- •Қолданбалы механика
- •050717 – Жылуэнергетикасы мамандығы бойынша барлық оқу түрлерінде оқитын студенттерге арналған дәрістер жинағы
- •Мазмұны
- •1 Дәріс. Кіріспе ұғымдар. Статиканың аксиомалары. Тоғысатын күштер
- •1.1 Статиканың негізгі ұғымдары
- •1.2 Статика аксиомалары
- •1.3 Тоғысатын күштер жүйесі
- •2 Дәріс. Күштің нүктеге және өске қатысты моменті. Күштер жұбы. Күштер жүйесін берілген центрге келтіру
- •2.2 Параллель күштерді қосу
- •2.1 Күштің нүктеге қатысты және өске қатысты моменті
- •2.3 Күштер жұбы. Күштер жұбының моменті
- •2.4 Күштерді параллель көшіру туралы теорема
- •2 .5 Күштер жүйесін берілген центрге келтіру
- •3 Дәріс. Күштер жүйелерінің тепе-теңдік шарттары. Үйкеліс. Ауырлық центрі.
- •3.1 Күштер жүйесінің тепе-теңдік шарттары
- •3.2 Денелер жүйесінің тепе-теңдігі
- •3.3 Статикалық түрде анықталатын және статикалық түрде анықталмайтын жүйелер
- •3.4 Сырғанау үйкелісі. Тегіс емес беттің реакциясы
- •3.5 Домалау кезіндегі байланыстың реакциясы
- •3.6 Қатты дененің ауырлық центрі
- •4 Дәріс. Нүктенің және дененің қарапайым қозғалыстарының кинематикасы
- •4.1 Кинематикаға кіріспе
- •4.2 Нүкте қозғалысының берілу тәсілдері
- •4.3 Қозғалыс векторлық тәсілімен берілген жағдайда нүктенің жылдамдығы мен үдеуі
- •4.4 Қозғалыс координаттық тәсілімен берілген жағдайда нүктенің жылдамдығы мен үдеуі
- •4.5 Қозғалыс табиғи тәсілімен берілген жағдайда нүктенің жылдамдығы мен үдеуі
- •4.6 Қатты дененің ілгерілемелі қозғалысы
- •4 .7 Қатты дененің тұрақты өс төңірегіндегі айналмалы қозғалысы
- •5 Дәріс. Қатты дененің жазық параллель қозғалысы. Нүктенің күрделі қозғалысы
- •5.1 Жазық параллель қозғалыстың теңдеулері
- •5.2 Жазық фигура нүктелерінің жылдамдықтарын анықтау
- •5.3 Жазық фигура нүктелерінің жылдамдықтарын жылдамдықтардың лездік центрі қолдануымен анықтау
- •5.4 Жазық фигура нүктелерінің үдеулерін анықтау
- •5.5 Нүктенің күрделі қозғалысы. Салыстырмалы, тасымал және абсолют қозғалыстар
- •5.6 Жылдамдықтарды қосу теоремасы
- •5.7 Үдеулерді қосу туралы Кориолис теоремасы
- •6 Дәріс. Нүкте динамикасы
- •6.1 Динамика аксиомалары
- •6.2 Материялық нүкте қозғалысының дифференциалдық теңдеулері
- •6.3 Материялық нүктенің салыстырмалы қозғалысы
- •6.4. Нүктенің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теорема
- •6.5 Нүктенің қозғалыс мөлшері моментінің өзгеруі туралы теорема
- •6.6 Күштің жұмысы. Күштің қуаты. Нүктенің кинетикалық энергиясының өзгеруі туралы теорема
- •6.7 Нүкте үшін Даламбер принципі
- •7 Дәріс. Жүйе және қатты дене динамикасының негіздері
- •7.1 Механикалық жүйе. Масса, массалар центрі және инерция моменттері
- •7.2 Жүйе қозғалысының дифференциалдық теңдеулері. Жүйенің массалар центрі қозғалысы туралы теорема
- •7.3 Жүйенің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теорема
