12 апта – «Материялық нүктенiң түзу сызыкты тербелестер»
Есеп №1 (1 - сурет). Массалары кг және кг , жүктері горизонтпен бұрыш жасайтын жылтыр көлбеу жазықтықта жатыр. Денелер бекітілген серіппенің коэффициенті . жүгін алып тастаған кезде серіппенің төменгі В ұшы көлбеу жазықтық бойымен (см) заңдылығымен қозғала бастаса, D жүгінің тербеліс теңдеуі қандай болады?
Шешуі. Есепті шығару үшін нүкте тербелісінің дифференциалдық теңдеуін қарастырайық. Координаталар жүйесінің бас нүктесін серіппенің статикалық дефформациясына сәйкес D жүгінің тыныштық күйі нүктесін алайық. Серіппенің В нүктесі бастапқы с уақытта өзінің орталық орнында болсын.
х осін көлбеу жазықтық бойымен алайық. D жүгінің қозғалысы төмендегі дифференциалдық теңдеумен беріледі:
- жүкке әсер етуші күштердің х осіне қатысты проекцияларының қосындысы; жоғарғы суретте көрсетілген - көлбеу жазықтықтың нормаль құраушы реакциясы; - ауырлық күші; -серпімділік күші.
Сонымен
мұндағы
.
D жүгі әсерінен пайда болатын серіппенің статикалық деформациясы; серіппенің төменгі ұшының орнын ауыстыру заңдылығы.
1 - Сурет
Серіппенің статикалық деформациясын көлбеу жазықтықта жататын D жүгінің тыныштық күйі теңдеуінен табамыз (6.11-сурет):
немесе
демек,
D жүгі қозғалысының дифференциалдық теңдеуі төмендегідей жазылады:
Түрлендіргеннен кейін
Егер
белгілеулерін ендірсек, онда дифференциалдық теңдеу мына түрге көшеді:
.
Бұл біртекті емес теңдеудің жалпы шешімі х* және х** бөліктерден түрады:
х* - біртекті теңдеудің жалпы шешімі, х**- біртекті емес теңдеудің дербес шешімі.
Біртекті теңдеудің жалпы шешімі:
Біртекті теңдеудің дербес шешімі:
Нүкте тербелісінің дифференциалдық теңдеуінің жалпы шешімі:
С1, С2 интегралдау тұрақтыларын табу үшін бастапқы шарттарды пайдаланамыз.
Серіппенің ұшынан Е денені алып тастасақ, денесі өзінің статикалық О тепе- теңдік орнына келеді. х оінің бастапқы нүктесін дененің тепе-теңдік орнында аламыз.
D нүктенің бастапқы координатасы:
.
Сонымен есептің бастапқы шарттары:
кезінде жоғарыдағы екі теңдеуді пайдалансақ,
,
яғни .
Демек D жүгінің қозғалыс теңдеуі мына түрде жазылады :
.
Теңдеуге енетін шамалардың сандық мәнін табайық :
;
.
Табылған шамаларды ескерсек, D жүгінің қозғалыс теңдеуі мына түрде болады:
x=-2,45 cos 17,3t -1,73t+sin 10t(см).
Оқу әдебиеті:
1. Махметова Н.М. Теориялық механика: Оқулық. – Алматы: ҚазККА-ның баспа орталығы, 2020. – 375,б.
2. Жолдасбеков Ө.А., Ахметов А.Қ. Теориялық механика. Есептер жинағы: Оқулық. – Алматы: Ғылым, 2003. – 393,б.
3. Жолдасбеков Ө.А. Теориялық механика: Оқулық. – Алматы: Атамұра, 2002. – 574,б.
Достарыңызбен бөлісу: |