;
• turma.

Bu kuchlar tegib turgan yuzalar oʻrtasida taʼsir qiladi va har doim jismlarning harakatiga qarshi yoʻn altiriladi.

Tinch ishqalanish harakatning oʻziga toʻsqinlik qiladi, sirpanish ishqalanish harakat jarayonida, jismlarning sirtlari bir-birining ustiga siljishida namoyon boʻladi va sirtda aylanayotgan jism bilan sirtning oʻzi oʻrtasida aylanma ishqalanish mavjud.

Statik ishqalanish taʼsiriga togʻ yonbagʻrida qoʻl tormozi boʻlgan avtomobil misol boʻla oladi. Sürgülü ishqalanish chang'ichi qor ustida harakat qilganda yoki skeyter muz ustida harakat qilganda o'zini namoyon qiladi. Nihoyat, avtomobil g'ildiragi yo'lda harakatlanayotganda aylanma ishqalanish ta'sir qiladi.

Har uch turdagi ishqalanish kuchlari quyidagi formula yordamida hisoblanadi:

F_t=µ_tN.

Bu yerda N tayanch reaksiya kuchi, µ_t ishqalanish koeffitsienti. Kuch Ntayanchning sirt tekisligiga perpendikulyar bo'lgan tanaga ta'sirining kattaligini ko'rsatadi. µ_{t parametriga kelsak, u har bir ishqalanadigan materiallar, masalan, yog'och-yog'och, po'lat-qor va boshqalar uchun eksperimental ravishda o'lchanadi. O'lchangan natijalar maxsus jadvallarda to'planadi.}

Har bir ishqalanish kuchi uchun µ_{t koeffitsienti tanlangan materiallar juftligi uchun o'z qiymatiga ega. Shunday qilib, statik ishqalanish koeffitsienti toymasin ishqalanishdan bir necha o'n foizga kattaroqdir. O'z navbatida, aylanma koeffitsienti sirpanish koeffitsientidan 1-2 daraja kichikroq.}

Ishqalanish kuchlarining ishi

Endi, ish tushunchalari va ishqalanish turlari bilan tanishib, to'g'ridan-to'g'ri maqola mavzusiga o'tishingiz mumkin. Keling, barcha turdagi ishqalanish kuchlarini tartibda ko'rib chiqamiz va ular qanday ish qilishini aniqlaymiz.

Statik ishqalanishdan boshlaylik. Ushbu turdagi tana harakatsiz bo'lganda o'zini namoyon qiladi. Harakat bo'lmagani uchun uning siljish vektori l¯ nolga teng. Ikkinchisi statik ishqalanish kuchining ishi ham nolga teng ekanligini bildiradi.

Suyma ishqalanish, ta'rifiga ko'ra, faqat tana kosmosda harakatlanayotganda ta'sir qiladi. Ushbu turdagi ishqalanish kuchi doimo tananing harakatiga qarshi qaratilganligi sababli, u salbiy ish qiladi. A qiymatini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:

A=-F_tl=-µ_tNl.

Silma ishqalanish kuchining ishi tananing harakatini sekinlashtirishga qaratilgan. Bu ish natijasida tananing mexanik energiyasi issiqlikka aylanadi.

Turma ishqalanish, sirpanish kabi, tana harakatini ham o'z ichiga oladi. Dumalab ishqalanish kuchi salbiy ishni bajaradi, tananing dastlabki aylanishini sekinlashtiradi. Biz tananing aylanishi haqida gapirayotganimiz sababli, bu kuchning ishining qiymatini uning momentum ishi orqali hisoblash qulay. Tegishli formula quyidagicha yoziladi:

A=-Mth bu yerda M=F_tR.

Bu yerda th - aylanish natijasida tananing burilish burchagi, R - sirtdan aylanish o'qigacha bo'lgan masofa (g'ildirak radiusi).

Silma ishqalanish kuchi bilan bogʻliq muammo

Ma'lumki, yog'och blok eğimli yog'och tekislikning chetida joylashgan. Samolyot gorizontga 40o burchak ostida egilgan. Sirpanish ishqalanish koeffitsienti 0,4, tekislikning uzunligi 1 metr, barning massasi 0,5 kg ga to‘g‘ri kelishini bilib, sirpanish ishqalanish ishini topish kerak.

Suyma ishqalanish kuchini hisoblang. Bu teng:

F_t=mgcos(a)µ_t=0,59,81cos(40 ^{o)0, 4=1,5 N.}

Unda tegishli ish A boʻladi:

A=-F_{tl=-1,51=-1,5 J.}

Darjal ishqalanish muammosi

Ma'lumki, g'ildirak yo'l bo'ylab biroz masofaga aylanib, to'xtab qolgan. G'ildirakning diametri 45 sm. G'ildirakning to'xtashdan oldin aylanishlari soni 100. Dumalanish koeffitsienti 0,03 ga teng ekanligini hisobga olib, dumaloq ishqalanish kuchining ishi nimaga teng ekanligini topish kerak. G'ildirakning massasi 5 kg.

Avval dumalab ishqalanish momentini hisoblaymiz:

M=F_tR=µ_{tmgD/2=0,0359, 81 0, 45/2=0, 331 Nm.}

Agar g'ildirakning aylanishlar soni 2pi radianga ko'paytirilsa, u holda g'ildirakning aylanish burchagi th ni olamiz. Keyin ish formulasi:

A=-Mth=-M2pin.

Bu erda n - aylanishlar soni. Shartdan M momenti va n sonini almashtirib, kerakli ishni olamiz: A=- 207,87 J.