Жазық күш жүйесінің тепе-теңдігінің қажетті және жеткілікті шарты.

Зертханалық жұмыс

«Жазықтықта орналасқан күштер жүйесін зерттеу»

Жұмыс мақсаты:

1. Берілген өске күштің проекциясын табу;

2. Күштің берілген центрге қатысты моментін табу;

3. Қос күштің моментің табу;

4. Қос күштер жүйесінің моменттерінің қосындысын табу;

5. Берілген жазық күштер жүйесінің бас векторы мен бас моментін табу;

6. Жазық күштер жүйесінің тепе-теңдігін тексеру;

7. Тәжірибе арқылы:

· күштің берілген центрге қатысты моментін;

· қос күш моментін;

· берілген жазық күш жүйесінің бас векторы мен бас моментің;

· жазық күш жүйесінің тепе-теңдігін таба білу керек.

8. Тәжірбие арқылы анықталған нәтижелерді саралай білу керек;

9. Есептелген шамалар мен тәжірбие арқылы анықталған нәтижелерді салыстыру және орындалған жұмыс жөнінде қорытынды шығару.

Жұмыс мазмұны:

Жұмысты орындаған кезде студент жазық күштер жүйесін салуды, күштің берілген центрге қарағандағы моментін табуды, қос күш моментін есептеуді, берілген күштер жүйесі үшін тепе-теңдік теңдеуін құруды, олардың Бас векторы мен Бас моментін теориялық және тәжірбие түрде табуды үйрену.

Құрал-жабдықтар:

«Жазықтықта орналасқан күштер жүйесін зерттеу» үшін арналған тәжірбиелік оқу қондырғысы НТЦ-13.01.2

Кесте 2

	Атауы	Мөлшері
	Жүк 0,01 кг	8 дана
	Жүк 0,02 кг	8 дана
	Жүк 0,051 кг	4 дана.
	Қозғалмалы диск	1 дана
	Кернейлікілт 10	1 дана
	Сызғыш	1 дана
	Негіз	1 дана
	Әмбебап отвертка	1 дана
	Ілгіш	4дана
	Аунақша (ролик)	10дана
	Транспортир	1дана
	Трос	4дана
	Бұрыштама	1 дана
	Тіктеуіш (уровень)	1дана
	Паспорт	1 дана
	Штифт	1 дана
	Шайба	1 дана

Жұмысты орындау уақыты: 3 сағат

Жұмыс орны: Қолданбалы механика үшін арналған аудитория.

Есеп беру реті

Жұмыс туралы есеп келесі ретпен берілуі тиісті:

ü Жазықтықта еркін (кез-келген бағытта) орналасқан күштер жүйесі туралы жұмыс атауы мен мақсаты;

ü Қысқаша теориялық мағлұматтар;

ü Зертханалық қондырғының сұлбасы;

ü Орындалған тәжірбиелердің нәтижелері;

ü Бақылау сұрақтарына жауаптар;

ü Қорытынды.

Қысқаша теориялық мағлұматтар:

Жазықта күштердін әсер ету сызықтары кез келген бағытта орналасқан болса, онда мұндай күштер жүйесі – жазық күштер жүйесі деп аталады. Күштің модулі мен бағыты – оның денені қозғалту мүмкіндігін немесе деформациялау сипаттамасын береді. Күштің денені берілген оске немесе центрге қатысты айналдыру сипаттамасы оның моменті болып табылады.

күшінің берілген О нүктесіне қатысты ( ) моменті деп, күш түсіп тұрған нүктенің радиус – векторының осы күшке векторлық көбейтіндісі аталады және келесі түрде жазылады:

( )= . (2.1)

Күш моментінің бағыты мен модулі векторлық көбейту ережесі арқылы анықталады.

Күш моментінің бағыты. Күш моментінің векторы берілген күштің түзу мен О центрі арқылы салынған жазықтыққа перпендикуляр және де перпендикуляр ұшынан қарағанда берілген күш О центріне қарағанда сағат тіліне қарсы бағытта айналдыруы тиіс(2.1. сурет).

