Formula kuchlari. kuch – formula (Fizika)

3–rasm.
3.Inersial sanoq sistemalari. N`yuton qonunlari. Dinamika deb, mehanikaning kuch ta’siridagi jismlarning harakatini o`rganadigan bo`limiga aytiladi.

Fizika kafedrasi

3.Fizikaviy kattaliklar va ularning о‘lchov birligi. Fizikaviy birliklarning xalqaro sistemasi. 1960 yil oktabrda fizik kattaliklarning Xalqaro sistemasi qabul qilindi. 1961 yilning 24 avgustida oldingi ittifoqda «Sistema internatsionalnaya» s о ‘zlarining bosh xarflari b о ‘yicha SI («Es–I» deb о ‘qiladi) tarzida belgilangan birliklar sistemasi tasdiqlandi. SI da yettita asosiy birlik va ikki q о ‘shimcha birlik qabul qilingan.

1.Uzunlik, metr (m). Kripton–86 atomining 2R₁₀ va 5d₅ sathlari orasidagi о‘tishga mos bо‘lgan nurlanishining vakuumdagi tо‘lqin uzunligidan 1650763,73 marta katta bо‘lgan uzunlik 1 metr deb qabul qilingan.

2.Massa, kilogramm (kg). Kilogrammning xalqaro prototipining massasini 1 kilogram deb qabul qilingan.

3.Vaqt, sekund (s). Seziy – 133 atomi asosiy holatining ikki о‘ta nozik sathlari orasidagi о‘tishiga mos bо‘lgan nurlanish davridan 9192631770 marta katta vaqt 1 sekund deb qabul qilingan.

4.Elektr tokining kuchi, amper (A). Bir amper tok vakuumdagi bir–biridan bir metr masofada joylashgan ikki parallel cheksiz uzun, lekin kesimi juda kichik tо‘g‘ri о‘tkazgichlardan о‘tganda о‘tkazgichlarning har bir metr uzunligiga 2?10 –7 N Amper kuchi ta’sir qiladi.

5.Termodinamik temperatura, Kelvin (K). Suvning uchlanma nuqtasini xarakterlovchi termodinamik temperaturaning 1/273,16 ulishi 1 Kelvin deb qabul qilingan.

6.Modda miqdori, Molg‘ (Molg‘). Uglerod–12 ning 0,012 kg massasidagi moddaning miqdori 1 mol deb qabul qilingan.

7.Yorug‘lik kuchi, kandela (kd). 540?10 12 Hs chastotali monoxromatik nurlanish chiqarayotgan manba yorug‘ligining energetik kuchi 1/683 Vt/Sr ga teng bо‘lgan yо‘nalishdagi yorug‘lik kuchi 1 kandela deb qabul qilingan.

Qо‘shimcha birliklar:

1.Yassi burchak, radian (rad). Aylanada uzunligi radiusga teng bо‘lgan yoyni ajratadigan ikki radius orasidagi burchak 1 radian deb qabul qilinadi.

2.Fazoviy burchak, steradian (sr). Uchi sfera markazida joylashgan va shu sfera sirtidan radius kvadratiga teng yuzli sirtni ajratuvchi fazoviy burchak 1 steradian deb qabul qilingan.
2–MA’RUZA
MAVZU: MEXANIKANING FIZIK ASOSLARI

1.Mexanik harakat va uning nisbiyligi. Sanoq sistemasi. Moddiy nuqta.

3.Inertsial sanoq sistemalari. N’yuton qonunlari.

4.Impul’sning saqlanish qonuni. Reaktiv harakat.

5.Mexanik ish. Quvvat.

6.Energiya. Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni.

1.Mexanik harakat va uning nisbiyligi. Sanoq sistemasi. Moddiy nuqta. Mexanik harakatining eng sodda turi mehanik harakatdir. Jismlarning yoki jism qismlarining fazoda bir–biriga nisbatan vaqt o`tishi bilan siljishi mehanik harakat deb ataladi. Mexanik harakatda bir jismning vaziyati boshqa jismlarga nisbatan o`zgaradi. Masalan, parohod qirgoqqa nisbatan, poezd temir yo`l iziga nisbatan, tramvay, trolleybus, avtobuslar darahtlarga nisbatan harakat qiladi va hakozo. Ammo qirgoq, temir yo`l rel’si va darahtlarning o`zi ham Er bilan birga harakatlanib turadi. Tabiatda multaqo harakatsiz jism yo`q.

Tabiatdagi hamma jismlar harakatda bo`lganligidan har qanday tinchlik nisbiydir.

Har qanday tinchlik nisbiy bo`lgani kabi, har qanday harakat ham nisbiydir.

Fizikaning jismlar mehanik harakatini va nisbiy tinchlik sharoitlarini o`rganadigan bo`limi mehanika deyiladi. Mexanika uch qismga bo`linadi: kinematika, dinamika va statika.

Mexanikaning mehanik harakatni uni yuzaga keltirgan sabablarga bogliq bo`lmagan holda o`rganadigan bo`limiga kinematika deyiladi.

Mexanikaning jismlarning harakat qonunlarini harakatlanayotgan jism massalariga va ta’sir etuvchi kuchlarga bogliq holda o`rganadigan bo`limiga dinamika deyiladi. Mexanikada jismni mehanik harakatga keltira oladigan kuchlar mavjud bo`lganda ham kuzatilayotgan jism o`zining nisbiy tinch yoki muvozanat holatini saqlaydigan hodisalar ham o`rganiladi.

Mexanikaning kuch ta’sirida jismlarning muvozanat holatlarini saqlash shartlarini o`rganadigan bo`limiga statika deyiladi.

