Ózbekstan respublikasi joqari hám orta arnawlí bilimlendiriw ministrligi

Jumıstıń maqseti: Joqarı oqıw orınlarında ulıwma fizika kursınan “Terbelisler hám tolqınlar” temasın oqıtıwda talabalardıń bilimin tereń hám mazmunlı bolıwın támiynlew hámde bilim beriwdiń nátiyjeliligin asırıw jolların úyreniw, analizlew, oqıtıw metodikasın rawajlandırıwdan ibarat.
Sheshiliwi kerek máseleler: Joqarı oqıw orınlarında mexanika bólimine tiyisli terbelisler hám tolqınlar temasın oqıtıwda hár qıylı usıllardan paydalanıw.
İzertlew óbekti: Oqıw orınlarında fizika pánin oqıtıw processi.
İzertlew predmeti: Joqarı oqıw orınlarında terbelisler hám tolqınlar temasın oqıtıwdıń formaları, metodları hám quralları.
Kurs jumısınıń dúzilisi: Bul jumıs kirisiw, tiykargı bólim, juwmaqlaw, paydalanılǵan ádebiyatlardan ibarat.
I BAP. TERBELISLER HAQQÍNDA ULÍWMA MAǴLÍWMAT.
I.1. Terbelisler haqqında tiykarǵı túsinikler

Tábiyat hám texnikada júdá kóp tarqalǵan tákirarlanıwshı processlerge tiykarında terbelisler hám olardı payda etken tolqınlar jatadı. Waqıt ótiwi menen ózgerip turatuǵın process hár qıylı fizikalıq mánislerge ıye bolıwı múmkin. Bunday processlerge saat mayatnikiniń teń salmaqlılıq jaǵdayınan awısıwı, shınjırdaǵı awısıw kúshi, ishki yamasa sırtqı temperatura. Biziń planetamızdıń turmısında da terbelmeli qozǵalıs júz beredi. Ol bolsa okean hám teńizlerde suwdiń qalqıp kóteriliwi hám suwdiń qaytıwı, jer silkiniwi. Tiri organizmde de terbelis júz beredi ol bolsa júrek urıwı, sestiń tarqalıwı. Jer silkiniwler waqtında túrli imaratlardıń wayran bolıwı topıraq terbelisleri menen baylanıslı bolıp, olar imaratlarǵa uzatıladı hám olarda úlken ishki kernewlerdi keltirip shıǵaradı, bul bolsa wayran bolıwına alıp keledi. Hawa hám teńizdegi baxtsız hádiyseler kóbinese keme korpusında yamasa samolyot qanatlarında júz beretuǵın úlken terbelisler sebepli júzege keledi. Terbelislerdiń tábiyatı hám sebeplerin úyreniw ulıwma fizika kursınıń bólimlerinen biri bolıp tabıladı. Fizikanıń terbelisler teoriyası dep atalatuǵın bólimi ámeldegi bólim bolıp, ol jaǵdayda túrli terbelis processleri birden-bir kóz qarastan kórip shıǵıladı.

Fizikalıq tábiyatına qaray terbelislerdiń eki túri bar. Olar bolsa mexanikalıq hám elektromagnit terbelisler. Terbelip atırǵan dene bárháma basqa deneler menen baylanıslı hám olar menen birge sistemanı quraydı. Sol sebepli payda bolǵan sistema terbelip atırǵan sistema dep ataladı.
Demek terbelisler degenimiz ne? degen soraw payda boladı.
Terbelisler dep waqıt ishinde málim bir tákirarlanıw menen xarakterlenetuǵın háreketler yamasa processlerge aytıladı. Terbelisler hám tolqınlar átirapdaǵı dúnyada zárúrli rol oynaydı.
Texnika hám tábiyatda ushıraytuǵın túrli kórinistegi terbelisler birdey nizamlıqlarǵa boysunadı.
Terbelmeli qozǵalıstıń tiykarǵı belgilerinen biri onıń udayı tákirarlanatuǵınlıǵı bolıp tabıladı. Hár qanday udayı tákirarlanatuǵın túrde tákirarlanıwshı háreket tómendegi fizikalıq shamalar menen xarakterlenedi: amplituda, dáwir, jiylik, faza, dóńgelek yamasa ciklik jiylik.
Terbelis dáwiri dep bir ret tolıq terbelis ushın ketken waqıtqa muǵdar tárepten teń bolǵan fizikalıq shamaǵa aytıladı. Terbelis dáwiri T hárıbi menen belgilenedi hám tómendegi formula menen anıqlanadı :
(1)
bunda: t –terbelis waqtı;
N –terbelisler sanı.
SI sistemasında dáwir sekundta ólshenedi:
Terbelis jiylig háribi menen belgilenedi hám tómendegi formula menen anıqlanadı:
(2)
(Gerc).
Terbelis jiyligi SI sistemasında Gercte ólshenedi.
Terbelis dáwiri hám jiyligi arasındaǵı baylanıs tómendegishe boladı:
yaki (3)
Bul ańlatpadan kórinip tur, dáwir menen jiylik bir-birine sáykes keri baylanısta.
Terbelis amplitudası dep terbeliwshi noqat yaki sistemanıń teń salmaqlılıq jaǵdayınan eń úlken shetki aralıǵına teń bolǵan shamaǵa aytıladı.
Amplituda A háribi menen belgilenedi hám onıń birligi etip metr (m) qabıl qılınǵan. [A] = 1 m
Terbelislerdi ekige bólip úyrenemiz,
-erkin terbelisler
-májbúriy terbelisler dep.
Erkin terbelisler dep, sistemaǵa sırtqı kúshler tárepinen berilgen dáslepki energiya esabınan payda bolıp, sońınan sistemaǵa basqa tásir bolmaǵanda da dawam etetuǵın terbelislerge aytıladı.



