Физика кафедраси физика фанидан маърузалар

4 – маъруза.
Харакатнинг асосий конунлари.


Куч.

Ÿамма жисмлар бир – бири билан таъсирлашади. Ÿозирги замон физикасида œуйидаги ¢заро таъсирлар мавжуд:

а) Гравитацион – жисмлар орасидаги бутун олам тортишиши ¯исобига таъсир.
б) Электромагнит – œузšалмас ¸ки ¯аракатдаги зарядланган зарралар ¸ки жисмлар орасидаги таъсир.
в) Ядровий – ( икки хил: кучли ва кучсиз) атом ядроси таркибига кирувчи элементар зараччалар характерлайдиган таъсир.
Бир жисмнинг иккинчи жисмга механик таъсири куч дейилади, яъни жисмга тезланиш берадиган катталик. Куч вектор катталик б¢либ, у сон œиймат ¸ки |F|=F₁ модул билан, фазода й¢ланиш билан аниœланади.
Статик ва динамик таъсир.
Кучнинг жисмга таъсири статик ва динамик к¢ришда б¢лади.
1) Статик таъсир деформация к¢ринишда пайдо б¢лади. Деформация деб, жисм ¢лчамлари ва шаклининг ¢згариши миœдор жи¯атдан характерланадиган физик катталикка айтилади. Реал жисм хар доим “œолдиœ деформация”га эга б¢лади, яъни кучни олиб ташлангандан кейин у бошланšич шаклга œайтиб келмайди. Агар деформацияловчи куч кичик б¢лса, деформация œ¢йилган кучга т¢šри пропорционал ß=F ва кучнинг таъсири олингандан кейин бутунлай й¢œолади.
Бу œоида Гук œонуни дейилади. ›анча катта деформация ¯осил œилмоœчи б¢лсак, жисмга шунча катта куч билан таъсир œилиш керак, –эластиклик коэффициенти. Бу коэффициент деформациялана¸тган жисмнинг материалига боšлик ва куч бирлиги таъсиридаги абсолют деформацияга миœдор жи¯атдан тенг. Берилган материал учун  нинг катталигини билган ¯олда ва тажриба асосида деформацияни ¢лчаб Гук œонуни ¸рдамида кучни аниœлаш мумкин. Кучни ¢лчашнинг статистик усули шуларга асосланади, масалан, пружинали тарозида жисмнинг оšирлигини аниœлаш.
2) динамик таъсир жисмлар тезлигининг сон œиймати ва й¢налиши ¢згариши билан ифодаланади, яъни жисмларнинг тангенциал ва нормал тезланиши ¯осил б¢лишида.
Тангенциал куч F ¯аракат й¢налиши билан белгиланади (траекторияга ¢тказилган урунма б¢йлаб) ва тангенциал тезланишни ¯осил œилади. Нормал куч N ¯аракат й¢налишига перпендикуляр й¢налади ва нормал тезланишни ¯осил œилади ( 4.1 - расм).




.

4.1 - расм

Жисм ¯аракатининг ¢згариши билан куч орасидаги миœдорий боšланиш динамика œонунларини ташкил œилади.

Динамиканинг иккинчи конуни.

Тажриба к¢рсатишича, агар иккита бир хил жисмга бир хил кучлар таъсир œилса, бу жисимлар бир хил тезланишга эга б¢лади. Агар жисмга таъсир œила¸тган кучнинг сон œийматини n марта оширсак, тезланиш ¯ам n марта ортади, яъни тезланиш кучга пропорционал
а ~ F (4.1)
Агар бир хил жисмга бир хил кучлар билан таъсир œилмасак, бу жисмларнинг тезланишлари ¯ар хил б¢лади. Миœдорий боšланишни ¯осил œилиш учун жисмни характерлайдиган физик катталик – масса m киритилади. Агар турли жисмлар бир хил материалдан ясалган б¢лса, масса жисмнинг ¯ажмига ¸ки ундаги модда миœдорига боšлиœ б¢лади. Бу жисмларга миœдор жи¯атдан тенг кучлар билан таъсир œилинганда тезланишларнинг ¯ажмга ва массага тескари пропорционал эканлигини к¢рамиз:
(4.2)
(4.1) ва (4.2) ларни умумлаштириб, ни ¯осил œиламиз. Пропорционаликдан тенгликка ¢тганимизда, к – прпорционалик коэффицентни киритиб ни оламиз. К – катталик куч, тезланиш ва массанинг ¢лчов бирлигига боšлиœ. Физикада кучнинг ¢лчов бирлиги œилиб, К = 1 б¢лгандаги œиймати œабул œилинади, у ¯олда : ( вектор к¢ришда)
(4.3)
Бу тенглик динамиканинг иккинчи œонуни (¸ки Ньютоннинг иккинчи œонуни) дейилади жисмларнинг таъсирида олган тезланишларни шу кучга т¢šри, массага тескари пропорционал б¢лади. Динамиканинг иккинчи œонуни к¢пинча œуйидагича ¸зилади:


(4.4)
бундаги жисмнинг массасини классик механикада ¢згармас деб ¯исобланади. Ÿамма ¯олларда масса учун (4.4) формуладан олинган кучнинг тезланишга нисбати œабул œилинади. Жисмнинг массаси œанча катта б¢лса, шунча кичик тезланиш олинади, яъни турли жисмларнинг ¯аракат тезликларини ¢згариши ¯ар хил. У ¯олда бундай жисмларнинг инертлиги ¯ар хилдир. Жисмнинг инертлигини характерлайдиган физик катталик унинг массасидир. Бошœача œилиб айтганда, масса – жисм тезлиги ¢згаришига œаршилик œилувчи катталикдир.
Динамиканинг биринчи œонуни.