Bir harakatning o`zi turli jismlarga nisbatan qaralsa. Turlicha bo`lib ko`rinishi mumkin. Misol uchun harakatdagi avtobus salonida o`tirgan passajir haqida konduktor “passajir harakatsiz o`tiribdi”,–deb aytadi. O`tib ketayotgan avtobusni kuzatuvchi esa, “passajir mendan uzoqlashib bormoqda”,–deydi. Passajir harakatsiz o`tiribdi, deb aytayotgan konduktor passajirning vaziyatini salondagi narsalarga nisbatan qaraydi, kuzatuvchi esa passajirning vaziyatini o`ziga nisbatan yoki yonida turgan jismlarga nisbatan kuzatadi. Ikkala kuzatuvchi passajirning vaziyatini boshqa–boshqa ikki jismga nisbatan kuzatayotgani uchun turlicha hulosaga keladilar. Aslini olganda, ularning ikkalasi ham haqlidir. Shuning uchun jismning harakatini tasvirlashda, ya’ni uning vaziyatining uzgarishini ko`rsatishda, berilgan jismning harakati qaysi jismga yoki jismlar sistemasiga nisbatan qaralishini tanlab olish kerak.

1–rasm.
Mazkur jismning harakati qanday jism yoki jismlar sistemasiga nisbatan qaralayotgan bo`lsa, o`sha jism yoki jismlar sistemasi sanoq boshi sistemasi yoki sanoq sistemasi deb ataladi. Erda jismlarning harakatini tekshirganda sanoq sistemasi qilib odatda Er yoki Erga nisbatan harakatsiz bo`lgan turli jismlar olinadi. Sanoq sistemasi qilib olingan jismga biror koordinatalar sistemasi boglanadi va bunga nisbatan jismlar harakati o`rganiladi. Odatda to`gri burchakli Dekart koordinatalar sistemasi qo`llaniladi. Bu holda jism turgan A nuqtaning vaqtning istalgan paytidagi vaziyati biror shartlashib olingan masshtabda OH o`q bo`yicha o`lchangan x, OY o`q bo`yicha o`lchangan y va OZ o`q bo`yicha o`lchangan z masofalar bilan to`liq aniqlanadi. x, y, z kesmalar A nuqtaning koordinatalari bo`ladi.

Jismlarning harakati haqidagi ko`pgina amaliy masalalarda berilgan jismlarning o`lchami va shakli rol’ o`ynamasdan, balki ularning faqat massasi muhim ahamiyatga ega bo`ladi. Bu holda real jismni shu jism massasiga teng massaga ega bo`lgan nuqta deb qarash mumkin. Ko`rilayotgan harakatda shakli va o`lchamlarini e’tiborga olmasa ham bo`ladigan jism moddiy nuqta deb ataladi. Masalan, Yerning Quyosh atrofidagi harakatini o`rganishda Yer va Quyoshni moddiy nuqtalar deb olish mumkin. Yerning o`z o`qi atrofidagi harakatini o`rganishda esa Yerni moddiy nuqta deb qarash mumkin emas, chunki Yerning shakli va o`lchamlari uning aylanma harakati harakteriga ancha ta’sir ko`rsatadi.

2.Tezlik va tezlanish. Kundalik kuzatishlarimizdan bir jism ikkinchi jismdan tezroq yoki sekinroq harakatlanishini bilamiz. Masalan, poezd samolyotdan sekinroq yoki avtomobil’ velosipeddan tezroq harakatlanadi. Jismlarning harakati goh sekinlashishi, goh tezlashishi mumkin. Masalan, avtobus bekatga yaqinlashayotganida uning harakati sekinlashadi va, aksincha, bekatdan uzoqlashayotganida esa harakati tezlashadi. Jismlar harakatining jadalligini harakterlash uchun tezlik tushunchasi kiritiladi. Vaqt birligi ichida jismning o`tgan masofasining son qiymatiga teng bo`lgan fizik kattalikka tezlik deyiladi. U vektor kattalik bo`lib, v bilan belgilanadi.

2–rasm.
Moddiy nuqta A nuqtadan B nuqtaga egri chiziqli traektoriya bo`ylab harakat qilib, vaqt oraligida yo`lni o`tgan bo`lsin. Moddiy nuqtaning vaqt birligida o`tgan yo`li bilan o`lchanadigan fizik kattalik harakatning o`rtacha tezligi deyiladi:

Traektoriyaning A nuqtasiga AS urinma va AB vatar o`tkazamiz, bu vatar moddiy nuqtaning vaqt oraligidagi ko`chishini ko`rsatadi. O`rtacha tezlikning kattaligi traektoriyaning turli qismlarida turlicha bo`ladi. Chunki u yo`lning kattaligiga yoki huddi shuning o`zi vaqt kattaligiga bogliq bo`ladi. Vaqt oraligini cheksiz kichiklashtirib boramiz, ya’ni deb olamiz. Bu holda B nuqta A nuqtaga, AB vatar yoyga intiladi va ularning har ikkalasi AS urinma bilan ustma–ust tushadi. Shunday qilib, kichik yoy bo`ylab egri chiziqli harakat traektoriyaga A nuqtada o`tkazilgan urinmaning cheksiz kichik kesmasi bo`ylab tugri chiziqli harakatga aylanadi. Shu kichik yo`ldagi o`rtacha tezlik esa A nuqtadagi oniy yoki haqiqiy tezlikka intiladi. Shuning uchun oniy yoki haqiqiy tezlikka intiladi. Shuning uchun oniy tezlikning kattaligi quyidagicha ifodalanadi:

Oniy tezlik traektoriyaga o`tkazilgan urinma bo`ylab yo`nalgan. da ko`chish bilan yo`l (yoy) ustma–ust tushishini nazarga olib,

deb yozish mumkin.

Shunday qilib, traektoriyaning ihtiyoriy nuqtasida harakatning oniy tezligi traektoriyaga o`tkazilgan urinma bo`ylab yo`nalgan,kattaligi jihatidan esa vaqt oraligi nolga intilganda o`rtacha tezlik limitiga teng bo`lgan vektor kattalikdir.