- •7.4 Қозғалыс мөлшерлерінің бас моментінің өзгеруі туралы теорема
- •7.5 Жүйенің кинетикалық энергиясының өзгеруі туралы теорема
- •7.6 Жүйе үшін Даламбер принципі
- •8 Дәріс. Машина мен механизмдер теориясының негізгі ұғымдары. Механизмдерді құрылымдық талдау
- •8.1 Негізгі ұғымдар. Механизмдердің құрылымдық эелементтері
- •8.2 Механизмдердің негізгі түрлері
- •8.3 Кинематикалық тізбектер мен механизмдердің құрылымдық формулалары
- •8.4 Механизмнің құрылымдық талдауы мен синтезі жөнінде түсініктеме
- •9 Дәріс. Жазық рычагты механизмдердің кинематикалық және кинетостатикалық талдауы
- •9.1 Жалпы мәліметтер және жазық рычагты механизмдердің түрлері
- •9.2 Механизмдердің кинематикалық талдауы
- •9.3 Механизмдердің кинетостатикалық талдауы
- •10 Дәріс. Материалдар кедергісіне кіріспе. Материалдар кедергісінің есептері мен әдістері
- •10.1 Материалдар кедергісінің мәселелері. Есептеу сұлбасы
- •10.2 Қималар әдісі. Сырықтың көлденең қималарындағы ішкі күштер факторлары
- •10.3 Кернеулер, орын ауыстырулар және деформациялар туралы түсініктер
- •10.4 Гук заңы. Күштер әсерінің тәуелсіздігі мен Сен-Венан принциптері
- •10.5 Конструкция элементтерін есептеудің жалпы принциптері
- •11 Дәріс. Сырықтардың созылуы мен сығылуы
- •11.1 Бойлық күш және тік кернеулер
- •11.2 Сырықтың ұзаруы және Гук заңы
- •11.3 Созылу-сығылу кезіндегі статикалық түрде анықталмайтын жүйелер
- •11.4 Созылу кезіндегі кернеулі және деформациялық күйлер
- •12 Дәріс. Созылу және сығылу кезіндегі материалдардың механикалық қасиеттері
- •12.1 Созылу диаграммалары
- •12. 2 Сығылуға сынаулардың ерешеліктері
- •12.3 Температура мен уақыттың материалдар қасиеттеріне әсері
- •13 Дәріс. Созылу-сығылу кезіндегі беріктікке есептеу. Кернеулер шоғырлануы
- •13.1 Созылу-сығылу кезіндегі беріктік шарты. Есептердің үш түрі
- •13.2 Кернеулердің шоғырлынуы
- •14 Дәріс. Таза ығысу. Көлденең қимасы дөңгелек сырықтың бұралуы
- •14.1 Таза ығысу кезіндегі кернеулер мен деформациялар
- •14.2 Көлденең қимасы дөңгелек сырықтың бұралуы
- •15 Дәріс. Көлденең қималардың геометриялық сипаттамалары. Иілу кезіндегі ішкі күштер факторлары
- •15.1 Жазық фигуралардың статикалық моменттері мен оның ауырлық центрі
- •15.2 Қиманың инерция моменттері
- •15.3 Бас инерция өстері мен бас инерция моменттері
- •15.4 Иілу. Иілу кезіндегі ішкі күштер факторлары
- •15.5 Июші момент пен көлденең күш арасындағы дифференциалдық тіуелдіктер
- •16 Дәріс. Иілу кезіндегі кернеулер және беріктікке есептеу. Күрделі қарсыласу
- •16.1 Таза иілу кезіндегі кернеулер
- •16.2 Көлденең иілу кезіндегі кернеулер
- •16.3 Қиғаш иілу және центрден тыс созылу-сығылу
- •16.4 Иілу мен бұралудың біріккен әсері
- •Әдебиеттер тізімі
3.6 Қатты дененің ауырлық центрі
Дененің А1, A2 нүктелерінде
түсетін екі параллель
және
күштерін
қарастырайық (3.5
сурет).
