Toshkent irrigatsiya va qishloq xo'jaligini mexanizatsiyalash muhamdislari instituti Qarshi filiali

2.Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni

Tabiatning eng muhim asosiy qonuniyatlaridan biri; unga koʻra, har qanday berk tizimda energiya yoʻqdan bor boʻlmaydi va yoʻqolib ketmaydi, faqat bir turdan ikkinchi turga aylanib turadi. Berk tizimda faqat konservativ (oʻzgarmas) kuchlar mavjud boʻlsa, tizimning toʻliq mexanik energiyasi oʻzgarmas qiymatga ega boʻlib qoladi, yaʼni kinetik energiya potensial energiyaga aylanib turadi va aksincha. Agar berk tizimda konservativ kuchlardan tashqari nokonservativ (oʻzgaruvchan) kuchlar (mas, ishqalanish kuchlari) ham boʻlsa, tizimning toʻliq mexanik energiyasi vaqt oʻtishi bilan kamayib boradi. Natijada nomexanik energiyalar: issiqlik yoki kimyoviy, elektromagnit maydon energiyalari va boshqalar vaqt oʻtishi bilan ortib boradi. Ammo energiyaning barcha turlari yigʻindisi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarmaydi. Tizimda sodir boʻlayotgan jarayonlarning tabiatiga qarab, Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a. q. turlicha
ifodalanadi va matematik shaklda yoziladi. Klassik fizikada moddaning saqlanish qonuni tinch holatdagi massaning saqlanishini ifodalaydi. Holbuki, tinch holatdagi massa saqlanmasligi mumkin, chunonchi, shunday holda annigilyatsiya hodisasida roʻy beradi. (4) formuladan tinch holatda turgan jismga turli usullar bilan berilgan LE energiya jism massasining At ga ortishiga sabab boʻlishini koʻrsatadi.
Barcha moddiy hodisalar uchun, ularning tabiati va xarakteridan, katta kichikligi, masshtabidan qatʼi nazar, E.s va a. q. eng asosiy qonunlardandir. Fan sohasidagi yangi gʻoyalar va faktlarda baʼzan E.s va a.q.ni inkor etuvchi ayrim fikrlar uchrab turgan. Chunonchi, radioaktivlik yoki yemirilish hodisalari E.s va a.q.ga qarshi kechadi degan fikrlar ham boʻlgan, ammo yuqoridagi radiaktivlik yoki yarim yemirilish materiyaning saqlanish qonuniga bo'ysunadi (o'sha materiya ham aslida energiya, faqat boshqa ko'rinishi). Lekin masalani tegishli ravishda nazariy va eksperimental tahlil qilish natijasida Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a.q. haqiqatan toʻgʻri va universal qonun ekanligi aniqlandi. Elementar zarralar, galaktikalar va metagalaktikalar dunyosida roʻy beruvchi hodisalarni oʻrganishda Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a.q. bilan bogʻliq ziddiyatlar va muammolar hozirgi zamon fizikasida har tomonlama tekshirilmoqda.
E.s va a.q.dan tashqari impulsning saqlanish qonuni, impuls momentining saqlanish qonuni va elektr zaryadning saqlanish qonuni, h. k. kattaliklarning saqlanish qonunlari bor. Ularning har biri qandaydir simmetriya xususiyati bilan bogʻlangan. Jumladan, Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni va a.q. vaqt simmetriyasi, vaqtning bir jinsliligi xususiyati bilan bogʻlangan (qarang Simmetriya).
Jismlarning o’zaro ta’sir natijasi faqat kuchgagina emas, balki ularning o’zaro ta’sirlashish vaqtiga ham bog’liqdir. Bunga quyidagi tajribada ishonch hosil qilish mumkin.

Gorizontal oyna ustiga po’lat sharcha qo’yamiz. Sharchaning ustidan kuchli magnitli tez o’tkazamiz, sharcha joyidan salgina qo’zg’alganini sezamiz. Endi magnitni sharga ustidan sekinroq o’tkazib, tajribani takrorlaymiz. Bu holda sharcha harakatga keladi va magnit orqasidan ergashib harakatlanadi. Тajriba o’zaro ta’sir natijalari o’zaro ta’sir vaqtiga bog’liqligini ko’rsatadi. Shuning uchun fizikada kuch ta’sirini xarakterlash uchun maxsus kattalik–kuch impulsi kiritilgan.