Хусусий ¯олларда, жисмга таъсир œилувчи ¯амма кучлар ¢заро мувозанатлашганда ( тенг таъсир этувчи 0 га тенг), ( 4.4) дан а=0 б¢лади, яъни жисм фаœат миœдоран ва й¢налиши билан ¢згармас тезлик билан ¯аракатланади ¸ки тенг ¯олатда б¢лади ,

Айрим ¯олларда, v = 0. Бу динамиканинг биринчи œонуни. Жисмга таъсир œилувчи кучлар б¢лмаганда тенг ¯олатда б¢лади, ¸ки т¢šри чизикли текис ¯аракат œилади.
Бу œонун жуда катта коинот жисмлар учун хам, майда чанг зарраларининг ¯аракати учун ¯ам бирдай ¢ринлидир.


Динамиканинг учинчи конуни
Биз шу давргача жисмларнинг бир томонлама таъсирини к¢рдик, яъни жисмнинг ¯аракатига бошœа жисмларнинг таъсирини. Иккита жисмнинг ¢заро таъсирини œуйдагича ифодалаш мумкин:
Агар бир жисм иккинчи жисмга œандайдир куч билан таъсир œилса, иккинчи жисм ¯ам биринчи жисмга миœдор жи¯атдан тенг ва й¢налиши œарама – œарши б¢лган куч билан таъсирлашади. Турли жисмларга ¸ки бир жисмнинг турли œисмларига œ¢йилган таъсир ва акстаъсир œилувчи кучлар. Масалан. Агар m массали жисм ипга ма¯камланган б¢лса, у вертикал текислик б¢йлаб айланма ¯аракат œилади, жисмга марказга интилма куч таъсир œилади F _см , ипга эса марказдан œочма F _мц куч таъсир œилади.

Инерция кучлари.

Динамиканинг биринчи œонунига асосан, жисмга ташœаридан бошœа жисмлар таъсир œилмаса, у ¢зининг тенг ¯олатини ¸ки бир хил й¢налишдаги ¢згармас тезликли ¯аракатини саœлайди ( жисмнинг инертлиги). Жисмга бошœа жисмлар таъсир œилган ¯олда у ¢з ¯аракатининг тезлиги ¸ки й¢налишини ¢згартиради, учинчи œонун, акстаъсир б¢йича œаршилик ¯ам œилади. Тезлатувчи жисмлар томонидан б¢ладиган бундай акстаъсирлар реал ¸ки Нъютон инерция кучлари дейилади.
Масалан. Ракетка билан урила¸тган теннис коптоги ипни эгади ва ракеткани тормозлайди. Инерция кучи тезлатувчи копток кучига тенг ва тескари й¢налган, яъни F_u =-ma ( m - копток массаси). Олдинги мисолга œайтиб келамиз. Ип жисмга марказга интилма тезланиш беради, яъни унга куч билан таъсир œилади, у айлана маркази томонга й¢налади, у ипга к¢йилган инерция кучи марказга интилма кучга тенг ва тескари й¢налган, яъни . Бу куч марказдан кочма инерция кучи дейилади.

Куч ва жисм импульси.

Динамика œонунларининг œ¢лланилишини к¢рамиз:
а) F куч ¢згармас. Тезланиш : формуладан (¸ки F = ma).
(4.5)
Кучнинг унинг таъсир ваœтига к¢пайтмаси куч импульси дейилади, жисм массасининг ¯аракат тезлигига к¢пайтмаси эса – жиснинг импульси ¸ки ¯аракат миœдори дейилади (4.5) формула шундай уœилади;
Куч импульси жисм импульсининг ¢згаришига тенг.
б) Ваœт ¢тиши билан куч ¢згаради. Куч импульсини J, жисм импульсини ни билган ¯олда, формуладан
ваœт оралиšида
¸ки (4.6)
Яъни ваœтнинг охирги оралиšида ¯ам ¢ша œонунни оламиз.
Динамиканинг иккинчи œонунини бошœача к¢риниши. Ньютон динамиканинг иккинчи œонунини бошœача: ¯аракат миœдорининг (импульснинг) ¢згариши таъсир œила¸тган кучга пропорционал ва охирги томонга й¢налади . Бу формула ваœт ¢тиши билан массанинг ¢згариши б¢лган ¯ол учун ¢ринли;


(4.7)