1-súwret. Mexanikalıq terbelis.
Amplitudası A nıń waqıt boyınsha ózgeriwine qarap terbelisler eki túrge, sónbes hám sóniwshi terbelislerge bólinedi [2].
Waqıt ótiwi menen amplitudasınıń moduli turaqlı qalatuǵIn terbeliske sónbes terbelis delinedi.
1. Erkin (sónuvchi) terbelisler.
Ortalıqtıń qarsılıgı tezlikke sızıqlı baylanıslı bolsın:
(4)
(5)
qarsılıq coefficient, -shama sóniw kórsetkishi.
(6)
(7)
(8)
Bul jerde -sóniwdiń logarifmlik dekrementi delinedi.

2-súwret. Sóniwshi terbelislerde denenińn koordinatasınıń waqıtqa
ǵárezlilik grafigi.
2. Májburiy terbelisler.
Dáwirli tákirarlanıwshı sırtqı kúshler tásirinde júzege keletuǵın sónbes terbelisler májburiy terbelisler dep ataladı hám olardıń háreket teńlemesi tómendegishe boladı:
(9)
(10)
(11)
Májbúriy terbelistiń teńlemesiniń sheshimi tómendegishe boladı:
(12)
(13)
(14)
3. Rezonans
Májburiy terbelisler jiyliginiń jeke terbelisler jiyligine teńleskende Amplitudanıń keskin asıp ketiwine rezonans dep ataladı.
(15)
(16)
Rezonans iymek sıziǵi súwrette kórsetilgen formaǵa iye.

Rezonans jiyliginde terbelis amplitudası kóp ret artadı. Ímaratlardı qurıwda rezonans hádiysesin esapqa alıw kerek. Bul obektlerdiń tábiyiy terbelis jiyligi bul obektler dus keliwi múmkin bolǵan májburiy terbelisler jiyliginen uzaqta bolıwı kerek. Keri jaǵdayda, úlken amplitudalı terbelisler júzege keledi, bul bolsa jaqsı emes jaǵdayǵa alıp keliwi múmkin.

Sonıń menen birge, rezonans hádiyseleri zárúr terbelislerdi bir neshe ret kúsheytiw zárúr bolǵanda júdá paydalı bolıwı múmkin. Bul hádiyse radiotexnikada, akustikada hám oǵada anıq ásbaplardı jaratıwda keń qollanıladı.
Óz-ózinen terbelisler texnologiyada zárúrli rol oynaydı. Óz-ózinen terbelisler dissipativ sistemada turaqlı sırtqı energiya dáregi tárepinen saqlanatuǵın sónbeytuǵın terbelisler dep ataladı jáne bul terbelislerdiń qásiyetlerin sistemanıń ózi belgileydi.



3-súwret. Terbelisler amplitudasınıń jiylikke ǵárezli ózgeriw grafigi.

Terbelip atırǵan noqattıń halın hám berilip atırǵan payttaǵı qozǵalısınıń baǵıtın hám qozǵalıp atırǵan shama terbelis fazası dep ataladı.

Terbelis fazası yaki fazalıq múyesh háribi menen belgilenedi hám radianlarda esaplanadı: .
2 sekund ishinde júz beretuǵın terbelisler sanına san jaǵınan teń bolatuǵın shamaǵa dáwirli yaki cikllik jiylik dep ataladı hám háribi menen belgilenedi.
Terbelmeli qozǵalıstıń dáwiri T, jiyligi hám cikillik jiyli tómendegishe qatnasqa iye:
(4)
(5)
Terbelis fazasın dáwir T hám jiylik arqalı ańlatıw múmkin:
(6)
Avtoterbelisler. Sónbeytuǵın májbúriy terbelislerdiń bolıwı ushın sırtqı dáwirli kúsh tásir etip turıwı kerek. Biraq, sistemadaǵı terbelisler sırtqı dáwirli kúsh tásirisiz de sónbeytuǵın bolıwı múmkin. Eger erkin terbele alatuǵın sistemanıń ishinde energiya deregi bolsa hám bul derekten terbeliwshi denege joǵaltqan energiyanıń ornın qaplaw ushın zárúr energiyanıń kelip turıwın sistemanıń ózi tuwrılap tura alsa, bunday sistemada sónbeytuǵın terbelisler payda boladı. Mayatnikli, ápiwayı saat bunday tiptegi sistemanıń eń ápiwayı mısalı esaplanadı. Bul sistema belgili energiya zapasına, yaǵnıy jerden qanday da biyiklikke kóterilgen júktiń potencial energiyasına yamasa qısılǵan prujina energiyasına iye. Energiya dereginen támiyinleniwi sebepli sónbeytuǵın terbelisler payda etetuǵın sistemalar avtoterbelisli sistemalar dep ataladı. Elektr qońıraw, insannıń júregin hám ókpesin de avtoterbelisli sistema dep qaraw múmkin. Sistemada sırtqı dáwirli kúsh tásirisiz ishki derek tásirinde bola alatuǵın sónbeytuǵın terbelisler avtoterbelisler dep ataladı. Májbúriy terbelisler jiyiligi sırtqı kúsh jiyiligi menen birdey boladı. Avtoterbelislerdiń jiyiligi hám amplitudası sistemanıń jeke ózgeshelikleri menen belgilenedi. Avtoterbelisler amplitudası usı terbelislerdi payda etken dáslepki qısqa waqıtlı tásir (túrtki) shamasına baylanıslı emes [4].