Tezlik birligi qilib shunday harakatning tezligi qabul qilinadiki, bunda jism vaqt birligi davomida masofa borligiga teng yo`lni bosib o`tadi.

SI da tezlik birligi bir sekund ichida bir metr yo`l bosiladigan harakatning tezligidan iborat bo`ladi.

Tezlik ta’rifiga ko`ra .

Vaqt o`tishi bilan tezlikning kattaligi va yo`nalishi o`zgarib boradigan harakat tabiatda ko`p uchraydi. Tezlikning bunday o`zgarishini хarakterlash uchun tezlanish degan fizik kattalik kiritiladi. Vaqt birligi ichida tezlik vektori o`zgarishining son qiymatiga teng bo`lgan fizik kattalikka tezlanish deyiladi. Tezlanish vektor kattalik bo`lib, harfi bilan belgilanadi.

Agar jismning boshlangich tezligi vaqt davomida qiymatgacha o`zgargan bo`lsa, ta’rifga muvofiq tezlanish quyidagiga teng bo`ladi:

Tezlanish birligi qilib vaqt birligi ichida tezligi bir birlikka o`zgaradigan harakatning tezlanishi qabul qilinadi. SI da tezlanish birligi qilib tezligi har sekundda ga o`zgaradigan harakatning tezlanishi qabul qilinadi, ya’ni

3–rasm.
3.Inersial sanoq sistemalari. N`yuton qonunlari. Dinamika deb, mehanikaning kuch ta’siridagi jismlarning harakatini o`rganadigan bo`limiga aytiladi.

Dinamikaning asosiy qonunlari uchta bo`lib, ularni 1687 yili ingliz fizigi Isaak N’yuton (1643–1727) kashf qilgan va uning sharafiga N’yuton qonunlari deb ataladi.

Inertsiya qonuni haqidagi fikr XVII asrning boshlarida mashhur ital’yan fizigi Galileo Galiley (1564–1642) tomonidan aytilgan bo`lib, u Erga tortilishi, havoning ishqalanishi va qarshiligi kabi turli ta’sirlardan ozod bo`lgan jism ideal hollarda o`zgarmas tezlik bilan abadiy harakat qilish kerak degan to`gri hulosaga keldi. Frantsuz fizigi va matematigi Rene Dekart (1596–1650) bu hulosani rivojlantirib, erkin jism o`zining to`gri chiziqli harakatini davom ettirishga intiladi deb uqtirdi.

N’yuton o`zidan oldin o`tgan olimlarning hulosalalariga hamda o`zining kuzatish va tajribalari natijalariga asoslanib, inersiya qonunini dinamikaning birinchi qonuni sifatida qabul qildi va uni quyidagicha ta’riflanadi:

Agar biror jismga boshqa jismlar yoki tashqi kuch ta’sir etmasa, u o`zining nisbiy yoki to`gri chiziqli tekis harakat holatini saqlaydi.

N’yutonning birinchi qonunidan jismga kuch ta’sir qilmasa ( ), u tinch ( ) yoki yo`nalish va kattalik jihatdan o`zgarmas tezlik ( ) bilan harakat qiladi. Shuning uchun ham, N’yutonning birinchi qonunini matematik nuqtai nazardan quyidagicha yozish mumkin:

bo`lsa, yoki bo`ladi

Jismlar o`zlarining tinch yoki to`gri chiziqli tekis harakat holatini saqlash qobiliyatiga inertsiya (lotincha “kotib kolishlik”, “harakatsizlik” demakdir)deyiladi. Shuning uchun N’yutonning birinchi qonuni inertsiya qonuni deb ham yuritiladi.

Inertsiya materiyaning eng umumiy hususiyatlaridan biridir. Barcha jismlar, ular qaerda bo`lishidan qat’iy nazar, inertsiyaga ega.

N’yutonning inersiya qonunini bevosita tekshirish mumkin emas, chunki atrofdagi ta’sirlar (havoning qarshiligi, ishqalanish kuchi, ogirlik kuchi va shu kabilar)ni bartaraf qilib bo`lmaydi. Lekin shunga qaramasdan, ayrim hollarda inertsiyaning namoyon bo`lishini kuzatish mumkin. Masalan, harakatlanayotgan tramvayning tezligi miqdor yoki yo`nalish bo`yicha birlan o`zgarganida tramvaydagi yo`lovchilar o`zlarining dastlabki holatini saqlagan holda, agar tramvayning tezligi kamaya borsa–oldinga, orta borsa–orqaga, tramvay o`ngga burilsa–chapga burilganda–o`ngga ogadilar.

N’yutonning birinchi qonuni har qanday sanoq sistemasida ham bajarilavermaydi. N’yutonning birinchi qonuni bajariladigan sanoq sistemasiga inertsial sanoq sistemasi deyilib, bajarilmaydigan sanoq sistemasiga esa noinertsial sanoq sistemasi deb ataladi.

N’yutonning birinchi qonunidan jismga boshqa jismlar ta’sir qilgandagina uning tezligi miqdor va yo`nalish jihatdan o`zgarishi mumkin ekanligi kelib chiqadi. Bir jismning boshqa jismlarga ta’sirini harakterlovchi fizik kattalikka kuch deyiladi.

Kuch deb, jismlarga tezlanish bera oladigan yoki ularni deformatsiyalaydigan fizik kattalikka aytiladi.

Kuch vektor kattalik bo`lganligidan, kuch ta’sirida jism olgan tezlanish vektorining yo`nalishi hamma vaqt kuchning yo`nalishi bilan mos tushadi.

