Физика курси I

М ЕХА Н И КА Н И Н ГФ И ЗИ К АСОСЛАРИ
1.1-§. МЕХАНИКА МАВЗУИ
Физиканинг механика бўлимида жисмларнинг ҳаракат ва 
мувозанат қонунлари ўрганилади. Материянинг ҳар қандай ўзгари- 
ши — ҳаракатдир. Материянинг энг содда ҳаракатларидан би- 
ри механик ҳаракат бўлиб, м е х а н и к
ҳ а р а к а т деганда 
жисмларнинг ёки жисм кисмларининг бир-бирига нисбатан кўчиши 
тушунилади. Осмон жисмлари, футбол тўпи, дарёдаги сув, тайёра 
(учоқ, самолёт), соат мили, қўзғалмас ўк атрофида айланувчи жисм 
ва бошқаларнинг ҳаракатлари механик ҳаракатга мисол бўла 
олади.
Механика асосан икки қисмга — кинематика ва динамикага 
бўлинади. Кинематикада ҳаракатни уни юзага келтирувчи са- 
бабларни ҳисобга олмаган ҳолда ўрганилади. Динамикада эса 
жисмлар ҳаракатини ўрганиш мазкур ҳаракатни юзага келтирувчи 
сабабларга боғлаб олиб борилади, яъни динамика жисмларнинг 
ўзаро таъсири натижасида уларнинг тинч ҳолатининг ёки ҳаракати- 
нинг ўзгаришини ўрганадиган механиканинг бир бўлимидир.
Физиканинг механика бўлими 
(ўзининг ҳозирги тараққиёт 
босқичида) Ньютон механикасини, релятив механикани ва квант 
механикасини ўз ичига олади. Ньютон механикаси макроскопик 
жисмларнинг «секин» ҳаракатларини ўрганиш билан шуғулланади. 
М а к р о с к о п и к ж и с м л а р деганда ғоят кўп сондаги атом ва 
молекулалардан ташкил топган жисмларни тушунамиз. « С е к и н »
(ёки норелятив) ҳ а р а к а т дейилганда тезликлари ёруғликнинг 
вакуумдаги тезлиги (с=300000 км/с) дан жуда кичик бўлган 
ҳаракатларни тушуниш керак.
Қиёс сифатида шуни айтиш керакки, Ернинг сунъий йўлдошлари- 
нинг ҳаракати (тезликлари ж 8 км /с), Ернинг Қуёш атрофида 
ўз орбитаси бўйлаб қиладиган ҳаракати (у = 30 км /с), Қуёш 
тизимидаги сайёралар, думли юлдузлар (кометалар) ҳаракати, 
тайёра (самолёт)лар ҳамда оддий юк ташиш воситаларининг 
ҳаракатлари секин ҳаракатларга мисол бўлади. Исталган моддий 
нуқталар, самовий жисмлар, сунъий йўлдошлар, фазовий кема- 
ларнинг ҳаракаГлари ва уларнинг муайян вақтдаги вазиятларини 
аниқлаш ёки олдиндан айтиб бериш Ньютон механикаси қонунлари 
асосида олиб борилади.
Жисмларнинг мувозанат шартлари механиканинг статика деб 
аталувчи бўлимида ўрганилади. Мувозанат ҳолат ҳаракатнинг
ю
www.ziyouz.com kutubxonasi

---

хусусий ҳоли бўлганлиги туфайли статика бўлими динамика билан 
биргаликда ўрганилади.
Катта тезликларда 
(ёруғлик тезлигига яқин тезликларда) 
жисмларнинг (шу жумладан микрозарраларнинг) ҳаракат қонунла- 
рини релятив механика ўрганади. Релятив механика Эйнштейннинг 
махсус нисбийлик назариясига асосланган ва у Ньютон механикаси- 
га нисбатан анча кенг қамровли соҳадир. У Ньютон механикасининг 
қонунлари ва коидаларини инкор килмайди, факат унинг кўлланиш 
чегараларини белгилаб беради; хусусан, кичик тезликлар (о<Сс) 
да релятив механика конунлари Ньютон механикаси конунларидан 
иборат бўлиб колади.
Маълумки, макрожисмлар микрозарралардан — атомлар, моле- 
кулалар, элементар зарралар 
(протон, нейтрон, электрон ва 
бошкалар)дан ташкил топган. Микрозарраларнинг хусусиятларини 
ва ҳаракатларини ўрганиш шуни кўрсатадики, булар учун Ньютон 
механикасининг қонунларини татбик килиб бўлмас экан, яъни бу 
конунларнинг кўлланиш соҳаси чегараланган экан. Масалан, Ньютон 
механикасида жисмлар (ва микрозарралар)нинг ҳаракатини изоҳ- 
лашда уларнинг фазодаги вазияти вактга боғлик ҳолда муайян 
координаталар ва тезликлар оркали ифодаланади, яъни жисмлар- 
нинг ҳаракати унинг аниқ траекторияси оркали берилади. Тажриба- 
ларнинг кўрсатишича, элементар зарраларнинг ҳаракати анча 
мураккаб табиатга эга бўлиб, траектория ҳакидаги тушунча бу ҳолда 
аник маънога эга эмас экан. Бундан ташкари Ньютон механикаси бир 
канча физикавий ҳодисаларни — ферромагнетизм, ўта окувчанлик ва 
бошқа қатор ҳодисаларни тушунтира олмади. Бу муаммоларни ҳал 
қилиш бўйича илмий тадкиқотлар ва тажрибалар натижасида фи- 
зикада янги йўналиш — квант механикаси ва у билан боғлик 
равишда Ньютон механикасидаги тасаввурлардан фарк қиладиган 
янги тасаввур ва тушунчалар пайдо бўлди. Квант механикаси 
микрозарраларнинг ҳаракат қонунларини ва микрозарралардан 
тузилган тизим (масалан, кристаллар) билан боғлик физикавий 
ҳодисаларнинг конуниятларини ўрганади ва физиканинг асосий 
муаммоларидан бири бўлган модда тузилишини тадкиқ килишда 
ҳамда аксарият макроскопик ҳодисаларни ўрганишда пойдевор 
ҳисобланади. Квант механикаси ўз навбатида н о р е л я т и в ва 
р е л я т и в қ и с м л а р г а бўлинади. Квант механикаси бизни ўраб 
олган табиат ҳодисаларини ўрганишда кенг камровли тасаввурларга 
асосланган бўлиб, Ньютон механикаси унинг бир хусусий ҳолидир, 
яъни катта массали жисмларнинг ёруғлик тезлигига нисбатан анча 
кичик тезликлари билан боғлиқ ҳодисаларни акс эттирувчи квант 
механикаси қонунлари бевосита Ньютон механикаси конунларига 
айланади.
Пировардида шуни айтиш керакки, Ньютон механикаси ҳозирги 
вақтда жуда кенг ва муҳим соҳаларда кўлланилаяпти ҳамда 
аксарият ҳолларда техник жараёнлар ва осмон механикасининг 
назарий асоси бўлиб колмоқда. Шунинг учун у ўзининг илмий ҳамда 
амалий аҳамиятини ҳеч качон йўкотмайди. Квант механикаси эса 
физика фани тараккиётининг ҳозирги босқичидаги пойдевор вазифа- 
сини ўтамокда.
п
www.ziyouz.com kutubxonasi

