Mexanik ish va quvvat. Energiya va uning saqlanish qonuni. Jismlarning absolyut elastik va noelastik urilishlar

Aim.uz

Mexanik ish va quvvat. Energiya va uning saqlanish qonuni. Jismlarning absolyut elastik va noelastik urilishlar.

Reja:

1. Kuch impulsi va jism impulsi. Reaktiv harakat

2. 
   Mexanik ish va quvvat.
   
3. 
   Potensial va kinetik energiya. Energiyaning saqlanish qonuni
   
4. 
   Jismlarning absolyut elastik va noelastik urlishlari.
   

O’quvchi bilishi kerak:

Impulsning saqlanish qonuni. Energiya, ish va quvvat. Mexanik energiya. Yopiq sistema, yopiq sistemaning impuls uchun saqlanish qonuni, reaktiv harakat, energiya, mexanik ish, ishning birligi, quvvat, quvvat birligi, mexanik energiya, potensial energiya, energiyaning qanday birlikda o’lchanilishi. Energiyaning saqlanish qonuni. Jismlarning absolyut elastik va noelastik urilishlar.

Mavzuning maqsadi: O’quvchiolarga mexanik ish va quvvat. Energiya va uning saqlanish qonuni.

Jismlarning absolyut elastik va noelastik urilishlari haqida bilimlar berish.

Mavzuning bayoni:

1. «Impuls» lotincha so’zidan kelib chiqqan bo’lib, lug’aviy ma’nosi «turtki» demakdir. Mexanikada bu atama bilan ikkita kattalik belgilanadi: kuch impulsi va jism impulsi.

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 impulsi

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.

Raketa o’zaro ta’sirlashuvchi ikki jism sistemasidir. Raketaning 1-bosh qismida foydali yuk joylashtiriladi. Bular zaryad, ilmiy asboblar yoki kosmonavtlar bo’lishi mumkin. Raketaning 2 qismida yoqilg’i va turli xil boshqarish jihozlari turishi mumkin. Yoqilg’i 3 yonish kamerasiga beriladi va u yerda yuksak haroratli va yuksak bosimli gazga aylantiriladi. Reaktiv soplo deb ataladigan 4 nasadka orqali gaz tashqariga chiqarilib, reaktiv oqim hosil qiladi. Soplo oqimning tezligini oshiradi. Yonish kamerasidagi gaz va raketani tashkil etgan boshqa narsalar - o’zaro ta’sirlashuvchi ikki jism sistemasidir. Gaz jismning - raketaning ajraluvchi qismidir.

 Raketa-gaz-yoqilgi yopik sistemasi uchun impulsning saklanish qonunini yozamiz va bunda, yonish bulmasidagi yoqilgi yonguncha sistema impulsi nolga tengligini e’tiborga olamiz.

Bundan , yoki raketa tezligining moduli uchun ifodani xosil qilamiz.

Reaktiv harakat yuqoridagi prinsipga ya’ni yopik sistemadagi jismlarning bir-birini harakatga keltirishiga asoslangan.

2. Mexanik ish. Kuch yo’nalishi ko’chish yo’nalishi bilan mos tushgan holda kuch modulini ko’chish moduliga ko’paytmasiga teng bo’lgan A skalyar kattalik kuchning ishi deb ataladi.

A=FScos

Bunda: A – bajarilgan ish

F- jismga ta’sir qiluvchi kuch

S - o’tilgan yo’l

- kuch va ko’chish orasidagi burchak

A=F  S birligi A=1J=1N1m=1kg 1m =

F_S = F cos bo’ladi, buni A=FScos formula ko’rinishida yozamiz.





Harakat yo’nalishiga qarama-qarshi bo’lgan kuch ish bajaradimi? Masalan, sirpanish, ishqalanish kuchi ish bajaradimi?

Jism yuqoriga ko’tarilayotganda og’irlik kuchi, suvga sakrovchi suvga tushganda suvning qarshilik kuchi ,ishqalanish kuchlari va hokazolar manfiy ish bajaradi.

Jism vaqt birligi bajaradigan ishga quvvat deyiladi.

3. Kinetik energiya. Harakatlanayotgan jism yoki zarracha erishgan energiyaga kinetik energiya deyiladi Harakatlanayotgan har qanday jism kinetik energiyaga ega bo’lib, bu energiya jism massasi bilan tezligiga bog’liqdir.