N’yuton jismga qo`yilgan kuch bilan uning olgan tezlanishi va massasi orasidagi boglanishini aniqlash uchun gorizontal tekis sirtdagi aravachaning kuch ta’siridagi harakatini tekshirib, quyidagi ikkita hulosaga keladi:

1–xulosa: o`zgarmas massali ( ) jismning kuch ta’sirida olgan tezlanishi shu kuchga to`gri proportsional:

2–xulosa: jismlarning o`zgarmas kuch ( ) ta’sirida olgan tezlanishi ularning massalariga teskari proportsional:

Bu xulosalalarga asoslangan N’yuton dinamikaning ikkinchi qonunini quyidagicha ta’rifladi:

Kuch ta’sirida jismning olgan tezlanishi kuchga to`gri proportsional bo`lib, massasiga teskari proportsionaldir, ya’ni:

bunda k–proportsionalllik koeffitsienti bo`lib, (4) formulaga kiruvchi va m kattaliklar qaysi birliklar sistemasida o`lchanganiga bogliq. Agar bu kattaliklar bitta birliklar sistemasida ifodalansa, u vaqtda k=1 bo`ladi.

Shunday qilib, N’yuton ikkinchi qonunining matematik ifodasi bitta o`lchov birliklar sistemasida quyidagi ko`rinishida yoziladi:

jismga ta’sir qiluvchi kuch quyidagicha teng:

Bu tenglik ham N’yuton ikkinchi qonunining matematik ifodasi bo`lib, u quyidagicha ta’riflanadi:

Jismga ta’sir qiluvchi kuch jism massasining uning olgan tezlanishiga ko`paytmasiga teng.

Agar jismga bitta emas bir qancha kuch ta’sir qilayotgan bo`lsa, u vaqtda N’yuton ikkinchi qonunining matematik ifodasini quyidagi ko`rinishda yozish mumkin.

bu erda (grekcha “sigma” harfi) ishora yigindini bildiradi, –jismning olgan tezlanishi, m–uning massasi, –jismga qo`yilgan hamma kuchlarning natijalovchisidir. Binobarin, natijalovchi kuch jismga qo`yilgan hamma kuchlarning vektor yigindisiga teng.

Tabiatda hech qachon bir jismning ikkinchi jismga ta’siri bir tomonlama bo`lmay, har doim jismlar orasida o`zaro ta’sir hosil bo`ladi. 4–rasmda ikki jismning o`zaro ta’siri tasvirlangan. Tajribada va –birinchi va ikkinchi jismga qo`yilgan kuchlar bo`lib, dinamometrning ko`rsatishicha, ular miqdor jihatdan teng. Bu tajriba natijasiga binoan N’yutonning uchinchi qonuni quyidagicha ta’riflanadi:

4–rasm.
Ikki jismning o`zaro ta’sir kuchlari miqdor jihatdan teng va bir to`gri chiziq bo`ylab qarama–qarshi yo`nalgan, ya’ni:

Bu erda va –ta’sir va aks ta’sir kuchlari, ular mos ravishda birinchi va ikkinchi jismga qo`yilgan kuchlar bo`lib, hamma vaqt juft holda mavjuddir.

Eslatma: Jismlarning ta’sir va aks ta’sir kuchlari boshqa–boshqa jismlarga qo`yilgan bo`ladi va shuning uchun ular bir–birini muvozanatlay olmaydi.

N’yutonning uchinchi qonunidagi va kuchlarning o`rniga dinamikaning ikkinchi qonunidan va larni qo`yib, quyidagini olamiz:

Jismlarning o`zaro ta’sir vaqtida olgan tezlanishlari jismlarning massalariga teskari proportsional bo`lib, qarama–qarshi yo`nalgan.

N’yutonning uchinchi qonunidagi ta’sir va aks ta’sir kuchlari bir vaqtda paydo bo`lib, bir vaqtda yo`qoladi va shuning uchun kuchlarning ta’sir vaqtlari o`zaro teng bo`ladi. (10) tenglamaning o`ng tomonidagi surat va mahrajini vaqtga ko`paytirilsa, quyidagi hosil bo`ladi:

bunda , lar birinchi va ikkinchi jismlarning tezliklaridir. Binobarin,

Jismlarning o`zaro ta’sir tufayli olgan tezliklari ularning massalariga teskari proportsional bo`lib, qarama–qarshi yo`nalgan (11) tenglikdan quyidagini yozish mumkin:

Demak, jismlarning o`zaro ta’siridan olgan impul’slari teng va qarama–qarshi yo`nalgan.

4.Impul`sning saqlanish qonuni. reaktiv harakat. Impul’sning saqlanish qonuni aniq bir mehanik sistemadagi jismlarga taalluqlidir, Sistemadagi jismlarga ichki va tashqi kuchlar deb ataluvchi ikki hil kuchlar ta’sir qilishi mumkin.

Tashqi kuchlar deb, sistemadagi jismlarga tashki jismlar tomonidan ta’sir qiluvchi kuchlarga aytiladi.

Ichki kuchlar deb, sistema ichidagi jismlarning o`zaro ta’sir kuchlariga aytiladi. Binobarin, N’yuton uchinchi qonunidagi kuchlarga ichki kuchlar deyiladi.

Tashqi kuchlar ta’sir qilmagan, ya’ni faqat ichki kuchlari mavjud bo`lgan jismlar sistemasiga yopiq va izolyatsiyalangan sistema deyiladi.

N’yutonning ikkin va uchinchi qonunlariga binoan impul’s (harakat miqdori) ning saqlanish qonunining matematik ifodasini osongina isbotlash mumkin.

Faraz qilaylik, yopiq sistemada massalari va bo`lgan ikki jism ichki kuchlar ta’sirida biror inertsial sanok sistemaga nisbatan harakatlanayotgan bo`lsin. N’yutonning uchinchi qonuniga binoan, o`zaro ta’sir qilayotgan ikki jism uchun ta’sir va aks ta’sir kuchlarini quyidagicha yozish mumkin:

N’yuton ikkinchi qonuniga binoan ta’sir va aks ta’sir kuchlari quyidagiga teng:

bunda va lar birinchi va ikkinchi jismning olgan tezlanishlari.Shunday qilib, va larning ifodalarini tenglikka qo`yilsa, quyidagi hosil bo`ladi:

Jismlarning boshlangich tezliklari va bo`lib, t vaqt o`tgandan keyin o`zgarib, va ga teng bo`lib qolsin. U vaqtda jismlarning olgan tezlanishlari mos ravishda quyidagiga teng bo`ladi:

(13) ni (12b) ga qo`yilsa, quyidagiga ega bo`linadi:

Bu formulani quyidagi qulay ko`rinishda yozamiz:

Jism massasi m ning tezligi ko`paytmasi ga jismning impul’si (harakat miqdori) deyiladi.

