Harakat tenglamalarini integrallash va boshlang’ich shartlari. Nuqtaningistalganvaqtmomentidagiholatinitopish.
Moddiynuqtaharakati → →
Fma (8)
Tenglamabilanifodalanishinibilamiz.Agarnuqtaningmassasivaungata’siretuvchikuchma’lum bo’lsa(8) tenglamaniikkimartaintegrallashyo’libilannuqtaning istalgan vaqt momentidagi holatini topishimiz mumkin. Buning uchun,albatta,boshlangichshartlarberilganbo’lishikerak.(1)niikkimartaintegrallasak,
С1,С2.....,С6integrallashdoimiyliklariga ega bo’lishimizbizga ma’lum.
Integrallashdoimiyliklari
Agardamexaniksistemamiz N-tamoddiynuqtadantashqiltopganbo’lsa,
harakattenglamalariningyechimida6N-taannashundayixtiyoriydoimiyliklarishtiroketadi,ya’ni
r→r→(t,C,C ,...,C )
(9)
1 2 6N
Integrallash doimiyliklarini boshlang’ich shartlar bilan bog’lash mumkin.Haqiqatdan(2)umumiyyechimbizgama’lumbo’lsavaboshlang’ichvaqtda
(tt0)
bo’lgansistemanuqtaningholatlari
r→ r→(t)
tezliklari
0 0
v→ v→(t )
(10)
0 0
berilganbo’lsa,(10)nivaqtbuyichadifferensiallab
v→v→(t,C,C ,...,C )
(11)
1 2 6N
Tezliklarnitopamizva(9)va(11 larda
(tt0)
debolib,(10)asosidayozaolamiz:
0
r→
→
r→(t
0
→
,C1,C2
,...,C6N)
(12)
v0r(t0,C1,C2,...,C6N)
Oxirgisistemaniintegrallashdoimiyliklariganisbatanyechib,quyidaginitopamiz:
10
N0
,v
N0
10
СC(t,t0,r→,.....,r→ →,......,v→ ) 1,2,3,.....,6N (13)
N0
→
10
10
N0
,r
,v
Topilganbukoeffisiyentlarni(10)gaquyib, N-tanuqtalardantashkiltopgansistemauchunharakat tenglamalariningyechimini aniqlaymiz:
r
0
→r→(t,t
→,. ,r→
→,......,v→ )
(14)
Misol.Farazqilaylikki,elektrmaydoni
EE0
cost
OZo’qibuyichayo’nalsin
zaryad esaOYo’qi bo’yichatushayotganbo’lsin.Uholda
EzE0cost
,ExEy 0,
vy v0, vx vz 0
Masalashartigako’ra,zaryadga
FeEcost
kuchta’siretyapti.Harakat
→
→
tenglamasiDekartkomponentalarda
mx0
my0
x0,y0,zmE0 cost
(15)
tenglamalarnivaqtbuyichabirmartaintegrallabtopamiz:
e
z mE0
sintC1,
yC2,
xC3
(16
Boshlang’ichvaqtmomentitt0
davy
y0v0,
x0z00
bulganiuchun(16)
dagiC1
eEosintm 0
,C2v0,
C30
buladi.
Demak(16):
e e
z mE0 sin t mE0 sin t0
y v0
niyanabirmartavaqtbuyichaintegrallaymiz:
zeE0
m2
costeE0sint
m 0
C4,
y v0t C5
Bundan t t0,bulgandatopamiz:
y00,
z00
ekanliginie’tiborgaolib,C4,C5
larni
(17)
C4
eE0
m 2
cos t0
m 0
sin t0
C5 v0t0 (18)
larni(17)gaqo’yib,zarraningistalganvaqtmomentidagiholatinianiqlaymiz:
y v0( t t0)
datni yo’qotib,harakattenglamasinitopamiz.Buninguchun
(19)
tty
ni(19)dagizuchunifodagaquyamiz:
v
0
0
zeE0
(cos t
y)) eE0
ysin t
0
0
m2 0
Nihoyat
0 mv 0
cos( t0
cos y sin t
0
v0
sin y
v
v0
0
Asosidatrayektoriyaningtenglamabilanifodalanishinitopamiz:
zeE0
((1cosy)costy(1siny)sint)
v
v
v
m2
0 0
0 0 0
Nazoratsavollari
Nyuton tenglamalarining Galiley almashtirishlariga nisbataninvariantliginiko’rsating.
Harakat tenglamalarini integrallash va boshlang’ich shartlari haqidaayting.
