O`zbekiston respublikasi xalq ta‟limi vazirligi

Jismlarni muvozanati. Oddiy mexanizmlar.

Qadim davrlardan beri inson o'z mehnatini yengillashtirish yo'llarini qidiradi. Qurilishlar olib borishda og‗ir ustunlar, yo‘nilgan marmar toshlarni siljitish, ko'tarish uchun turli mexanik qurilmalardan foydalanib kelgan. Uch ming yil oldin qadimgi Misrda piramidalar qurilishida og‗ir tosh plitalarni richaglar yordamida bir joydan ikkinchi joyga siljitishgan va ancha balandga ko'tarishgan. Ko‗p hollarda og‗ir yukni biror balandlikka ko'tarish o'rniga uni shu balandlikka qiya tekislik bo‗yicha dumalatib yoki sudrab olib chiqishgan. Samarqand va Buxoro shaharlaridagi minoralar, madrasalar, saroy va masjidlar qurilishida yuklami bloklar, chig‗iriqlar yordamida ko'targanlar.
Turmushda, zavodlarda katta-katta metall taxtalarni kesadigan, shtamplaydigan stanoklarda, ko'tarma kran, yer qazuvchi, tekislovchi mashinalarda ham oddiy mexanizmlar bor. Bunday mexanizmlar zamonaviy audio va video apparaturalar, murakkab avtomatlarda ham uchraydi.
Oddiy mexanizmlar ishi bilan tanishsangiz, murakkab mashinalar tuzilishini tushunishingiz oson bo'ladi.
Jismlarning massa markazi va uni aniqlash. Muvozanat turlari. Quyidagicha tajriba o'tkazaylik. Kartondan qirqilgan qog‘oz olib, uning ixtiyoriy nuqtasidan igna yordamida ip o‗tkazaylik. Ipning ikki uchini shtativlarga bog'laylik. Bunda qog‘oz 5-rasmda ko‗rsatilgan holatda qoladi. Uni o‗z o‗qi atrofida biroz burib qo‗yib yuborilsa, yana dastlabki holatiga qaytadi. Endi qog‘ozning o'rtasidan ip o'tkazib yana shtativga bog'laylik (6-rasm). Bu holda qog‘ozni qancha aylantirib qo'ymaylik, qo'yilgan holatida o'zgarishsiz qolganligini ko'ramiz. Shu holatda
topilgan nuqtaga jismning massa markazi deyiladi. Jismning bu nuqtasida xuddi barcha massa to'plangandek bo'ladi.

2. 
   rasm
   

2. 
   rasm
   

Shunga o'xshash tajribalar yordamida aniqlanishicha, turli geometrik shaklga ega bo'lgan jismlarning massa markazlari quyidagicha bo'lar ekan:

Bir jinsli jismlarning (masalan, shar, sfera, doira va shu kabilaming) massa markazlari ularning geometrik markazlari bilan ustma-ust tushadi (7-rasm).

7. 
   - rasm
   

Agar jismlar ixtiyoriy yassi shaklga ega bo`lsa, uning massa markazini ikki nuqtasidan o`sish usuli bilan aniqlash mumkin. Bunda massa markazi A va В nuqtalardan o'tgan vertikal chiziqlar kesishgan nuqtada bo`ladi (8-rasm).

7. 
   -rasm
   

Jismlarni massa markazdan o'tgan o`qqa osib qo‗yilsa u muvozanatda uzoq muddat davomida qoladi. Agar jism muvozanatda bo`lsa, unga ta'sir qilayotgan barcha kuchlarning yig‘indisi nolga teng bo`ladi.
Jismni muvozanat holatidan chetga chiqarilganda, uni dastlabki vaziyatiga qaytaruvchi kuch hosil bo'ladigan muvozanatga turg'un muvozanat deyiladi (9 a - rasm).
Jismni muvozanat holatidan chetga chiqarilganda, uni muvozanat holatidan yanada ko'proq uzoqlashtiradigan kuch hosil bo'ladigan muvozanatga turg`unmas muvozanat deyiladi (9 b- rasm).




9-rasm.
Jismni muvozanat holatidan chetga chiqarilganda uning holatini o‗zgartiradigan hech qanday kuch hosil bo‗lmasa, muvozanat deyiladi(9 d - rasm).
Shunday tajriba o‗tkazaylik. Fizika darsligini olib, uning tagiga chizg‗ichni qo‗yaylik. Chizg‗ichni biruchidan sekin ko‗tara boshlaylik. Shunda chizg'ich stol bilan ma‘lum bir burchak hosil qilganda kitob ag‗darilib tushadi. Demak. jismning muvozanatda bo`lishi tayanch holatiga ham bog`liq ekan.
Tayanch yuzasiga ega bo'lgan jismning og‘irlik markazidan о ‘tkazilgan vertikal chiziq tayanch yuzasidan chiqib ketsa, jism ag'dariladi.
Demak. tayanch yuzasi qancha katta bo‗lsa. muvozanati shunchalik barqaror bo‗ladi.
Kuch momenti. Richag va uning muvozanat sharti. Quyidagicha tajriba o'tkazib ko‗raylik. G‗ildirakni olib, undan qo‗zg‗almas o‗q o'tkazaylik. G‗ildirak o‗qiga F kuchni 10-rasmda ko‗rsatilganidek ta'sir ettiraylik. G‗ildirak harakat qilmaydi. Endi shu kuchni 2 nuqtaga qo'yaylik. G‗ildirak harakatga keladi. F kuchni aylanish o‗qidan yanada uzoqroqqa qo'ysak. g'ildirak shunchalik tez aylanadi.