2.1 сурет

Күш моментінің модулі.Күштің векторлық моментінің модулі.

/ / = (2.2)

мұнда r sin =h.

Мұнда h – О центрінең күш түзуіне дейінгі ен қысқа арақашықтық (О нүктесінен күштін әсер ету сызығына дейін түсірілген перпендикулярдың ұзындығы). күшінің О центріне қатыстыиіні деп аталады. Осыдан келесі күшінің О центріне қатысты моментінің модулін анықтайтын өрнек шығады:

M₀( )=F h (2.3)

Сонымен, күш моментінің модулі күштің модулі мен оның центрге қатысты иінінің көбейтіндісіне тең болатыны.

Осыдан көрініп тұр күш моменті модулінің нөлге тең болатын жағдайлар: егер күші ноль болса, немесе осы күштің О центріне иіні һ нөлге тең болса, яғни күш түзуі момент центрі арқылы өтетін болса.

Күш модулінің өлшем бірлігі: =1Н м

Модульдері тең өз-ара параллель және қарама-қарсы бағытталған екі күшті – қос күш деп атайды. Статиканың бірінші аксиомасы бойынща қос күш теңгерілген күш жүйесі емес. Сонымен қатар қос күштің тең әсері болмайды, сондықтан оны бір күшпен теңгеруге болмайды. Осы себептен қос күштер қасиеттерін бөлек зерттейді. Қос күштің денеге әсері механикалық құбылыстың басқа түрі болып табылады.

Құраушылары және қос күшті ( 2.2 сурет) қарастырамыз. Бұл қос күштерге шарты орындалады, осы себептен бұл күштердін бас векторы нольге тең.

Сондықтан, қос күш әсерінен дене ілгерілемелі қозғалмайды, тек айналыста болады. Қос күштің денені айналдыру мүмкіндігін анықтау үшін қос моменті – деген ұғым енгізіледі.

Қос күштер жатқан жазықтықты қос күш жазықтығы, ал екі күштің түзілерінің ара қашықтығын – һ, қос күштің иіні деп аталады.

2.2сурет

Қос күштің моменті кеңістікте орналасуын зерттеу үшін оған қос күштің моментінің векторы деп атау беріп, мынадай векторлық шарт қабылданған: Қос күштің векторлық моменті – қос күш жатқан жазықтыққа перпендикуляр, вектор ұшынан қарағанда құраушы күштер осы жазықтық бетіндегі сағат тіліне қарама-қарсы бағытта айналдырады (2.2 сурет) және модулі берілген құрушы күштің қос күш иенінің көбейтіндісіне тең

(2.4)

Қос күштің векторлық моменті – еркін вектор, ол еш бір нүктемен, немесе әсер ету сызығымен байланыспаған.

Қатты денеге келтірілген күштердін әсер ету сызықтары бір жазыққтықта жататын күштер жүйесі – жазық күштер жүйесі деп аталады.

Статиканың жазық күш жүйесі үшін негізгі теоремада кез келген жазық күш жүйесінің денеге әсерін бір күшімен ( осы жүйенің құраушы күштердің векторлық қосындысы – бас векторы деп аталады) және бір М_оқос күшіменалмастыруға болады.

(М_о – Окелтіру центріне қатысты жүйенін құраушы күштердің моменттерінің алгебралық қосындысы – бас момент деп аталады.

(2.5)

Мұнда – бас вектор құраушылары.

Бір жазықтықта орналасқан қос күш жүйесі тепе-теңдікте болу үшін, қос күш моментерінің алгебралық қосындысы нөлге тең болуы қажет те жеткілікті: .

Жазық күш жүйесінің тепе-теңдігінің қажетті және жеткілікті шарты.

Күштердің кез-келген жазық жүйесі тепе-теңдікте болу үшін барлық күштердің осы күштер жүйесінің әсер ету жазықтығында орналасқан екі координаталық өстеріне проекцияларының алгебралық қосындысы және барлық жүйе күштерінің осы жазықтықтағы кез-келген нүктеге қатысты моменттерінің алгебралық қосындысы нөлге тең болуы қажет және жеткілікті, яғни:

, (2.6)