Kuchning biror vaqt oralig’idagi ta’sirining o’lchovi bo’lib hisoblanuvchi fizik vektor kattalikka kuch impulsi deb ataladi.

Kuch impulsi kuchni uning ta’sir vaqtiga ko’paytmasi bilan o’lchanadi:

I = Ft  I  =1N s
Jism harakatini xarakterlash uchun faqat uning massasini yoki tezligini bilish yetarli emas. Shuning uchun mexanik harakatning o’lchovlaridan biri sifatida maxsus kattalik jism impulsi kiritilgan. Jism impulsi jism massasining uning harakatlanish tezligiga ko’paytmasi bilan o’lchanadi:

P = m  p  = 1kg 1m/s =1 kgm/s

Kuch impulsi va jism impulsi orasidagi bog’lanishni ko’rib o’taylik. Faraz qilaylik, m massali jism ₀ tezlik bilan harakatlansin. Keyin bu jism t vaqt davomida boshqa jism bilan F kuch bilan o’zaro ta’sirlashsin. Bu o’zaro ta’sir jarayonida jism quyidagi tezlanish bilan harakatlansin:
Biroq Nyutonning ikkinchi qonuni bo’yicha
a=
a = = yoki Ft = m - m₀ Ft - kuch impulsi
m₀ - jismning o’zaro ta’sirlashguncha impulse m - o’zaro ta’sirdan keyingi impulsi.
m - m₀ - O’zaro ta’sir natijasida jism impulsining o’zgarishi.
Impulsning saqlanish qonuni izolyatsiyalangan sistemalar uchun ta’riflanadi. Faqat bir-birlari bilan o’zaro ta’sirlashuvi va bu sistemaga kirmaydigan boshqa jismlar bilan o’zaro ta’sirlashmaydigan jismlar sistemasiga izolyatsiyalangan yoki yopiq sistema deyiladi.
Faraz qilaylik, izolyatsiyalangan sistema boshlang’ich paytda tanlangan sanoq sistemasida mos ravishda ₀ va U₀ tezliklarga ega bo’lgan m va M massali o’zaro ta’sirlashuvchi ikkita jismdan iborat. Biror t vaqt oraliqlaridan so’ng ularning tezliklari o’zaro ta’sirlashish natijasida  va Uga o’zgaradi.

Nyutonning uchinchi qonuniga ko’ra jismlar modullari bo’yicha teng va yo’nalishlari bo’yicha qarama-qarshi kuchlar bilan o’zaro ta’sirlashadi.

F₁= -F₂

Bu kuchlarni impuls orqali yozilgan. Nyutonning ikkinchi qonuni bo’yicha ifodalaymiz:




F₁= -F₂ bo’lgani uchun


Yoki =

m₀+ Mu₀ = m +Mu

Yopiq sistemaga kiruvchi jismlar impulsining vektor yig’indisi bu sistema jismlari bir-birlari bilan har qanday o’zaro ta’sirida doimiy qoladi.
Yopiq sistema deb hisoblash mumkin bo’lgan jismlar sistemasi bilan biz tabiatda va texnikada doimo duch kelamiz. Bunday sistemalar: miltiq va stvoldagi o’q, to’p va snaryad, raketa qobig’i va undagi yoqilg’i, Quyosh va sayyoralar, Yer va uning yo’ldoshi. O’zaro ta’sir kuchlari ta’sirida sistema jismlaridan birining impulsi o’zgarsa, albatta boshqa jismlarning impulslari o’zgaradiki, lekin bunda doimo hamma jismlarning umumiy impulsi o’zgarmay qoladi.
Impuls saqlanish qonunining amaldagi qo’llanilishiga reaktiv harakatni misol qilib olish mumkin. Jismning biror qismi undan qandaydir tezlik bilan ajralganda paydo bo’ladigan harakat reaktiv harakat deb ataladi. Reaktiv harakatni hosil qiluvchi kuchga orqaga itarish kuchi yoki reaktiv kuch deyiladi. Reaktiv kuchning tipik misoli raketalar harakatidir.

Adabiyotlar:

A.G’.G’aniev, A.K. Avliyoqulov, G.A. Almardonova “Fizika” I –qism 45-53 bet. X.Axmedov, M.Doniyev,Z.Husanov.Fizikadan ma’ruza matni 2004 yil