Bu (14) tenglamaning chap tomonida ikki jismning boshlangich impul’slari yigindisi, o`ng tomonida esa o`sha jismlarning t vaqt o`tgandan keyingi impul’slari yigindisidir. (14) tenglama ikki jism uchun impul’s saqlanish qonunining matematik ifodasi bo`lib, u quyidagicha ta’riflanadi:

Yopiq sistemadagi ikki jism impul’slarining geometrik (vektor) yigindisi har doim o`zgarmas qoladi.

Yopiq sistemadagi jismlar ikkitadan ko`p bo`lganda ham jismlar impul’slarining yigindisi o`zgarmaydi. Shunday qilib, impul’s saqlanish qonunini umumiy ko`rinishda ta’riflash mumkin:

Yopiq sistemadagi barcha jism impul’slarining geometrik (vektor) yigindisi har doim o`zgarmas qoladi. Bu qonun faqat katta jismlar uchungina emas, shuningdek molekulalar, atomlar va elementar zarrachalar uchun ham o`rinlidir.

Impul’s saqlanish qonunining amaldagi qo`llanishiga reaktiv harakatni misol qilib olish mumkin.

Reaktiv harakat deb jismning biror qismi undan qandaydir tezlik bilan otilib chiqqanda jismning olgan qarama–qarshi yo`nalgan harakatiga aytiladi. Reaktiv harakatni hosil qiluvchi kuchga orqaga itarish kuchi yoki reaktiv kuch deyiladi.

Birinchi reaktiv uchuvchi apparat–raketaning loyihasini 1881 yili revolyutsioner–narodnik N.I.Kibal’chik tavsiya kilgan. Planetalararo fazo–kosmosda uchish nazariyasini yaratishda K.E.Siolkovskiyning (1857–1935 y) ishlari katta ahamiyatga ega bo`ldi. Siolkovskiyning goyalari ajoyib olim Sergey Pavlovich Korolyov rahbarligida sovet olimlari va tehniklari tomonidan amalga oshirildi. Sovet olimlari yaratgan birinchi raketalardan biri 1937 yilda sinab ko`rildi. Suyuq yonilgi ilan ishlaydigan birinchi raketa–planeri 1940 yilda erkin uchirildi.

Hozirgi vaqtda Erning sun’iy yo`ldoshi va kosmik kemalarni ko`p bosqichli raketalar yordamida uchish orbitalariga chiqariladi. Ko`p bosqichli raketalarni yasash goyasi Siolkovskiy tomonidan aytilgan bo`lib, amalda uch va to`rt bosqichli raketalarni qo`llash maqsadga muvofiq ekanligi ma’lum bo`ldi.

5.Mexanik ish. Quvvat. Kuchning bosib o`tilgan yo`l davomidagi ta’siri mehanik ish deb ataluvchi fizik kattalik bilan harakterlanadi. Mexanik ish bajarilishi uchun birinchidan jismga ta’sir qilish va ikkinchidan jism siljishi shart.

Mexanik ish bajarilish protsessda materiya harakatining bir ko`rinishi ikkinchi ko`rinishga o`tishi kuzatiladi. Masalan, elektrovoz, trolleybus va tramvaylarning ish bajarish protsessida materiya harakatining elektr ko`rinishi mehanik ko`rishiga aylanadi. Avtomobil’ dvigateli, bug turbinalari va issiqlik mashinalarining ishlash protsessida esa materiya harakatining issiqlik shakli mehanik shaklga aylanadi.

Yuqorida aytilganlarga asoslanib, mehanik ishni quyidagicha ta’riflash mumkin:

Mexanik ish deb, tehnika va tabiat hodisalarida mehanik harakatni materiya harakatining boshqa ko`rinishiga o`tishini yoki uzatilishini miqdor jihatdan harakterlovchi fizik kattalikka aytiladi.

Mexanik ish skalyar kattalik bo`lib, kuch bilan kuch ta’siri yo`nalishida jism bosib o`tgan yo`lning ko`paytmasiga teng, ya’ni:

bunda–A bajarilgan ish, F–jismga ta’sir qiluvchi o`zgarmas kuch, s – o`tilgan yo`l.

4–rasm.
Agar ta’sir qiluvchi kuch ko`chish yo`nalishi bilan burchak tashkil qilsa, bu kuchni ikkita tashkil etuvchiga ajratish mumkin: bulardan biri kuchish bo`yicha yo`nalgan va ikkinchisi ko`chishga normal ravishda yo`nalgan kuchlardan iborat bo`ladi. U vaqtda, ishning ta’rifiga binoan, kuchning faqat tashkil etuvchisi ish bajaradi, ya’ni:

6–rasmdagi chizmadan bo`ladi va uni (15) ga qo`yilsa, yo`l va kuchning yo`nalishi mos kelmagan holdagi ishni hisoblash formulasi kelib chiqadi:

O`zgarmas kuchning bajargan ishi kuchni jism bosib o`tgan yo`liga kuch bilan harakat yo`nalishi orasidagi burchak qosinusi ko`paytmasiga teng.