---

1.2- §. КИНЕМАТИКА ЛСОСЛЛРИ
Табиатдаги мавжуд жисмларнинг вазиятини, хусусиятларини ва 
ҳаракатларини ўрганишда ҳамда улар билан боғлик бўлган 
жараёнларни тасвирлашда қўйилган максаднинг моҳиятига кўра 
физикада ҳар хил соддалаштирилган ўхшатмалардан (моделлардан) 
фойдаланилади, яъни мавжуд объектларни уларнинг идеаллашган 
нусхаси — модели билан алмаштирилади. Шу максадда физиканинг 
механика бўлимида м о д д и й н у қ т а , м у т л а к ( а б с о л ю т )
к а т т и қ ж и с м , у з л у к с и з ( я х л и т ) м у ҳ и т деб аталадиган 
механикавий ўхшатмалардан (моделлардан) фойдаланилади.
Ўрганилаётган шароитда геометрик ўлчамлари ва шакли ҳисобга 
олинмайдиган ҳамда массаси бир нуктага тўпланган деб каралади- 
ган ҳар кандай жисм моддий нуқта деб аталади. Моддий нукта 
тушунчаси илмий абстракция ҳисобланади. Бу тушунчани ки- 
ритганда биз асосий эътиборни ўрганилаётган ҳодисанинг бош 
моҳиятини аниклаб берувчи томонларига каратиб, бошқа хусуси- 
ятлар (жисмнинг геометрик ўлчамлари, таркиби, ички ҳолати ва бу 
ҳолатнинг ўзгариши каби хусусиятлар)ни инобатга олмаймиз. 
Физика фанида фақат биргина жисм ўрганилмасдан бир неча 
жисмлар тўплами ҳам ўрганилади. Бу жисмларни моддий нукталар 
тўплами (тизими) деб қараш мумкин. Битта макроскопик жисмни 
ҳам хаёлан майда бўлакчаларга бўлиб, бу бўлакчаларни ўзаро 
таъсирлашувчи моддий нукталар тизими (системаси) деб тасаввур 
килиш мумкин.
Ҳар бир жисмнинг ўзи бир шароитда моддий нукта бўлиши, 
иккинчи бир шароитда эса моддий нукта бўлмаслиги мумкин. Бирор 
жисмни моддий нукта деб ҳисоблаш масаласи текширилаётган 
ҳодисанинг моҳиятига боғлик бўлади. Масалан, Ернинг ўз орбитаси 
бўйлаб Қуёш атрофидаги йиллик ҳаракатини олиб караганимизда 
Ерни моддий нукта деб ҳисоблаш мумкин, чунки Ернинг диаметри 
(« 6 ,4 * 1 0 6 м) унинг орбитасининг диаметри ( « З - Ю 11 м)ганисбатан 
ҳисобга олмаслик мумкин бўлган даражада кичикдир. Худди шу 
мулоҳазаларга кўра Ойнинг ўз орбитаси бўйлаб Ер атрофидаги 
ҳаракатини, бир шаҳардан иккинчи шаҳарга бораётган тайёра 
ҳаракатини ва ниҳоят, минора тепасидан уфк текислиги бўйлаб 
(горизонтал) отилган (ёки тик ташланган) тошнинг ҳаракатини 
кузатганимизда улар моддий нукта моделига мисол бўла оладилар. 
Демак, ҳаракат кўламларига нисбатан жисмнинг ўлчамлари ҳисобга 
олинмайдиган даражада кичик бўлса, бундай жисмни м о д д и й
н у к т а деб каралади. Атом физикасидаги ҳодисаларни ўрганишда 
геометрик ўлчамлари жуда кичик бўлишига қарамасдан (диаметри 
бир 
неча 
ангстрем 
(3-^-5-10~ |0м), 
атомларнинг 
ўлчамлари 
ҳисобга олинади, демак, бу ҳолда атом моддий нукта эмас.