Reja: Mеxanikada caqlanish qonunlari. Enеrgiya va uning turlari

Impulsning saqlanish qonuni ta’rifi. Yopiq sistemada ikki jismning o‘zaro ta’sirlashishi natijasida ularning impulslari saqlanishini yuqorida ko‘rdik. Agar yopiq sistemada jismlar ko‘p bo‘lsa ham, o‘zaro ta’sirlashuvchi jismlarning impulslari yig‘indisi o‘zgarmaydi, ya’ni saqlanadi:
Yopiq sistemada jismlar impulslarining vektor yig‘indisi jismlarning o‘zaro ta’sirlashishi va vaqt o‘tishidan qat’i nazar o‘zgarmaydi.
Bu qonun sistemaga tashqi kuchlar ta’sir etmagan holdagina o‘rinli. Impulsning saqlanish qonuni fizikaning asosiy qonunlaridan biridir. Bu qonun faqat makroskopik jismlarning o‘zaro ta’siri uchun emas, balki mikroskopik molekula, atom, elementar zarrachalarning o‘zaro ta’siri uchun ham o‘rinlidir.
Ta’sirlashayotgan jismlar mexanikasini bilish – bu ularning to‘qnashganidan keying harakatlarini qanday bo‘lishini bilishdir. Natijaviy tezlik to‘qnashuv elastik yoki noelastik ekanligiga bog‘liq. Noelastik to‘qnashuvda to‘qnashgandan so‘ng ikkala jism birgalikda harakat qilib, bir xil υ tezlik oladi. Shuning uchun to‘qnashishdan keyingi jismlar sistemasining impulsi quyidagicha ifodalanadi: (m₁+m₂)υ.
Impulsning saqlanish qonuniga asosan to‘qnashishgacha va to‘qnashishdan keyingi impulslarni tenglashtiramiz: m₁υ₁+ m₂υ₂ = (m₁+m₂)υ - dan υ ni topamiz:
Reaktiv harakat haqida tushuncha. Puflab shishirilgan havo sharining og‘zini bog‘lamasdan qo‘yib yuborsak, shar ajoyib trayektoriya bo‘yicha uchib ketishini kuzatganmiz. Bunda impulsning saqlanish qonuni bajarilib, havo katta tezlikda shar og‘zidan bir tomonga, sharning o‘zi esa qarama-qarshi tomonga harakat qiladi. Bu hodisa reaktiv harakatga misol bo‘la oladi. Yopiq sistemaning bir qismi biror tezlik bilan harakat qilsa, sistemaning qolgan qismi unga qarama-qarshi yo‘nalishda harakatga keladi. Vujudga kelgan bunday harakat reaktiv harakat deyiladi.

Raketaning tuzilishi va harakati. Reaktiv kuch ta’sirida harakatlanadigan kosmik uchish sistemalari raketa deb ataladi. Raketa, asosan, to‘rt qismdan iborat. 1-qismda Yer atrofidagi orbitaga chiqarib qo‘yiladigan kosmik kema yoki sun’iy yo‘ldosh joylashgan. Raketaning 2-qismini yoqilg‘i va raketani Yerdan uchirish jihozlari tashkil etadi. 3-qismda yoqilg‘i yonish kamerasi joylashgan bo‘lib, bu y erda yoqilg‘i yonishi natijasida yuqori harorat va bosimli gaz yig‘iladi. Bunday gaz reaktiv soplo (4-qism) orqali juda katta υG tezlikda tashqariga chiqariladi. Yonish kamerasiga nisbatan kichik o‘lchamli soplo orqali chiqayotgan katta bosimli gaz oqimi juda katta tezlikka erishadi. Buning natijasida impulsning saqlanish qonuniga binoan gaz oqimi yo‘nalishiga qarama-qarshi yo‘nalishda reaktiv kuch vujudga keladi. Bu kuch ta’sirida raketa harakatga keladi va υR reaktiv tezlik oladi.
Raketa soplosidan chiqayotgan gazning massasi m_G, tezligi υ_G, raketaning massasi m_R, olgan reaktiv tezligi υ_R bo‘lsin.
Impulsning saqlanish qonunini qo‘llab, quyidagi tenglikni yozish mumkin: yoki
M exanik ish va uning birliklari. Kundalik hayotimizda ish deganda ishchi, muhandis, olimlarning foydali mehnatini tushunamiz. Lekin olimning qancha ish qilganligini o‘lchab bo‘lmaydi. Shuning uchun fizikada faqat o‘lchab bo‘ladigan kattalik – mexanik ish o‘rganiladi.
Mexanik ish bajarilishi uchun jismga kuch ta’sir etishi lozim va bu kuch ta’sirida jism ma’lum masofaga siljishi kerak. Masalan, tekis sirtda turgan jismga F kuch ta’sir etganda, u shu kuch yo‘nalishida to‘g‘ri chiziq bo‘ylab s masofaga ko‘chsin. Bunda A mexanik ish bajariladi: A=F*s Mexanik ish kuch va shu kuch yo‘nalishida jism bosib o‘tgan yo‘lning ko‘paytmasiga teng.
Xalqaro birliklar sistemasida ishning birligi – Joul (J). Bu birlik nomi ingliz fizigi Jeyms Joul sharafiga qo‘yilgan. 1 J – bu 1 N kuch ta’sirida jismni 1 m masofaga ko‘chirishda bajarilgan ishga teng. Amalda ishning boshqa birliklari - kilojoul (kJ), megajoul (MJ), millijoul (mJ) ham qo‘llaniladi.
Mexanik ish kuch ta’sirida bajarilgani uchun, u kuchning ishi deb ham yuritiladi. Mexanik ish skalyar kattalikdir. Bajarilgan ishning kuch yo‘nalishiga bog‘liqligi