Тekis harakatda jismning tezligi o’zgarmaganligi uchun kinetik energiyasi ham o’zgarmaydi.

Kuch ta’sirida jism kinetik energiyasining o’zgarishi, shu kuchning bajargan ishiga teng.

Bu formulada kuch va ko’chishlarni ularning qiymatlari bilan almashtiramiz.

;



,

Kuchning ishi jism kinetik energiyasining o’zgarishiga teng.

Potensial energiya deb, o’zaro ta’sir qilayotgan jismlar yoki jismlarining bir-biriga nisbatan paydo bo’lgan va ular bir holatdan boshqa holatga o’tganda bajarilishi mumkin bo’lgan ish bilan o’lchanadigan fizik kattalikka aytiladi.

Balandlikdagi jismning Yerga nisbatan potensial energiyasi, jismning bu balandlikdan tushishida og’irlik kuchining bajargan ishiga teng bo’ladi.

To’liq enegiya potensial va kinetik energiyalarning algebraik yig’indisiga teng

Yopiq sistemadagi jismlarning to’liq mexanik energiyasi hech vaqt bordan yo’q bo’lmaydi va yo’qdan bor bo’lmaydi. U faqat o’zgarmas bo’lib, bir turdan ikkinchi turga aylanib yoki bir jismdan ikkinchi jismga o’zatilib turadi.

=const

4. Urilish deb – ikki yoki undan kup jismlarning juda qisqa vaqt davomidagi ta’sirlashuviga aytiladi.  

Absolyut noelastik urilish deb, ikkita deformatsiyalanadigan sharlarning urilishiga aytiladi. Tuknashuvdan sung sharlar birlashib harakat qilishlari mumkin. Plastilin yoki loydan yasalgan sharchalarning tuknashuvi bunga misol bula oladi. m₁ va m₁ massali sharlarning urilishgacha tezliklari mos ravishda va bulsin.  

Bundan

Absolyut noelastik urilishda mexanik energiyaning saklanish qonuni bajarilmay uning bir qismi sharlarning ichki energiyasiga aylanadi.

Absolyut elastik urilish deb- ikkita deformatsiyalanmaydigan sharlarning urishiga aytiladi. Bunda sharlarning urilishdan oldingi kinetik energiyalari, urilishdan keyin ham tulaligicha kinetik energiyaga aylanadi.

Asolyut elastik urilishda impulsning va kinetik energiyaning saklanish qonunlari bajariladi. m₁ va m₂ massali sharlarning urilishgacha tezliklari mos ravishda va , urilishdan keyin esa va bulsin. Ularning harakat yunalishlarini hisobga olib ung tomonga yunalgan harakatni musbat, chap tomonga yunalganini esa manfiy ishora bilan olamiz. Shu xol uchun impulsning va kinetik energiyaning saklanish qonunlari quyidagicha buladi.

 

Kinetik energiyalar o’zgarishi

Xulosalar: Impulsning saqlanish qonuni yopiq sistemaga kiruvchi jismlar impulsining vektor yig’indisi bu sistema jismlari bir-birlari bilan har qanday o’zaro ta’sirida doimiy qoladi. Jismning biror qismi undan qandaydir tezlik bilan ajralganda paydo bo’ladigan harakat reaktiv harakat deb ataladi.

Uyga vazifa: O’tilgan mavzuni o’qish, ko’rgazmali qurollar tarqatma materiallar (referat, boshqotirma, modellar yasash, plakatlar) tayyorlash:
Mavzuga oid didaktik va texnik vositalar, foydalanilgan jihozlar:

Kodoskop, slaydlar,turli massali aravachalar, plakat, kartochkalar,jismlarni o’zaro ta’sirini o’ganuvchi qurilma

O’qitish uslublari: Savl-javob, tadqiqot metodi, namoyish etish metodi.

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
Sinov savollari

1. Kuch impulsi deb nimaga aytiladi. U qanday birliklarda o’lchanadi?

2. Jism impulsi deb nimaga aytiladi?

3. Kuch impulsi va jism impulsi orasida qanday munosabat mavjud?

4. Impulsning saqlanish qonunini ta’riflang.

5. Reaktiv harakat deb nimaga aytiladi? Reaktiv harakatga misollar keltiring.

6. Qanday fizik kattalikka ish deb aytiladi?

7. Ish formulasini yozing. SI da ish birligi nima?

8. Potensial energiya deb nimaga aytiladi?

Aim.uz