Sərt cisimlərin fırlanması – problemlər və həllər
Qüvvə anı
1. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, uzunluğu 6 metr olan bir şüaya üç qüvvə təsir edir. Şüanın fırlanma oxu kimi O nöqtəsi ətrafında fırlanması üçün xalis fırlanma momenti nədir?
Məlumdur:
O nöqtəsində fırlanma oxu.
Qüvvə 1 (F1 ) = F
F1- in hərəkət xətti ilə fırlanma oxu (r1 ) arasındakı məsafə = 3 metr
Qüvvə 2 (F2 ) = 2F
F2- ün hərəkət xətti ilə fırlanma oxu (r2 ) arasındakı məsafə = 2 metr
Qüvvə 3 (F3 ) = 2F
F3- ün hərəkət xətti ilə fırlanma oxu (r3 ) arasındakı məsafə = 3 metr
İstənilən: Qüvvə momentinin böyüklüyü
Həll yolu:
Qüvvə anı 1:
τ 1 = F 1 r 1 = (F)(3) = -3F
1 qüvvə momenti şüanı saat əqrəbi istiqamətində fırladır, ona görə də mənfi işarə təyin edirik.
Qüvvə anı 2:
τ 2 = F 2 r 2 = (2F)(2) = 4F
Qüvvə momenti 2 şüanı saat əqrəbinin əksinə fırladır, ona görə də müsbət işarə təyin edirik.
Qüvvə anı 3:
τ 3 = F 3 r 3 sin 30 o = (2F)(3)(0.5) = 3F
Qüvvə momenti 2 şüanı saat əqrəbinin əksinə fırladır, ona görə də müsbət işarə təyin edirik.
Qüvvə momentinin nəticəsi:
Στ = τ 1 + τ 2 + τ 3
Στ = -3F + 4F + 3F
Στ = 4F
Qüvvə momentinin böyüklüyü 4F Nyutonmetrdir. Qüvvə momentinin nəticəsi şüanı saat əqrəbinin əksinə fırladır, ona görə də müsbət işarə təyin edirik.
2. α = 30 o , AB = BC-nin uzunluğu = 1 metrdir. A nöqtəsində fırlanma oxu ətrafında qüvvə momenti nədir?
Məlumdur:
Nöqtədəki fırlanma oxu A. 
Qüvvə 1 (F1 ) = 10 N
F1 -nin hərəkət xətti ilə fırlanma oxu (r1 ) arasındakı məsafə = 1 metr
Qüvvə 2 (F2 ) = 10 N
F2 -nin hərəkət xətti ilə fırlanma oxu (r2 ) arasındakı məsafə = 1 metr
Qüvvə 3 (F3 ) = 20 N
F3- ün hərəkət xətti ilə fırlanma oxu (r3 ) arasındakı məsafə = 2 metr
Axtarılır: Qüvvə anının nəticəsi
Həll yolu:
Qüvvə anı 1:
τ 1 = F 1 r 1 sin 30 o = (10)(1)(0.5) = 5 N m
1 qüvvə momenti şüanı saat əqrəbinin əksinə fırlatır, ona görə də müsbət işarə qəbul edirik.
Qüvvə anı 2:
τ 2 = F 2 r 2 sin 30 o = (10)(1)(0.5) = -5 Nyuton metr
2 qüvvə momenti saat əqrəbi istiqamətində m fırlanır, ona görə də mənfi işarə təyin edirik.
Qüvvə anı 3:
τ 3 = F 3 r 3 sin 60 o = (20)(2)(0.5√3) = -20√3 Nyuton metr
3 qüvvə momenti saat əqrəbi istiqamətində m istiqamətində fırlanır, ona görə də mənfi işarə təyin edirik.
Qüvvə momentinin nəticəsi:
Στ = τ 1 + τ 2 + τ 3
Στ = 5 – 5 – 20√3
Στ = – 20√3 N m
Qüvvə momentinin böyüklüyü 20√3 N m-dir. Qüvvə momentinin nəticəsi şüanı saat əqrəbi istiqamətində fırladır, ona görə də mənfi işarə təyin edirik.
- Sərt cisim nədir və o, sərt olmayan cisimdən nə ilə fərqlənir?
- Cavab: Sərt cisim, xarici qüvvələrdən və ya fırlanma momentlərindən asılı olmayaraq, bədənin daxilindəki istənilən iki nöqtə arasındakı məsafənin sabit qaldığı ideal bir cisimdir. Bunun əksinə olaraq, sərt olmayan cisim deformasiyaya uğraya bilər və bu da bədənin daxilindəki nöqtələr arasındakı məsafənin dəyişməsinə səbəb ola bilər.
