Mexanikaning fizikaviy asoslari

DEFORMATSIYALANUVCHI QATTIQ JISM TERMODINAMIK POTENSIALLARI
(bunda erkin energiya ichki energiya va Gibbes potensiallari tahlillari beriladi)

Reja:

1. Mexanikada ko‘p foydalaniladigan modellar
2.Qattiq jismni ilgarilanma harakati
3.Qattiq jism aylanma harakatini dinamikasida kuch momenti

1. Mexanikada ko‘p foydalaniladigan modellar

Mexanikada ko‘p foydalaniladigan modellardan yana biri absolyut qattiq jism tushunchasidir. Absolyut qattiq jism deb, hech qanday holatda ham deformatsiyalanmaydigan, boshqacha aytganda, har qanday kuch ta’sirida ham istalgan ikkita nuqtasi orasidagi masofa o‘zgarmay qoladigan jismga aytiladi. Shuni nazarda tutish kerakki, tabiatda absolyut qattiq, ya’ni mutlaqo deformatsiyalanmaydigan jismlar yo‘q.

Qattiq jismning har qanday harakatini ikkita asosiy harakat turiga – ilgarilanma va aylanma harakatlarga ajratish mumkin.
Ilgarilanma harakat – bu shunday harakatki, bunda harakatlanayotgan jism bilan bog‘langan istalgan to‘g‘ri chiziq harakat davomida o‘ziga parallelligicha qoladi (1-rasm).



1-rasm.

Boshqacha qilib aytganda, ilgarilanma harakatda jismning barcha nuqtalarining bir xil vaqt oraliqlarida ko‘chishi kattalik va yo‘nalish jihatidan bir xil bo‘ladi, shu sababli barcha nuqtalarning tezligi va tezlanishi vaqtning har bir momentida bir xil bo‘ladi. Shuning uchun ilgarilanma harakat jismning bitta nuqtasining – uning massa markazining harakati deb qarash mumkin. Bunda biz jismning butun massasi uning massa markazida to‘plangan deb hisoblashimiz kerak.

Barcha jismlarning massasi markazlari ularning og‘irlik markazlari bilan ustma-ust tushadi.
Jismlarning og‘irlik markazini quyidagicha usul bilan aniqlash mumkin. Ma’lumki, har qanday jism juda ko‘p mayda qismlardan iborat. Shunday qismlarning har biriga Yerning markaziga tomon yo‘nalgan og‘irlik kuchi ta’sir qiladi. Yerning o‘lchami katta bo‘lgani uchun bu kuchlarni bir-biriga parallel deb hisoblash mumkin. Binobarin, har qanday jismga juda ko‘p parallel kuchlar ta’sir qiladi. Bu kuchlarning teng ta’sir etuvchisi jismning butun og‘irligini ifodalaydi. Parallel kuchlarni qo‘shish qoidasidan foydalanib, kuchlarning teng ta’sir etuvchisini topish mumkin.
Jismning har bir ayrim qismiga ta’sir etuvchi og‘irlik kuchlarining teng ta’sir etuvchisi qo‘yilgan nuqta og‘irlik markazi bo‘ladi. Binobarin, og‘irlik kuchi qo‘yilgan nuqta jismning og‘irlik markazi deyiladi.
2-rasmda bir jinsli (ya’ni butun uzunligi bo‘yicha ko‘ndalang kesimi bir xil bo‘lgan va bir xil moddadan yasalgan) metall tayoqchaning ayrim qismlarida ta’sir etuvchi parallel kuchlar va ularning teng ta’sir etuvchisi bo‘lgan og‘irlik kuchi qo‘yilgan nuqta (og‘irlik markazi) ko‘rsatilgan.
Agar jism bir jinslimas (yoki simmetriya markaziga ega bo‘lmasa) va yassi bo‘lsa, uning og‘irlik markazini tajriba yo‘li bilan aniqlash mumkin. Buning uchun jismning ikki nuqtasidan navbatma-navbat osiladi va bu nuqtalardan vertikallar o‘tkaziladi (2 b-rasm). Vertikallarning kesishish nuqtasi yassi jismning og‘irlik markazi bo‘ladi.

a) b)
2-rasm.

Osish usulidan foydalanib, istalgan shakldagi yassi jismning og‘irlik markazini amaliy ravishda topish mumkin. 3-a)-rasmda ixtiyoriy shakldagi jismning og‘irlik markazi va osish nuqtalaridan o‘tkazilgan vertikal chiziqlar kesishgan nuqtasida yotishi tasvirlangan.

a) b)
3-rasm.
Aylanma harakat vaqtida jismning barcha nuqtalari markazlari aylanish o‘qi deb ataluvchi birdan-bir chiziqda yotuvchi aylanalar bo‘ylab bir xil burchak tezlik bilan harakatlanadi (3 b)-rasm). Aylanma harakatni tavsiflash uchun aylanish o‘qining fazodagi vaziyatini, jismning vaqtning har bir paytidagi burchak tezligini bilish kerak bo‘ladi.
Aylanma harakat – bu shunday harakatki, bunda qattiq jismning hamma nuqtalari markazlari bir to‘g‘ri chiziqda yotadigan aylanalarni chizadi. Bu to‘g‘ri chiziq aylanish o‘qi bo‘ladi (3 b-rasm).