тең
әсерлі күшінің әсер
ету сызығы қосылатын күштерге параллель
және A1A2 түзуінде
жатқан С
нүктесінен өтеді. С нүктесінің
орнынВариньон
теоремасын қолданып анықтай
аламыз:
, осыдан
.
(3.13)
,
күштерін А1, А2 нүктелерінің
айналасында бірдей αбұрышына
бұрғанда, тең әсерлі күші де сол бағытта α
бұрышына бұрылады және дәл сол С
нүктесіне түседі. С
нүктесі параллель
күштердің центрі деп аталады. Кез
келген күштер саны үшін де осылай
болады.
Дене
бөлшектеріне түсетін
,
,…,
ауырлық
күштерінің тең әсерлісін
деп
белгілейік (3.6 сурет). Осы күштің
модулі дененің салмағы деп аталады және
келесі теңдікпен анықталады
.
(3.14)
С нүктесі
параллель
ауырлық күштерінің центрі болып келеді,
ол дененің ауырлық центрі деп аталады.
Сонымен, АҚД-нің ауырлық центрі – денемен
өзгеріссіз байланысқан дененің
кеңістікте кез келген орналасуында
дене бөлшектеріне түсетін ауырлық
күштерінің тең әсерлі күшінің әсер ету
сызығы өтетін нүкте. Ауырлық центрінің
координаттары келесі формулалармен
анықталады
,
,
(3.15)
мұндағы
,
,
–
ауырлық
күштері
түсетін нүктелердің координаттары.
4 Дәріс. Нүктенің және дененің қарапайым қозғалыстарының кинематикасы
Дәрістің мазмұны: кинематиканың кіріспе ұғымдары, нүкте кинематикасы, траектория, нүктенің жылдамдығы мен үдеуі; қатты дененің ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстары.
Дәрістің мақсаты: нүкте қозғалысының және қатты дененің қарапайым қозғалыстарының кинематикалық сипаттамаларын қарастыру.
4.1 Кинематикаға кіріспе
Кинематика – денелер қозғалыстарының геометриялық қасиеттерін, денелердің инерттілігі мен оларға әсер ететін күштерді ескермей зерттейтін механика бөлімі. Қозғалыс ретінде дененің координат жүйесімен бірігіп, санақ жүйесін (СЖ) құрайтын басқа денелерге қатысты кеңістікте орналасуының уақыт өтуімен өзгеруін түсінеді. СЖ кинематикада еркінше таңдап алынады.
Денелердің қозғалысы кеңістікте уақыт өтуімен орындалады. Кеңістік үш өлшемді Евклид кеңістігі ретінде қарастырылады. Уақыт барлық СЖ бірдей өтеді деп есептеледі. Кинематика есептерінде t уақыты тәуелсіз айнымалы (аргумент) ретінде алынады. Басқа айнымалылардың барлығы (арақашықтар, жылдамдықтар және т.б.) t аргументінің функциялары ретінде қарастырылады. Уақыт бір бастапқы уақыт мезгілінен есептеледі.
Кинематика есептерін шешу үшін дененің (нүктенің) қарастырылатын қозғалысы кинематикалық түрде берілу керек, яғни дененің (нүктенің) кез келген уақыт мезгілінде берілген СЖ-не қатысты орналасуы берілу керек. Қозғалысты зерттеу оның берілу тәсілдерін анықтаудан басталады. Кинематиканың негізгі мақсаты – нүктенің (дененің) қозғалыс заңын біліп, қозғалысты сипаттайтын барлық кинематикалық шамаларды табу әдістерін анықтау.
Қозғалатын нүктенің берілген СЖ-не қатысты кескіндейтін үздіксіз сызығы нүктенің траекториясы деп аталады. Траектория түзу болса, нүкте қозғалысы түзу сызықты, қисық болса қисық сызықты деп аталады.