10 - rasm
Demak. aylanish o'qiga ega bo`lgan jismlaming harakati, faqat unga qo'yilgan kuch kattaligiga bog`liq boMmasdan, balki kuchni aylanish o'qidan qancha uzoqlikka qo^{`</sup>yilganligiga ham bog`liq bo`lar ekan.
Aylanish o‗qidan kuch qo<sup>`}yilgan nuqtagacha bo`lgan eng qisqa masofa kuch yelkasi deb ataladi. Bunda kuch yo‗nalishi bilan yelka o‗zaro tik yo‗nalgan deb qaraladi.
Aylanish o`qiga ega bo'lgan jismlarda harakat qo‗yilgan F kuchga hamda yelkaga bog`liq bo`lganligidan kuch momenti deb ataluvchi fizik kattalikni kiritamiz,
M = Fl
Uning o‗lchov birligi M = IN • m. Siz kundalik turmushda og`ir toshni yoki yukni joyidan siljitishda uning tagiga lom tiqib ko‗tarishganini ko`rgansiz.
(11-rasm). Bunda lom uchiga F kuch bilan ta'sir etib, ikkinchi uchidan F₂ kuch olinadi. F₂ kuch F₁ dan. bir necha barobar katta bo'ladi. Demak, bu qurilmada kuchdan yutish mumkin ekan. Qo<sup>`</sup>zg‗almas tayanch atrofida aylana oladigan qattiq jismga rechag deyiladi. 11-rasmda richagning aylanishi O nuqta atrofida bo‗ladi.
Quyidagi tajribani ko'raylik. Shtativga qalin chizg‗ichni О nuqta atrofida aylana oladigan qilib o'rnataylik. Richagning o‗ng tomoniga olti birlik masofada
(A) bitta yukni osaylik. Ikkinchi tomonida esa uch birlik masofaga (B) bitta yukni osib qo‗ysak, muvozanatda bo`lmaydi (11-rasm).

11- rasm
Muvozanat bo‗lishi uchun ikkita yukni osish kerak bo‗ladi. A nuqtaga ikkinchi yukni ossak, muvozanatni saqlash uchun В nuqtaga to‗rtta yukni osishga to‗g ri keladi (12-rasm). Demak, richagda ta‘sir etuvchi kuchlar va kuch yelkalari orasida quyidagicha munosabat bo'ladi:

12 -rasm



13 - rasm

/₁ — О A oraliq uzunligi bo`lib. F₁ kuchning yelkasi.

/₂ — OB oraliq uzunligi bo‘lib. F₂ kuchning yelkasi.
Richagning muvozanatda bo`lish sharti Arximed tomonidan topilgan.
dan

bo'lganda aylanish o'qiga ega bo'lgan jismlar muvozanatda bo'lishi kelib chiqadi.

Ko‗rilgan tajribada M₁ kuch momenti richagni soat strelkasi yo‗nalishida aylantirishga harakat qilsa, M₂ kuch momenti uni soat strelkasiga teskari yo‗nalishda harakat qildiradi.
Richaglar turmush va texnikada keng qo‗llaniladi.
Masalan, oddiy qaychini olib qaralsa, unda qo‗lning F_x kuchi dastasiga, F₂ kuch esa matoga qo‗yiladi. F₂ kuch aylanish o‗qiga yaqin joylashganligidan Z⁷, dan katta bo‗ladi. Shu tamoyilga asosan mix sug‗uruvchi ombir, tunuka qirquvchi qaychilar ishlaydi. Oldingi mavzularda ko‗rilgan shayinli tarozi — yelkalari teng bo‗lgan richagdir. Agar tarozi yelkalarini turli uzunlikda olinsa, kichik massali tarozi toshlari bilan katta massali jismlami o‗lchash mumkin.
Inson va hayvonlaming tuzilishida richag tamoyili ishlaydigan qismlari ham mavjud. Qo`l va oyoq suyaklari mushaklar bilan birgalikda richag hosil qil
Inson mehnat qilish jarayonida ko‗proq kuchiga emas, balki aqliga tayanadi. Og‗ir yukni ko‘tarishda. o'rnidan siljitishda oddiy mexanizmlardan foydalanishni insonlar qadimdan o'zlashtirib olishgan. Qurilishlarda chig‗iriq, qiya tekislik, pona va bloklardan foydalanishgan.
Blok. Blok qirrasi ariqchadan iborat g‗ildirak bo'lib, undan ip, tros yoki zanjir o'tkaziladi. Ipning bir uchiga yuk osib, ikkinchi uchidan tortiladi. Yukni ko'tarish davomida blok qo‗zg‗almasdan joyida qolsa, uni ko‗chmas blok deyiladi. Yuk bilan birgalikda harakatlanadigan blokni ko‗char blok deyiladi. Ko'chmas blokda yuk uchun kuch yelkasi AO masofa, F kuchning yelkasi OB masofa bo'ladi (14-rasm). Ular teng bo'lganligidan F kuch yuk og‗irligiga teng bo`ladi. Shu sababli ko'chmas blok kuchdan yutuq bermaydi. Ko‘chmas blok kuch yo'nalishini o'zgartirib beradi.
Ko'char blokda esa aylanish o‗qi О nuqtaga to‗g‗ri keladi. Shunga ko‗ra yuk uchun yelka OA masofani, F kuch uchun yelka 0,5masofani tashkil etadi. OA=R,