4-ma’ruza. Kinetik va potentsial energiya

4-ma’ruza. Kinetik va potentsial energiya.

Reja:

4.1. Kuch turlari

4.2. Mexanik ish.
4.3. Ish birligi.
4.4. Quvvat.
4.5. Quvvat birligi. [Vt, Js, ergs, kgms].
4.6. Energiya haqida tushuncha.
4.7. Kinetik energiya.
4.8. Potentsial energiya haqida tushuncha.
4.9. Kinetik energiya.


Tayanch so’z va iboralar: Ish. Quvvat. Energiya. Kinetik Energiya. Potensial Energiya.

4.1. Kuch turlari

Jismlar orasidagi o’zaro ta’sir tabiatiga qarab, kuchlarni elastik, tortishish, ishqalanish, elektr va magnit, yadro va boshqa kuchlarga bo’lish mumkin. Jismning yoki uning qismlari orasidagi vaziyatgagina bog’liq bo’lgan kuchlar mavjud. Ularning jism ustida bajarilayotgan ishi yo’l shakliga bog’liq bo’lmay, faqat jismning fazodagi boshlang’ich va so’nggi holatlarigagina bog’liq bo’lishi mumkin. Bu holda kuchlar maydoni potentsial maydon deyiladi. Kuchlarning o’zlari esa potentsial yoki konservativ kuchlar deyiladi.
Konservativ kuchlarga gravitatsion maydondagi tortishish kuchlari, kuchlar markaziy maydondagi (og’irlik maydondagi) kuchlarni misol qilib olish mumkin.
Bajargan ishi jism bir holatdan ikkinchi holatga qanday yo’l bilan o’tganligiga bog’liq bo’lgan kuchlar nokonservativ kuchlar deyiladi. Qattiq jismlar orasida hosil bo’luvchi ishqalish kuchlari, gaz va suyuqlik harakatida namoyon bo’luvchi yopishqoqlik kuchlari yoki barcha qarshilik (dissipativ) kuchlari, giroskopik, Lorents kuchi nokanservativ kuchlardir.
Kuch ta’sirida:
a) jism o’z vaziyatini o’zgartirib, bir joydan ikkinchi joyga siljishi,
b) jism qismlari bir- biriga nisbatan siljishi yoki deformatsiyalanishi,
v) aqliy ish jarayonida esa, biotok harakati, nerv sistemalarining taranglanishi (deformatsiyasi), yurakning qonni ko’proq miyaga yuborishi va boshqa harakatlar sodir bo’ladi.
Demak, kuch ta’sirida moddiy borliqning bir bo’lagini harakat qilib, siljishi kelib chiqishini anglash mumkin.
Klassik mexanika ko’z bilan kuzatiladigan jismlarning nisbiy siljishini, kvant mexanikasida oddiy holda vositasiz ko’zga ko’rin-maydigan jismlar harakatini, katta tezliklarda sodir bo’luvchi hara-katlarni, biofizikada esa biologik ob’ektlarda kuch ta’sirda o’zgarishlarni o’rganadilar.
Jismlarning o’zaro ta’sirlashishi natijasida mexanik harakat bir jismdan ikkinchi jismga uzatilishi yoki boshqa turdagi harakatlarga o’tishi mumkin. Jismning ta’sirlashishgacha va ta’sirlashishdan so’ng holatlarini miqdoriy o’lchovini hisoblab undagi harakat o’zgarishini topish mumkin.
Materiya harakati barcha turlarining universal o’lchovi sifatida energiya kattaligi olingan. Jarayon davomida harakatning miqdoriy o’zgarishini topish uchun u jismning dastlabki va ohirgi holatlarining energiya farqlarini aniqlash zarur. Energiyaning bu farqi ish deb ataladigan fizik kattalik bilan o’lchanadi.

4.2. Mexanik ish.

Kuch qo’yilgan jismning siljishini xarakterlash uchun mexanik ish yoki ish kattaligi qabul etilgan.
Ish harakatni kuch vositasida bir jismdan boshqa jismga uzatish o’lchovidir, yoki energiyani bir jismdan boshqa jismga o’tish o’lchovidir.
Kuchning va ko’chishning yo’nalishlari turlicha bo’lganda ishning kattaligi kuchning ko’chish yo’nalishiga proektsiyasining ko’chish kattaligiga ko’paytmasiga tengdir yoki ish kattaligi kuch vektorining ko’chish vektoriga skalyar ko’paytmasiga tengdir.
Jismga ta’sir etuvchi F kuch o’zgarmas bo’lib, uning ta’sirida jism S masofaga ko’chgan bo’lsa, kuch va siljish orasidagi burchak F_S deb belgilasak, bajarilgan ish uchun
AF_sSFScos (1)
ifodani yoza olamiz. Bu yerda F_s kuch F ning siljish S yo’nalishga proektsiyasidir. (1- rasm).
Kuch o’zgaruvchi bo’lganda elementar dS yo’lda bajarilgan elementar dA ish
dAFdScos (2)
olinadi. To’la ishni topish uchun elementar ishlar yig’indisini olamiz.
dA_FdScos (3)
Kuchning to’g’ri burchakli koordinata sistemasi o’qlaridagi proektsiyalari bo’yicha bajarilgan elementar ish