(16) formuladagi burchakning har hil qiymatlariga mos kelgan hususiy hollarda bajarilgan ishlarni qarab chiqaylik:

1) Agar bo`lsa, bo`lib, o`zgarmas kuchning bajargan ishi maksimal va kuchning yo`lga ko`paytmasiga teng bo`ladi:

2)Agar bo`lsa, bo`lib, o`zgarmas kuchning bajargan ishi musbat bo`ladi. Bu holda jismni harakatlantiruvchi kuch ish bajaradi;

3)Agar bo`lsa, bo`lib, o`zgarams kuchning bajargan ishi nol’ bo`ladi. Masalan, jismning aylana bo`ylab harakatida jism boglangan ipning taranglik kuchi (markazga intilma kuch) ish bajarmaydi;

4)Agar bo`lsa, bo`lib, kuch siljishiga qarama–qarshi yo`nalgan va kuchning bajargan ishi manfiy bo`ladi.

Amalda faqat bajarilgan ishning o`zigina emas, shu bilan birga bu ish qancha vaqtda bajarilganligi katta ahamiyatga ega, Shuning uchun ham turli mashinalarning ish unumdorligi dvigatklning ish bajarish sur’atidan iborat bo`lgan quvvat deb ataluvchi fizik kattalik bilan harakterlanadi.

Dvigatelning quvvati deb, vaqt birligi ichida bajarilgan ishga miqdor jihatdan teng bo`lgan fizik kattalikka aytiladi, ya’ni:

bu erda A–bajarilgan ish, t – shu ishni bajarish uchun ketgan vaqt.

Agar jismning tekis siljishida harakatlantiruvchi kuch ish bajarayotgan bo`lsa, quvvatni harakat tezligi orqali ifodalash mumkin

bunda F –harakatlantiruvchi kuch, –tekis harakat tezligi.

Tekis harakatda quvvat harakatlantiruvchi kuchning tezlikka ko`paytmasiga teng.

O`zgaruvchan harakatda quvvat vaqt o`tishi bilan o`zgarib turadi. Shuning uchun ham bir payt uchun N_t oniy quvvat tushunchasi kiritiladi. Agar (18) dagi tezlik oniy tezlik bilan almashtirilsa, oniy quvvat kelib chiqadi:

O`zgaruvchan harakatda quvvat o`rtacha qiymati bilan harakterlanadi. Agar (18) formuladagi tezlikni yo`lning berilgan qismidagi o`rtacha tezlik bilan almashtirsak, o`rtacha quvvatning ifodasi quyidagicha bo`ladi:

Dvigatelning ishlab chiqaradigan quvvati, hisobdagi quvvatiga yaqin bo`lsa, uning bajargan ishi shunchalik tejamli bo`ladi.

6.Energiya.energiyaning saqlanish va aylanish qononu. Tashqi kuchlar yoki jismlar sistemasi ish bajarsa, ularning harakati. ya’ni energiyasi o`zgaradi.

Jism va jismlar sistemasining energiyasi deb, ularning ish bajara olish qobiliyatini harakterlovchi fizik kattalikka aytiladi.

Energiyaning o`zgarishi jismning ma’lum sharoitda bajarilishi mumkin bo`lgan ishi bilan o`lchanadi. Shuning uchun ham energiyaning o`lchov birliklari bo`lib ish birliklari Joul’, erg, kGm va hokazolar hizmat qiladi. Mexanikada harakatlanuvchi, Er yuziga nisbatan balandda turgan, deformatsiyalangan va hokazo jismlarning ish bajara olish qobiliyati, ya’ni energiyasi kinetik va potentsial energiyalarga ajraladi.

Jismning kinetik energiyasi deb, uning mehanik harakat energiyasiga aytiladi.

Harakatlanayotgan har qanday jism kinetik energiyaga ega bo`lib, uning energiyasi massasi bilan tezligiga bogliqdir. Tekis harakatlanayotgan jismning tezligi o`zgarmaganligi uchun kinetik energiyasi ham o`zgarmaydi.

Kuch ta’sirida jism kinetik energiyasining o`zgarishi, shu kuchning bajargan ishiga teng:

bu erda F_ishq –ishqalanish kuchi. N’yuton ikkinchi qonuniga binoan

teng, s –o`tilgan yo`l esa harakat formulasiga binoan

(b)
bo`ladi, bunda –jismning boshlangich tezligi va esa ohirgi tezligi bo`lib nolga tengdir, a –tezlanish.

Shunday qilib, (a) va (b) larni (19) ga qo`yilsa, jismning kinetik energiyasini hisoblash formulasi kelib chiqadi:

Jismning kinetik energiyasi massa bilan tezlik kvadrati ko`paytmasining yarmiga teng.

Mexanik sistemaning kinetik energiyasi sistemani tashkil qilgan jismlarning (yoki moddiy nuqtalarning) kinetik energiyalarining sigindisiga teng:

bunda m_i –sistemadagi i –jismning (yoki moddiy nuqtaning) massasi, –uning tezligi.

Potentsial energiya deb, o`zaro ta’sir qilayotgan jismlar yoki jism qismlarining bir–biriga nisbatan paydo bo`lgan va ular bir holatdan ikkinchi holatga o`tganda bajarilishi mumkin bo`lgan ish bilan o`lchanadigan fizik kattalikka aytiladi.

Shunday qilib, potentsial energiya jismlarning yoki jism qismlarining o`zaro ta’siri natijasida hosil bo`ladigan energiyadir. Potentsial energiyaga jism bilan Er va siqilgan yoki chuzilgan prujinalarning o`zaro ta’sir energiyalari misol bo`la oladi.Ta’rifga binoan h balandlikdagi jismning Erga nisbatan potentsial energiyasi, jismning bu balandlikdan tushishida ogirlik kuchining bajargan ishi A=Ph ga teng bo`ladi.

Agar potentsial energiya W_п bilan belgilansa,

bu erda P –jismning ogirligi, m –uning massasi, g–erkin tushish tezlanishi, h –tushish balandligi.

