INERSIYA KUCHI–“U BARIBIR MAVJUD”MI?
Telyayev S.K.
sukhrobtillo@gmail.com
Nyutonning harakat qonunlari bajariladigan sanoq sistemalar –
inersial sanoq
sistemalar (ISS) deb ataladi. Uzoq vaqtlar davomida bunday sanoq sistema sifatida Yer bilan
bog‘liq sistema qo`llanilar edi. Biroq, 1851 yilda fransuz fizigi Fuko o‘tkazgan tajriba
Yerning o‘z o‘qi atrofida aylanishi natijasida unda tezlanish paydo bo‘lishini va shu sabab u
bilan bog‘liq sanoq sistema inersial bo‘lmasligini ko‘rsatdi. Endi
inersial sanoq sistema
sifatida, katta aniqlik bilan, Quyosh yoki olis yulduzlar bilan bog‘liq sanoq sistemalarni
ishlatish kerak bo‘lib qoldi.Ammo Quyosh yoki yulduzlarga bog‘langan sanoq sistemalarga
nisbatan mexanik harakatni qarab chiqish amalda juda noqulaydir.Aksincha mexanikaning
ba’zi masalalarini tezlanishga ega bo‘lgan sanoq sistemalarga nisbatan qarab
chiqish ancha
qulaylik tug‘diradi.
Xo‘sh, qanday qilib Nyuton qonunlarini tezlanish bilan harakat qilayotgan sanoq
sistemalarda qo‘llash mumkin? Biroq, shu narsa muhimki,har qancha o‘zgartirish
kiritmaylikbunday sistemalarda uning barcha qonunlarni bir xilda bajarilishini ta’minlab
bo‘lmaydi. Eslatib o‘tish joiz, Nyutonning qonunlari ichida eng ahamiyatlisi bu–ikkinchi
qonundir. Shu qonunni tezlanish bilan harakatlanayotgan sanoq
sistemalarda shaklan saqlab
qolish uchun quyidagi tushunchalarni kiritamiz:
1.
Noinersial sanoq sistemalar(NSS).
Noinersial sanoq sistemalar – inersial sanoq sistemalarga nisbatan tezlanuvchan
harakat qilayotgan jismlar bilan bog‘langan sanoq sistemalardir. Bunday sistemalarda
bevosita Nyuton qonunlari bajarilmaydi.
2.
Inersiya kuchlari.
Bu kuchlarning real kuchlarga hech qanday aloqasi yo‘q. To‘rt xil fundamental
ta’sirlashuv (gravitatsion, elektromagnit, kuchli, kuchsiz) natijasida paydo bo‘ladigan to‘rt xil
ta’sir kuchlarining hech biriga inersiya kuchlarini kiritish mumkin emas. Bu kuchlar
jismlarning o‘zaro ta’sirlashuvidan paydo bo‘lmaydi. Demakki, NSSda inersial kuchlar
uchun Nyutonning uchunchi qonuni bajarilmaydi.
Endi eng sodda misolda noinersial sanoq sistemani
va inersial kuchlarni qarab
chiqaylik.
Aravacha polida
massali brusok turibdi. Aravacha poli va brusok shunchalar
silliqki, ular orasidagi ishqalanish kuchi inobatga olinmasa ham bo`ladi. Arvacha
Ox
o‘qi
bo‘ylab
𝑎𝑎⃗
(
|
𝑎𝑎⃗
| =
𝑎𝑎
𝑎𝑎
)
tezlanish bilan harakat boshladi. Bunda Yer bilan bog‘langan inersial
sanoq sistemada brusokka ta’sir qiladigan barcha kuchlar muvozanatlashgan va brusokning
tezlanishi
(
𝑎𝑎
𝑏𝑏
)
nolga teng.
Endi xuddi shu brusok harakatini aravacha bilan bog‘langan NSSda qarab chiqaylik.
Bu sistemada ham brusokka ta’sir qiluvchi natijaviy kuch 0 ga teng. Lekin bu
sistemadabrusok
−𝑎𝑎⃗
(
𝑎𝑎
𝑏𝑏
=
−
|
𝑎𝑎⃗
|)
tezlanish bilan harakatlanmoqda.
Nyutonning ikkinchi qonuni bajarilishi uchun tabiatan sun’iy bo‘lgan kuch kiritamiz.
Mana shu kuch inersiya kuchidir. Bu kuch sanoq sistema noinersialligidan kelib chiqqanligi
uchun unga hech qanday aks ta’sir kuchi mavjud bo‘lmaydi.
Inersiya kuchini miqdor
jihatdan tavsiflash uchun NSS Nyutonning ikkinchi qonuni quyidagicha yozamiz:
(1)
bu yerda
– inersiya kuchi.
Bu kuchning ifodasi shaklan Nyutonning ikkinchi qonuniga o‘xshasa-da, mazmunan
farq qiladi. Nyutonning
ikkinchi qonuni
(2)
ko‘rinishda yozish sabab va oqibatning to‘g‘ri ketma-ketlikda bayon qilinishiga imkon
beradi: (2)- va (1)-ifodalardan ko‘rinib turibdiki inersial sanoq sistemalarda