Nuqtaningistalganvaqtmomentidagiholatinitoping
Integrallashdoimiyliklaritushuntiribbering.
ma’ruza: HARAKAT QONUNLARI.MODDIY NUQTANINGTRAYEKTORIYASI,TEZLIGI VA TEZLANISHLARNINGDEKART,SFERIKVA SILINDRIK KOORDINATALARDAIFODASI.
REJA:
Dekartkoordinatalarsistemasi.
Silindrikvaqutbkoordinatalarusuli
Sferikkoordinatalarusuli
MaydontushunchasivaNyutontenglamalariningqo’llanishchegarasi.
TAYANCHSO’ZVAIBORALAR:koordinata,tizim,sferik,silindrik,harakat,tezlik,tezlanish,differesial,vaqt, nuqta, vector, tenglama, radius-vektor
ModdiynuqtaningDekartkoordinatasistemasidagiharakatqonunlariniquyidagiko’rinishdayozish mumkin
xx(t),yyt,zzt
(1)
Agar(1)danvaqtnichiqaribtashlasaknuqtaningtrayektoriyatenglamasitopiladi.Bu tenglamalarparametriktenglamalardeyiladi.
Koordinatalarorqaliifodalanganradius-vektor
k
r→xi→y→jz→
(2)
ninazardatutak,(1)nivaqtbo’yichato’liqdifferensialiMnuqtaningtezlikva
tezlanishvektorlariniberadi
→ → →
→ →
→ → → →
wvr
xi
yjzk
(3-2)
Tezlikvatezlanishvektorlariningo’qlardagiproyeksiyalariniquyidagiko’rinishdayozishmumkin:
vxx,
vyy,
vzz;
wxvxx,
wyvyy,
wzvzz
(4)
Tezlikvatezlanishlarningmodullariniesa
w
(5)
ko’rinishdayozishmumkin.
(3-1) va (3-2) formulalardan tezlik vektori radius-vektordan vaqt bo’yicha olinganbirinchitartibli,tezlanishvektoriesaradus-vektordanvaqtbo’yichaolinganikkinchitartiblihosilagatengligikelib chiqadi.
Silindrikvaqutbkoordinatalarusuli
SilindrikkoordinatalarsistemasidaMnuqtaningholati,,z koordinatalar
bilananiqlanadi.Nuqtaningharakatqonunlariko’rinishdabo’ladi.
(t),
(t),
zz(t)
shakldanfoydalanibquyidagibog’lanishlarniyozishmumkin
→
xcos, ysin, zz
(8-1)
r→e→zk,r 2z2,
(8-2)
Silindrikkoordinatalarsistemasininge→,e→ortlaribilan
i→,→j
Dekartortlariorasidagi
bog’lanishnitopishuchunr→radius-vektorharikkalasistemadagi(2)va(8-2)
→ de
ifodalarinio’zarotenglashtiramizva(8-1)nie’tiborgaolsak,natijadaquyidagibog’lanishlargaegabo’lamiz:
e
→ i→cos
→jsin,
→
e
d
i→sin
→jcos
(9)
Silindrikkoordinatalarsistemasining
e→,e→
ortlariningyo’nalishivaqtgabog’liq
holdao’zgaradi,ularningvaqtbo’yichabirinchihosilalarinitopsak
rasm
→ de→
→ →
de→ →
e e,
d
e e
d
(9-1)
v↼ r→ e→
e→
(10-1)
v,
v,
vzz
(10-2)
v,v,vz
larmosravishda v tezlikvektoriningradial,ko’ndalangva aksial
proyeksiyalaridebyuritiladi.Tezlikvektoridanvaqtbo’yichahosilaolib w→
→
tezlanishvektorvauningproyeksiyalariuchunquyidagilargaegabo’lamiz:
w→( 2) e→
(2 ) e→
(11-1)
w2,
w2,
wzz
(11-2)
Agar
z0,
r
desak,silindrikkoordinatalarsistemasitekislikdagi
r,
qutb
koordinatalarsistemasigao’tadi(2.b-rasm).
xrcos, yrsin
(12-1)
r
r→re→, r
(12-2)
Bundaharakatqonuni
rr(t)
(t)
tenglamlarbilanberiladi.Ulardantni
chiqarib, M nuqtaningqutbkoordinatalarsistemasidagi
rr()
trayektoriya
tenglamasi topiladi. Tekislikda→harakatlanuvchi M nuqtaning qutb
koordinatlaridagi r→radius-vektori, v-chiziqliva →-sektorialtezliklarihamdaw
tezlanishiuchun(10)-(12)munosabatlargako’ra( z0, r, e→e→)
r
r→re→,
v→re→
re→,
r
k
→1r2→,
2
r
w→(rr2)e→1d(r2)e→
r rdt
|