Yer sirtidan balandlikka ko`tarilgan jismlardan tashqari deformatsiyalangan elastik jismlar ham potentsial energiyaga ega bo`ladi. Masalan, chuzilgan elastik jismning potentsial energiyasi, uning siqilishidagi elastik kuchning bajargan ishiga teng:

Ma’lumki, Guk qonuniga binoan elastiklik kuchi jismning absolyut deformatsiyasi ga proporsional bo`lganligi sababli tekis o`zgaruvchan kattalikdir. Bu kuchning bajargan ishini, uning o`rtacha qiymati, ya’ni ni o`tilgan yo`l ga ko`paytrib topish mumkin:

Buni (a) ga qo`ysak, deformatsiyalangan elastik jism potentsial energiyasi kelib chiqadi:

(24)
Guk qonuniga binoan elastik kuchning absolyut qiymati bo`lgani uchun uni (24) ga qo`ysak,

ga ega bo`lamiz. Bunda k –jismning kattiklik bikrlik koeffitsienti –absolyut deformatsiya.

Deformatsiyalangan elastik jismning potentsial energiya kattiklik koeffitsientini absolyut deformatsiyaning kvadratiga ko`paytmasining yarmiga teng.

Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©atelim.com 2016
rəhbərliyinə müraciət

Formula kuchlari. kuch – formula (Fizika)

deyarli imkonsiz bir vazifani – so’z «kuch», unga aniq tushunchasini berish, shunday qilib, keng tarqalgan. aqli kuch mushak kuchi Varete uning g’oyalari ko’milgan butun spektrini qamrab olmaydi. aniq belgilangan ma’no va ta’rifi bor jismoniy miqdor deb hisoblanadi kuchi. asosiy parametrlari versus kuch: formula matematik kuch modelini belgilaydi.

tadqiqot kuch tarixi parametrlari va qo’shadi eksperimental isboti qarab ta’rifini o’z ichiga oladi.

Fizika kuchi

kuch – o’lchovidir organlarining bahamjihat. bir-biriga o’zaro harakat organlari butunlay tezlik yoki organlar deformatsiyalari o’zgarishlar bilan bog’liq jarayonlar ta’riflaydi.

va uning o’lchov uchun qurilma – dinamometrik – jismoniy miqdori kabi (Nyuton SI tizimida) bir kuch birligidan ega. operatsiya dinamometrik tamoyili bahor dinamometrenin elastik kuch bilan tanada bajaruvchi kuchga taqqoslash asoslangan.

1 Nyuton kuch kuch qabul qilingan uchun, 1 kg tana og’irligiga ta’siri ostida 1 soniyada 1 m uning tezligi o’zgaradi.

tomonidan belgilangan vektor miqdor sifatida kuchi:

• harakat yo’nalishi;
• qo’llash nuqta;
• moduli, mutlaq qiymati.

o’zaro tasvirlab, albatta, bu parametrlarni ko’rsatadi.

tabiiy o’zaro ta’sir turlari: zaif, kuchli, gravitatsion, elektromagnit. Tortishish kuchi (kuch , uning turli og’irlik – og’irlik kuchi) tufayli har qanday organi bo’lgan massa atrofidagi gravitatsion sohalarda ta’siri mavjud. Gravitatsiya o’rganish maydon hali tayyor emas. maydon manbai hali mumkin emas toping.

kuchlar bir katta soni moddani tashkil etuvchi atomlarning elektromagnit o’zaro kelib chiqadi.

bosim kuchi

Yer organi bilan reaksiyaga olib, u yer yuzasiga bosim o’tkazadi. bosim kuchi, formula shaklida bo’ladi: tana ommaviy (m) tomonidan belgilangan P = mg. gravity (g) jadallashtirish Yer turli kengliklarda turli qiymatlarni mavjud.

vertikal bosim kuchi qo’llab-quvvatlash yuzaga keladigan yo’nalishi elastik amaldagi kattaligi teng va qarama-qarshi bo’ladi. Formula kuchlari shunday tana harakati bilan farq qiladi.

tana og’irligi o’zgarishlar

tufayli Yer bilan o’zaro qo’llab-quvvatlash to’g’risidagi tana harakat yana tez-tez tana og’irligi deb ataladi. Qizig’i shundaki, tana og’irligi qiymati vertikal yo’nalishda harakatga jadallashtirish bog’liq. bepul kuz jadallashtirish jadallashtirish uchun qarama-qarshi yo’nalishda, vazn daromad yuz holda. tana tezlatish tortishish yo’nalishi bilan bir vaqtga to’g’ri keladi bo’lsa, tana og’irligi kamayadi. Misol uchun, bir lift esa, sog’lomlashtirish boshida bir odam bir muddat kilogramm Signallarni his. uning ommaviy o’zgarib, deb hisoblashmagan, zarur emas. Shu bilan birga, biz “tana og’irligiga” va “ommaviy” tushunchasini baham.

elastik kuch

tana shakli o’zgarishi (deformatsiyalar) asl shakli tanani qaytib istagi bir kuch bor bo’lsa. Bu kuch nomini “elastik kuch” berildi. Bu tufayli tanasini tashkil etuvchi zarrachalar elektr o’zaro paydo bo’ladi.

oddiy tanglikni ko’rib chiqaylik: qisish va siqishni. ularni kamaytirish – cho’zilgan organlari chiziqli o’lchovdagi ortib, siqish bilan birga bo’ladi. Soni tanasi cho’zilish deb nomlangan jarayonlarini tavsiflovchi. uning “X” belgilaymiz. Formula elastik kuch bo’shliqqa bevosita bog’liq bo’ladi. Har bir tana boshdan deformatsiyalar o’z geometrik va fizik parametrlarini ega. tana va elastik koeffitsient bilan belgilanadi qilingan qaysi materiallar xususiyatlari elastik deformatsiyalar qarshilik bog’liqligi uning og’rig’iga (k) deb ataladi.

elastik hamkorlikning Matematik model Hook qonuni bilan tasvirlanadi.

tananing deformatsiyalari tomonidan hosil kuchlari, tananing individual qismlari joyidan yo’nalishda qarshi qaratilgan, uning uzayishi to’g’ri proportsional bo’ladi:

