O‘lchash natijalarini ishlab chiqish

1-laboratoriya ishi

Erkin tushish tezlanishini aniqlash

Ishning maqsadi: Ma’lum balandlikdan tashlangan jismning tushish vaqtini bilgan holda erkin tushish tezlanishini aniqlash.
Kerakli asbob va materiallar: 1) erkin tushishni o‘rganuvchi qurilma; 2) ”ishchi jism“ - po‘lat sharchalar; 3) elektrosekundomer; 4) kalit; 5) masshtabli chizg‘ich.

NAZARIY QISM

Ma’lumki massaga ega bo‘lgan har qanday jismlar o‘zaro tortishadilar. Nyuton Kepler qonunlari va dinamikaning asosiy qonunlari asosida osmon jismlari harakatini o‘rganib butun olam tortishish kuchini yaratadi. Bu qonun quyidagicha ta’rifdanadi: massalari m₁ va m₂ bo‘lgan va bir-biridan r masofada joylashgan ikkita ixtiyoriy moddiy nuqtalar massalarining ko‘paytmasiga to‘g‘ri proporsional va oralaridagi masofaning kvadratiga teskari proporsional kuch bilan o‘zaro tortishadilar. Bu qonunning matematik ifodasi quyidagicha yoziladi:
F=m₁m₂/r².
bu yerda =6,6710^–11 Nm²/kg² gravitatsiya doimiysi.
Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan moddiy nuqtalar orasidagi bu o‘zaro ta’sir gravitatsion maydon vositasida amalga oshiriladi. Demak, massaga ega bo‘lgan har qanday jism o‘z atrofida gravitatsion maydon hosil qiladi. Erning gravitatsion maydon ta’siri doirasida bo‘lgan har qanday jismga Er tomonidan tortish kuchi ta’sir qiladi. Boshqa kuchlar ta’sir qilmaganida yoki ularning o‘zaro ta’siri kompensatsiyalashganda gravitatsion maydon hosil qilgan tortishish kuchi ta’sirida qiladigan jismning harakatiga erkin tushish deyiladi. Nyutonning 2-qonuniga asosan jism erkin tushish paytida ma’lum tezlanish oladi va bu tezlanish og‘irlik kuchining tezlanishi yoki erkin tushish tezlanishi deyiladi.
Jismlarning gravitatsion jismlarga (masalan, Erga) tortilish kuchiga og‘irlik kuchi deyiladi va u kuyidagicha aniklanadi:
P=mg,
bu yerda g gravitatsion jismning erkin tushish tezlanishi deyiladi. Uning qiymati jism joylashgan nuqtaning vaziyatiga bog‘liq. Og‘irlik kuchi jismning og‘irlik (massa) markaziga qo‘yilgan bo‘lib doimo Er markaziga tomon yo‘nalgan bo‘ladi.
Agar Erning o‘z o‘qi atrofidagi kundalik aylanishlarini hisobga olmasak og‘irlik kuchining qiymatini Er sirtida turgan jismning Erga tortilish kuchi qiymatiga teng deb olish mumkin, yani
mg=mM/R², g=M/R²,
bu yerda M va R – mos ravishda Erning massasi va radiusi. Er sirtidan ma’lum h balandlikda joylashgan nuqtadagi g ning qiymati quyidagicha topiladi:
g_h=M/(R+h)².
Og‘irlik kuchining tezlanishini gravitatsion maydon kuchlanganligi deb ham ataydilar, chunki bu kattalik maydonga kiritilgan moddiy nuqtaning massasiga bog‘lik emas va maydonning kuch xarakteristikasi bo‘la oladi. Oxirgi ifodadan ko‘rinadiki, og‘irlik kuchi va uning tezlanishi har xil planetalar uchun har xil kiymatga ega bo‘ladi, chunki planetalar massalari va radiuslari har xil qiymatga ega. Planeta sirtidan uzoqdashganda og‘irlik kuchi va uning tezlanishining qiymati kamayib boradi.
Og‘irlik kuchidan tashqari yana jism og‘irligi degan tushuncha ham qabul qilingan. Jismning og‘irligi deb og‘irlik kuchi ta’siri natijasida tayanchga yoki osmaga ko‘rsatiladigan ta’sir kuchiga aytiladi. Masalan, tayanchga qo‘yilgan m massali jism tayanch bilan birgalikda yuqoriga a tezlanish bilan ko‘tarilayotgan bo‘lsin. Bu holda jismga ikkita kuch ta’sir kiladi: og‘irlik kuchi P va tayanchning reaksiya kuchi N. Jismning og‘irligi harakatlanayotgan tayanch bilan bog‘langan sanoq sistemasiga nisbatan jism tinch turgani uchun P=mg. Qaralayotgan sistema Er bilan bog‘langan sanoq sistemaga nisbatan a tezlanish bilan harakatlanayotganligi uchun u potensial bo‘ladi va bu sistemaga Nyutonning ikkinchi qonunini qo‘llash uchun jismga ta’sir qilayotgan inersiya kuchini ham hisobga olish kerak. U xolda
+ + _in=0 yoki P–N+F_in=0.