6.1.2. Statika masalalarini matematik dasturlash. Nazariy mexanika masalalarini yechishda Maple va Mathcad
dasturlaridan foydalanish katta ahamiyatga ega. Chunki statika masalaridagi koʻp
sonli chiziqli tenglamalarini yechishni avtomatlashtirish mumkin boʻlsa,
kinematika va dinamika masalalarida moddiy nuqta va jismlarning harakatini
tekislikda va fazoda oʻrganish uchun grafik tasvirlash va animatsiyani qoʻllash
ularni chuqur oʻrganishga yordam beradi.
Statikadagi tenglamalar sistemasini yechishning kompyuter modelini
koʻramiz. Tenglamalar sistemasini matritsa koʻrinishida ifodalaymiz :
301
A * X = B
( 6.1 )
Bunda A – ma’lum qiymatlar koeffitsientlaridan tuzilgan matritsa,
X – noma’lumlar matritsa ustuni, B – ozod koeffitsientlar matritsa ustuni. Bunday
modelning qurilishi masala parametrlarining turli qiymatlari uchun ayni bir xil
sonli hisoblash ishlarini takror bajarilishida vaqtni tejasa, ikkinchidan kuchlarning
ta’sir chiziqlarida tayanch reaktsiya qiymatlarining optimal (eng kichik yoki eng
katta) qiymatlarini topishda, talabalar mushohada qilishi va masala shartlarini
grafik tasvirlashida qoʻshimcha imkoniyatlar yaratadi. Tashqi ta’sir kuchining
qiymatini va ta’sir qilish chegaralarini oʻzgartira borib, reaktsiya kuchlarining
oʻzgarishini hisoblash va natijalarni displey ekranida koʻrsatish mumkin boʻladi.
Ikkita qismdan iborat konstruktsiya A tayanch reaktsiyasining oʻzgarish
chegarasini, F
1
tashqi kuch ta’sirini oʻzgartirib borib tekshiraylik. Ushbu masala
shartlarini sxematik ifoda etamiz (rasm 1). X ning oʻzgarish chegarasi 1≤ X ≤10
boʻlib, R
A
reaktsiya kuchi uchun R
A
=
2
2
A A Y X
ifodani hosil qilamiz (1-rasm).
6.2-rasm. Jismlar sistemasining muvozanatini saqlanishini
ta’minlovchi kuchlar diagrammasi.
Dasturning kompyuterda bajarilishi oxirgi qadamida
D R qiymati topiladi :
D R =
)
5
(
66
)
4
(
55
)
4
(
5
)
4
(
65
)
3
(
44
)
3
(
4
)
3
(
64
)
2
(
33
)
2
(
3
)
2
(
63
)
1
(
22
)
1
(
2
)
1
(
62
11
1
61
1
6
/
a a b a a b a a b a a b a a b a x F b
(6.2)
Hisoblanayotgan boshqa qiymatlarni topish uchun dastur yuqorida keltirilgan
algoritmni teskari tartibda bajarib, ketma-ket
A A c c B X Y X Y R ,
,
,
,
noma’lumlarning
son qiymatlarini axtarib topadi. Kompyuter hisoblash natijalarini displey ekraniga
yoki qog’ozga chiqarib berishi mumkin. Maple dasturlash tilida amalga oshirilgan
ushbu loyiha
1
F kuchining
turli qiymatlariga mos kelgan reaktsiya kuchi
A R ning son qiymatini hisoblab, natijani grafik koʻrinishida namoyish etadi. (2-rasm).
302
6.3-rasm. Tashqi
1
F ta’sir kuchini muvozanatlovchi
A R reaktsiya kuchining hosil
boʻlishini koʻrsatuvchi sxema.
Muvozamat tenglamalar sistemasini Maple dasturida yechish