2.Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni
Tabiatning eng muhim
asosiy qonuniyatlaridan biri; unga koʻra, har
qanday berk tizimda energiya yoʻqdan bor boʻlmaydi va yoʻqolib ketmaydi, faqat
bir turdan ikkinchi turga aylanib turadi. Berk tizimda faqat konservativ
(oʻzgarmas) kuchlar mavjud boʻlsa, tizimning toʻliq mexanik energiyasi oʻzgarmas
qiymatga ega boʻlib qoladi, yaʼni kinetik energiya potensial energiyaga aylanib
turadi va aksincha. Agar berk tizimda konservativ kuchlardan tashqari
nokonservativ (oʻzgaruvchan) kuchlar (mas, ishqalanish kuchlari) ham boʻlsa,
tizimning toʻliq mexanik energiyasi vaqt oʻtishi bilan kamayib boradi. Natijada
nomexanik energiyalar: issiqlik yoki kimyoviy, elektromagnit maydon energiyalari
va boshqalar vaqt oʻtishi bilan ortib boradi. Ammo
energiyaning barcha turlari
yigʻindisi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarmaydi. Tizimda sodir boʻlayotgan jarayonlarning
tabiatiga qarab, Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a. q.
turlicha
ifodalanadi va matematik shaklda yoziladi
. Klassik fizikada moddaning saqlanish
qonuni tinch holatdagi massaning saqlanishini ifodalaydi. Holbuki, tinch holatdagi
massa saqlanmasligi mumkin, chunonchi, shunday holda annigilyatsiya hodisasida
roʻy beradi. (4) formuladan tinch holatda turgan jismga turli usullar bilan berilgan
LE energiya jism massasining At ga ortishiga sabab boʻlishini koʻrsatadi.
Barcha moddiy hodisalar uchun, ularning tabiati va xarakteridan,
katta
kichikligi, masshtabidan qatʼi nazar, E.s va a. q.
eng asosiy qonunlardandir
. Fan
sohasidagi yangi gʻoyalar va faktlarda baʼzan E.s va a.q.ni inkor etuvchi ayrim
fikrlar uchrab turgan. Chunonchi, radioaktivlik yoki yemirilish hodisalari E.s va
a.q.ga qarshi kechadi degan fikrlar ham boʻlgan, ammo yuqoridagi radiaktivlik
yoki yarim yemirilish materiyaning saqlanish qonuniga bo'ysunadi (o'sha materiya
ham
aslida energiya, faqat boshqa ko'rinishi). Lekin masalani tegishli ravishda
nazariy va eksperimental tahlil qilish natijasida Energiyaning saqlanish va aylanish
qonuni va a.q. haqiqatan toʻgʻri va universal qonun ekanligi aniqlandi. Elementar
zarralar, galaktikalar va metagalaktikalar dunyosida roʻy beruvchi hodisalarni
oʻrganishda Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a.q. bilan bogʻliq
ziddiyatlar
va
muammolar
hozirgi
zamon
fizikasida
har
tomonlama
tekshirilmoqda.
E.s va a.q.dan tashqari impulsning saqlanish qonuni, impuls momentining
saqlanish qonuni va elektr
zaryadning saqlanish qonuni, h. k.
kattaliklarning
saqlanish qonunlari bor
. Ularning har biri qandaydir simmetriya xususiyati bilan
bogʻlangan. Jumladan, Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a.q. vaqt
simmetriyasi,
vaqtning
bir
jinsliligi
xususiyati
bilan
bogʻlangan
(qarang
Simmetriya
).
Jismlarning o’zaro ta’sir natijasi faqat kuchgagina emas,
balki ularning
o’zaro ta’sirlashish vaqtiga ham bog’liqdir. Bunga quyidagi tajribada ishonch hosil
qilish
mumkin.
Gorizontal oyna ustiga po’lat sharcha qo’yamiz. Sharchaning ustidan kuchli
magnitli tez o’tkazamiz, sharcha joyidan salgina qo’zg’alganini sezamiz. Endi
magnitni sharga ustidan sekinroq o’tkazib, tajribani takrorlaymiz. Bu holda sharcha
harakatga keladi va magnit orqasidan ergashib harakatlanadi. Тajriba o’zaro ta’sir
natijalari o’zaro ta’sir vaqtiga bog’liqligini ko’rsatadi. Shuning uchun fizikada
kuch ta’sirini xarakterlash uchun maxsus kattalik–kuch impulsi kiritilgan.