• F _y = -kx (vektor namoyish bilan).

belgisi “-” deformatsiyalari va kuch qarama-qarshi yo’nalishini ko’rsatadi.

skalar shaklida, salbiy belgisi yo’q. egiluvchan kuch, quyidagi shakl F _y = KX ega bo’lgan formula, faqat elastik buzilish paytidagi ishlatiladi.

toki bilan magnit maydon o’zaro

bir to’g’ri oqim magnit maydon ta’siri bilan tasvirlanadi Amper qonuni. Agar joriy tashiydigan dirijyor magnit maydon Havoriylar unga joylashtirilgan bilan kuch, Amper kuchini chaqirdi.

bir harakat elektr zaryad bilan magnit maydonlarining o’zaro ta’sir kuch namoyon sabab bo’ladi. shakl F ega amper ning formula = IBlsinα bog’liq magnit kirish sohasida (B), dirijyor (l), faol qismi uzunligi joriy dirijyor (I) va joriy yo’nalishi va magnit induksiyasi orasidagi burchak.

so’nggi qaramlik tufayli o’tkazgich yoki joriy o’zgarishlar yo’nalishini aylantirib qachon magnit maydon vektor Havoriylar o’zgarishi mumkin, deb aytish mumkin. Chap qo’l qoida siz harakatning yo’nalishini belgilash imkonini beradi. chapga qo’l magnit kirish vektor xurmo kiritilgan, shunday joylashganki bo’lsa, to’rt barmoq dirijyor joriy yo’naltirildi, keyin magnit maydon yo’nalishini ko’rsatadi beradi 90 ° bosh barmoq bilan egildi.

Bu ta’sir insoniyatning foydalanish elektr motorlar, masalan, topildi. kuchli Elektromagnit tomonidan yaratilgan magnit maydon tufayli rotor aylantirish. kuchi formulasi Dvigatel quvvati o’zgartirish imkoniyati bir ishora beradi. Dvigatel quvvati ortishiga olib keladi dala moment ortadi bir amper ko’payishi yoki kattaligi bilan.

zarracha orbitasida

keng elementar zarralar o’rganish ommaviy-spectrographs ishlatiladigan bir ayblov bilan magnit maydonlarini o’zaro hamkorligi.

Ushbu sohada faoliyat Lorentz quvvati, deb atalgan bir kuch, sabab bo’ladi. zaryadlangan zarracha ma’lum bir tezlik bilan harakat magnit maydon sanchiladi qachon Lorentz kuchga, shakl F ega bo’lgan formula = vBqsinα, atrofi davomida zarralar harakatini sabab bo’ladi.

moduli zarracha tezligi, elektr zaryad – – q, – magnit kirish maydon, α – tezlik va magnit induksiyasi orasidagi burchak, bu matematik model V.

kuch va tezlik buyon aylana (yoki bir doira bir yoyi) harakat A zarracha, bir-biriga 90 ° burchak ostida yo’naltirilgan. chiziqli tezligi yo’nalishini o’zgartirish tezlashtirishga olib keladi.

Yuqorida muhokama chap qoida, Lorentz kuchga o’rganish sodir bo’ladi: chap magnit kirish, bir chiziq uzaytirilishi to’rt barmoq, bir musbat zaryadlangan zarrachaning tezligi yuborilgan xurmo qismi bo’lgan shunday bir tarzda joylashgan bo’lsa, u holda 90 ° egildi thumb kuch yo’nalishini ko’rsatadi.

plazma muammolari

magnit maydon o’zaro va cyclotrons ishlatiladigan moddalar. plazma laboratoriya o’rganish bilan bog’liq muammolar yopiq idishlarda uni saqlab qolish imkonini bermaydi. Yuqori iyonize gaz faqat yuqori haroratlarda mavjud bo’lishi mumkin. bitta Manzil kosmosda plazma, magnit maydonlari orqali, yigiruv gaz, bir xalqqa mumkin saqlab. Nazorat Termoyaderli Reaksiyalar magnit maydonlari orqali yuqori harorat plazma yigiruv kabeli kabi o’rganib mumkin.

iyonize gaz in Vivo jonli magnit maydon misol – Aurora. Bu muhtasham ko’rish Yer yuzasining yuqorida 100 km balandlikda Arctic Circle kuzatilmoqda. Sirli rang-barang qizg’in gaz faqat XX asrda tushunish mumkin. qutblarda Yer magnit maydoni muhitida quyosh shamoli kirishining oldini olish mumkin emas. Eng faol radiatsiya atmosferaning iyonlaşmalı sabab, magnit induktsiya satrlarni davomida qaratilgan.

Hodisalar harakat zaryad bilan bog’liq

Tarixan, dirijyor joriy oqimini aks ettiruvchi asosiy miqdori, joriy chaqirdi. Qizig’i shundaki, bu tushuncha kuch bilan, albatta, hech narsa fizika emas. dirijyor tasavvurlar orqali vaqt birligi hozirgi zaryad o’z ichiga olgan formula qaysi amper, shakl bor:

• Men = q / t, t – zaryad Q vaqti oqimi.

Aslida, hozirgi kuch – haq miqdori. o’lchov birligi bu N. farqli o’laroq Amper (A), deb

ish kuchini aniqlash

materiallar kuch ish bajarish bilan birga bo’ladi. Ish kuchi – uning ta’siri ostida sayohat kuch marta masofa mahsulot va kuch va joyidan yo’nalishlari o’rtasidagi burchak kosinusiga ularning soni teng jismoniy miqdor.

kuch ish imtiyozli, formula, shakl = FScosα bo’lgan kuch miqdorini o’z ichiga oladi.

tananing harakat energiyasi bir vaqtning o’zida o’zgarish ko’rsatgan, bir organ yoki deformatsiya tezligi o’zgarishi bilan birga bo’ladi. Ish kuchi hajmiga bevosita bog’liq.