- Sərt bir cismin ətalət momenti onun kütlə paylanması ilə necə əlaqəlidir?
- Cavab: Sərt cismin ətalət momenti onun verilmiş ox ətrafında fırlanma hərəkətinə müqavimətinin ölçüsüdür və həm cismin kütləsindən, həm də fırlanma oxuna nisbətən paylanmasından asılıdır. O, hər bir elementin kütləsinin fırlanma oxundan məsafəsinin kvadratına hasillərinin cəmi ilə hesablanır.
- Fırlanan sərt cismin fırlanma kinetik enerjisinin əhəmiyyəti nədir?
- Cavab: Fırlanma kinetik enerjisi sərt bir cismin fırlanmasından qaynaqlanan enerjinin ölçüsüdür. Bu, həm ətalət momentindən, həm də cismin bucaq sürətindən asılıdır və 1/2 ilə verilir. , Harada ətalət momentidir və bucaq sürətidir.
- Əgər hissəciklər sisteminə heç bir xarici moment təsir etmirsə, onun bucaq impulsu ilə nə baş verir?
- Cavab: Əgər hissəciklər sisteminə heç bir xarici moment təsir etmirsə, sistemin ümumi bucaq impulsu qorunur. Bu, bucaq impulsunun qorunma prinsipidir.
- Paralel ox teoremi sərt cismin ətalət momentini tapmaqda necə kömək edir?
- Cavab: Paralel ox teoremi, sərt bir cismin istənilən oxa paralel və məsafədə ətalət momentini hesablamağa imkan verir kütlə mərkəzindən keçən oxdan uzaqlaşır. Orada deyilir ki , Harada kütlə mərkəzi ətrafında ətalət momentidir, ümumi kütlədir və iki ox arasındakı məsafədir.
- Sürüşmədən diyirlənmə ilə sürüşərək diyirlənmənin fərqi nədir?
- Cavab: Sürüşmədən diyirlənmə, sərt bir cismin sabit ox ətrafında fırlandığı və eyni zamanda hərəkət etdiyi zaman, cisimlə səth arasında heç bir nisbi hərəkət olmadığı zaman baş verir. Sürüşmədən diyirlənmə, cisimlə səth arasında nisbi hərəkət və ya sürüşmənin olması deməkdir.
- Fırlanma radiusu ətalət momenti ilə necə əlaqəlidir?
- Cavab: Fırlanma radiusu, cismin kütləsinin fırlanma oxu ətrafında necə paylandığını təsvir edən bir ölçüdür. O, ətalət momentinin kütləyə nisbətinin kvadrat kökü kimi müəyyən edilir və ətalət momentini dəyişdirmədən bütün kütlənin cəmləşə biləcəyi oxdan ekvivalent məsafəni təmin edir.
- Verilmiş fırlanma momenti üçün sərt cismin bucaq sürətlənməsinə ətalət momentinin artmasının hansı təsiri var?
- Cavab: Verilmiş bir fırlanma momenti üçün ətalət momentinin artırılması bucaq sürətlənməsini azaldır, çünki , Harada bucaq təcilidir, fırlanma momentidir və ətalət momentidir.
- Sərt cisimə tətbiq olunan qüvvə həm irəliləmə, həm də fırlanma hərəkətinə səbəb ola bilərmi? Necə olduğunu izah edin.
- Cavab: Bəli, sərt bir cisimə tətbiq olunan qüvvə həm irəliləmə, həm də fırlanma hərəkətinə səbəb ola bilər. Əgər qüvvə kütlə mərkəzi ilə üst-üstə düşməyən bir nöqtədə tətbiq olunarsa, bu, cismin irəliləməsinə (xətti hərəkət etməsinə) və fırlanmasına səbəb ola bilər. Ötmə hərəkəti xalis qüvvə ilə müəyyən edilir, fırlanma hərəkəti isə qüvvənin kütlə mərkəzi ətrafında yaratdığı fırlanma momentindən asılıdır.
- Fiqurlu konkisürən qollarını bədəninə yaxınlaşdırdıqda niyə daha sürətli fırlanır?
- Cavab: Fiqurlu konkisürən qollarını bədəninə yaxınlaşdıraraq ətalət momentini azaldır. Bucaq impulsunun qorunması qanununa görə, ətalət momenti azalırsa və xarici fırlanma momenti tətbiq olunmursa, bucaq sürəti artmalıdır. Beləliklə, konkisürən daha sürətli fırlanır.
Bu suallar və cavablar sərt cisimlərin fırlanması ilə əlaqəli əsas anlayışların anlaşılmasını təmin edir.