Kuchning biror vaqt oralig’idagi ta’sirining o’lchovi bo’lib hisoblanuvchi fizik
vektor
kattalikka
kuch
impulsi
deb
ataladi.
Kuch impulsi kuchni uning ta’sir vaqtiga ko’paytmasi bilan o’lchanadi:
I = Ft
I
=1N s
Jism harakatini xarakterlash uchun faqat uning
massasini yoki tezligini
bilish yetarli emas. Shuning uchun mexanik harakatning o’lchovlaridan biri
sifatida
maxsus
kattalik jism
impulsi kiritilgan.
Jism impulsi jism massasining uning harakatlanish tezligiga ko’paytmasi bilan
o’lchanadi:
P = m
p
= 1kg 1m/s =1 kg
m/s
Kuch impulsi va jism impulsi orasidagi bog’lanishni ko’rib o’taylik. Faraz
qilaylik, m massali jism
0
tezlik bilan harakatlansin. Keyin bu jism t vaqt
davomida boshqa jism bilan F kuch bilan o’zaro ta’sirlashsin. Bu o’zaro ta’sir
jarayonida
jism
quyidagi
tezlanish
bilan
harakatlansin:
Biroq Nyutonning ikkinchi qonuni bo’yicha
a=
a =
=
yoki Ft = m
- m
0
Ft
- kuch impulsi
m
0
- jismning o’zaro ta’sirlashguncha impulse
m
- o’zaro ta’sirdan keyingi impulsi.
m
- m
0
- O’zaro ta’sir natijasida jism impulsining o’zgarishi.
Impulsning saqlanish qonuni izolyatsiyalangan sistemalar uchun ta’riflanadi. Faqat
bir-birlari bilan o’zaro ta’sirlashuvi va bu sistemaga kirmaydigan boshqa jismlar
bilan o’zaro ta’sirlashmaydigan jismlar sistemasiga izolyatsiyalangan
yoki yopiq
sistema deyiladi.
Faraz qilaylik, izolyatsiyalangan sistema boshlang’ich paytda tanlangan sanoq
sistemasida mos ravishda
0
va U
0
tezliklarga ega bo’lgan m va M massali o’zaro
ta’sirlashuvchi ikkita jismdan iborat. Biror t vaqt oraliqlaridan so’ng ularning
tezliklari
o’zaro
ta’sirlashish
natijasida
va
Uga
o’zgaradi.
Nyutonning uchinchi qonuniga ko’ra jismlar modullari bo’yicha teng va
yo’nalishlari bo’yicha qarama-qarshi kuchlar bilan o’zaro ta’sirlashadi.
F
1
= -F
2
Bu kuchlarni impuls orqali yozilgan. Nyutonning ikkinchi qonuni bo’yicha
ifodalaymiz:
F
1
=
-F
2
bo’lgani
uchun
Yoki
=
m
0
+ Mu
0
= m
+Mu
Yopiq sistemaga kiruvchi jismlar impulsining vektor yig’indisi bu sistema jismlari
bir-birlari bilan har qanday o’zaro ta’sirida doimiy qoladi.
Yopiq sistema deb hisoblash mumkin bo’lgan jismlar sistemasi
bilan biz tabiatda
va texnikada doimo duch kelamiz. Bunday sistemalar: miltiq va stvoldagi o’q, to’p
va snaryad, raketa qobig’i va undagi yoqilg’i,
Quyosh va sayyoralar
, Yer va uning
yo’ldoshi. O’zaro ta’sir kuchlari ta’sirida sistema jismlaridan birining impulsi
o’zgarsa, albatta boshqa jismlarning impulslari o’zgaradiki, lekin bunda doimo
hamma jismlarning umumiy impulsi o’zgarmay qoladi.
Impuls saqlanish qonunining amaldagi qo’llanilishiga reaktiv harakatni misol qilib
olish mumkin. Jismning biror qismi undan qandaydir tezlik bilan ajralganda paydo
bo’ladigan harakat reaktiv harakat deb ataladi. Reaktiv harakatni hosil qiluvchi
kuchga orqaga itarish kuchi yoki reaktiv kuch deyiladi. Reaktiv kuchning tipik
misoli raketalar harakatidir.
Adabiyotlar:
A.G’.G’aniev, A.K. Avliyoqulov, G.A. Almardonova “Fizika” I –qism 45-53 bet.
X.Axmedov, M.Doniyev,Z.Husanov.Fizikadan ma’ruza matni 2004 yil