POTENSIAL ENERGIYA. Jismning o‘z vaziyatini o‘zgartirishi natijasida bajara olishi mumkin bo‘lgan ishi energiya deb ataladi. «Energiya» so‘zi yunonchada «faollik» degan ma’noni bildiradi. Energiyaning o‘zgarishi shu o‘zgarishlarni sodir qilish uchun sarflanadigan ish bilan o‘lchanadi. Shuning uchun energiyani ish kabi birliklarda o‘lchash lozim. Uning asosiy birligi – joul (J). Mexanik energiya kinetik va potensial energiyaga bo‘linadi. Faraz qilaylik, m massali jism h balandlikdan erkin tushmoqda. Bunda jism faqat Yerning tortish kuchi, ya’ni F_og‘ = mg og‘irlik kuchi ta’sirida harakat qiladi. Jism h balandlikdan yerga tushguncha og‘irlik kuchi bajaradigan ish quyidagicha ifodalanadi:

A = F.s = F_og‘.h yoki A = mgh.
B ajarilishi mumkin bo‘lgan bu ish shu jismning potensial energiyasiga teng. Demak, h balandlikda turgan m massali jismning bajarishi mumkin bo‘lgan ishi, ya’ni potensial energiyasi quyidagicha ifodalanadi: E_p = mgh. formulada ifodalangan potensial energiya o‘zaro ta’sir etuvchi ikki jism – sharcha va Yerning bir-biriga nisbatan vaziyatiga bog‘liq.
O‘zaro ta’sir qiluvchi jismlarning yoki jism qismlarining bir-biriga nisbatan vaziyatiga bog’liq.
O‘zaro ta’sir qiluvchi jismlarning yoki jism qismlarining bir-biriga nisbatan vaziyatiga bog‘liq bo‘lgan energiya potensial energiya deb ataladi.
Jism potensial energiyasining o‘zgarishi bajarilgan
ishga teng. A = mgh = mg(h₁ – h₂) yoki A = mgh₁ – mgh₂.
mgh₁ = Ep₁ – jismning h₁ balandlikdagi potensial energiyasi, mgh₂ = Ep₂ – jismning h₂ balandlikdagi potensial energiyasi ekanligidan: A = Ep₁ − Ep₂ yoki A = − (Ep₂ − Ep₁). Bunda «−» ishora jismning vaziyati h₁ balandlikdan h₂ balandlikka o‘zgarganda jismning potensial energiyasi kamayishini ko‘rsatadi.
KINETIK ENERGIYA. Jism tezligining o‘zgarishida bajarilgan ish. Stol ustida turgan m massali jism F kuch ta’sirida ishqalanishsiz harakatlanib, a tezlanish olsin (rasm). t vaqt ichida jismning erishgan tezligi: υ= at.
Shu vaqt ichida jismning bosib o‘tgan yo‘li quyidagicha ifodalanadi:
formulani t = υ /a shaklda yozib, uni ikkinchi formuladagi t vaqt o‘rniga qo‘yamiz va jism bosib o‘tgan yo‘lning quyidagi ifodasini hosil qilamiz:
Nyutonning ikkinchi qonuniga binoan jismga ta’sir etgan kuch: F = ma.
formulalardan foydalanib, bajarilgan ishni topamiz: A = Fs = ma yoki
Bu formula m massali tinch turgan jism υ tezlikka erishishi uchun bajarilgan ishni ifodalaydi. Agar m massali jismning boshlang‘ich tezligi υ₁ bo‘lsa, uning tezligini υ₂ ga oshirish uchun bajariladigan ish: