Müxtəlif cisimlərin kosmosda hərəkəti fizikada xüsusi bölmə - mexanika tərəfindən öyrənilir. Sonuncu, öz növbəsində, kinematika və dinamikaya bölünür. Bu məqalədə biz cisimlərin tərcümə və fırlanma hərəkətinin dinamikasına diqqət yetirərək fizikada mexanika qanunlarını nəzərdən keçirəcəyik.
Tarixi məlumat
Cisimlərin necə və niyə hərəkət etməsi qədim zamanlardan filosofları və alimləri maraqlandırır. Beləliklə, Aristotel cisimlərin kosmosda yalnız onlara hansısa xarici təsir olduğu üçün hərəkət etdiyinə inanırdı. Bu təsir dayandırılsa, bədən dərhal dayanacaq. Bir çox qədim yunan filosofları bütün cisimlərin təbii vəziyyətinin istirahət olduğuna inanırdılar.
Yeni dövrün gəlişi ilə bir çox elm adamları mexanikada hərəkət qanunlarını öyrənməyə başladılar. Huygens, Hooke və Galileo kimi adları qeyd etmək lazımdır. Sonuncu təbiət hadisələrinin öyrənilməsinə elmi yanaşmanı inkişaf etdirdi və əslində mexanikanın birinci qanununu kəşf etdi, lakin bu qanun onun soyadını daşımır.
1687-ci ildə müəllifi olduğu elmi nəşr nəşr olunduİngilis İsaak Nyuton. O, elmi işində ümumdünya cazibə qanunu ilə birlikdə təkcə mexanikanın deyil, bütün müasir klassik fizikanın əsasını təşkil edən kosmosda cisimlərin hərəkətinin əsas qanunlarını aydın şəkildə ifadə etmişdir.
Nyuton qanunları haqqında
Onlar həm də relativistikdən fərqli olaraq klassik mexanikanın qanunları adlanır, onların postulatları 20-ci əsrin əvvəllərində Albert Eynşteyn tərəfindən irəli sürülür. Birincidə, fizikanın bütün sahəsinin əsaslandığı yalnız üç əsas qanun var. Onlar belə adlanır:
- Ətalət qanunu.
- Qüvvət və sürətlənmə arasındakı əlaqə qanunu.
- Hərəkət və reaksiya qanunu.
Niyə bu üç qanun əsas qanunlardır? Bu sadədir, mexanikanın istənilən formulundan onlardan əldə etmək olar, lakin heç bir nəzəri prinsip onların heç birinə aparmır. Bu qanunlar yalnız çoxsaylı müşahidələr və təcrübələrdən irəli gəlir. Onların etibarlılığı praktikada müxtəlif problemlərin həllində onların köməyi ilə əldə edilən proqnozların etibarlılığı ilə təsdiqlənir.
Ətalət qanunu
Mexanikada Nyutonun birinci qanunu deyir ki, hər hansı bir cismə kənar təsirlər olmadıqda hər hansı bir inertial istinad sistemində sükunət vəziyyətini və ya düzxətli hərəkəti saxlayacaq.
Bu qanunu başa düşmək üçün hesabat sistemini başa düşmək lazımdır. O, yalnız bildirilmiş qanuna cavab verərsə, inertial adlanır. Başqa sözlə, inertial sistemdə yoxdurmüşahidəçilər tərəfindən hiss olunacaq uydurma qüvvələr var. Məsələn, bərabər və düz xətt üzrə hərəkət edən sistem inertial hesab edilə bilər. Digər tərəfdən, ox ətrafında bərabər fırlanan sistem, onda uydurma mərkəzdənqaçma qüvvəsinin olması səbəbindən qeyri-inertialdır.
Ətalət qanunu hərəkətin təbiətinin dəyişməsinin səbəbini müəyyən edir. Bu səbəb xarici qüvvənin olmasıdır. Qeyd edək ki, bədənə bir neçə qüvvə təsir edə bilər. Bu halda, onlar vektorlar qaydasına uyğun olaraq əlavə edilməlidir, nəticədə yaranan qüvvə sıfıra bərabərdirsə, o zaman bədən vahid hərəkətini davam etdirəcəkdir. Həm də başa düşmək lazımdır ki, klassik mexanikada cismin vahid hərəkəti ilə onun istirahət vəziyyəti arasında heç bir fərq yoxdur.
Nyutonun İkinci Qanunu
O deyir ki, cismin kosmosda hərəkət xarakterini dəyişməsinin səbəbi ona tətbiq edilən sıfırdan fərqli xarici qüvvənin olmasıdır. Əslində bu qanun əvvəlkinin davamıdır. Onun riyazi qeydi belədir:
F¯=ma¯.
Burada a¯ kəmiyyəti sürət vektorunun dəyişmə sürətini təsvir edən təcildir, m cismin inertial kütləsidir. m həmişə sıfırdan böyük olduğu üçün qüvvə və təcil vektorları eyni istiqamətə işarə edir.
Baxılan qanun mexanikada çoxlu sayda hadisələrə, məsələn, sərbəst düşmə prosesinin təsvirinə, avtomobilin sürətlənməsi ilə hərəkətə, maili müstəvi boyunca çubuğun sürüşməsinə, rəqsə şamil edilir. sarkaçdan,yay tərəzilərinin gərginliyi və s. Əminliklə demək olar ki, bu, dinamikanın əsas qanunudur.
Momentum və Momentum
Birbaşa Nyutonun elmi işinə müraciət etsəniz, görə bilərsiniz ki, alimin özü mexanikanın ikinci qanununu bir qədər fərqli tərtib edib:
Fdt=dp, burada p=mv.
p dəyəri impuls adlanır. Çoxları səhvən bunu bədənin impulsu adlandırırlar. Hərəkətin miqdarı bədənin kütləsi və sürətinin hasilinə bərabər olan ətalət-enerji xarakteristikasıdır.
Dəyişmə sürətini müəyyən dəyər dp dəyişdirmək yalnız dt vaxt intervalı ərzində bədənə təsir edən xarici F qüvvəsi ilə edilə bilər. Bir qüvvənin məhsulu və onun təsir müddəti qüvvənin impulsu və ya sadəcə impuls adlanır.
İki cisim toqquşduqda onların arasında toqquşma qüvvəsi hərəkət edir ki, bu da hər bir cismin impulsunu dəyişir, lakin bu qüvvə tədqiq olunan iki cismin sisteminə nisbətən daxili olduğundan, dəyişikliyə səbəb olmur. sistemin ümumi impulsunda. Bu fakt impulsun saxlanması qanunu adlanır.
Sürətlə fırladın
Əgər Nyutonun tərtib etdiyi mexanika qanunu fırlanma hərəkətinə tətbiq edilərsə, onda aşağıdakı ifadə alınacaq:
M=Iα.
Burada M - bucaq impulsu - bu qüvvənin sistemdə dönüş etmək qabiliyyətini göstərən dəyərdir. Qüvvə momenti vektor qüvvəsi ilə oxdan istiqamətlənmiş radius vektorunun məhsulu kimi hesablanırtətbiq nöqtəsi. I kəmiyyət ətalət momentidir. Güc anı kimi, fırlanan sistemin parametrlərindən, xüsusən də oxa nisbətən bədən kütləsinin həndəsi paylanmasından asılıdır. Nəhayət, α dəyəri bucaq sürətinin saniyədə neçə radyan dəyişdiyini müəyyən etməyə imkan verən bucaq sürətidir.
Yazılı tənliyə diqqətlə baxsanız və onun qiymətləri və göstəriciləri arasında ikinci Nyuton qanunundan analogiya aparsanız, onda onların tam eyniliyini əldə edəcəyik.
Hərəkət və reaksiya qanunu
Mexanikanın üçüncü qanununu nəzərdən keçirmək bizə qalır. Əgər ilk ikisi, bu və ya digər şəkildə Nyutonun sələfləri tərəfindən tərtib edilibsə və alimin özü onlara yalnız ahəngdar riyazi forma veribsə, üçüncü qanun dahi ingilisin ilkin ideyasıdır. Deməli, deyir ki, əgər iki cisim güclə təmasda olarsa, onda onların arasında hərəkət edən qüvvələr böyüklük baxımından bərabərdir və istiqaməti əksdir. Daha qısa şəkildə deyə bilərik ki, hər hansı bir hərəkət reaksiyaya səbəb olur.
F12¯=-F21¯.
Burada F12¯ və F21¯ - 1-ci gövdə tərəfdən 2-ci və 2-ci tərəfdən hərəkət edir müvafiq olaraq 1-ci gücə.
Bu qanunu təsdiqləyən çoxlu misallar var. Məsələn, bir atlama zamanı bir insan yerin səthindən itilir, ikincisi onu yuxarı itələyir. Eyni şey piyada gəzintisinə və üzgüçü hovuzunun divarından itələməyə də aiddir. Başqa bir misal, əlinizi masaya basarsanız, bunun əksi hiss olunur.dayağın reaksiya qüvvəsi adlanan masanın əldə təsiri.
Nyutonun üçüncü qanununun tətbiqi ilə bağlı məsələləri həll edərkən unutmaq olmaz ki, təsir qüvvəsi və reaksiya qüvvəsi müxtəlif cisimlərə tətbiq olunur, ona görə də onlara müxtəlif sürətlər verirlər.
