Bildiyiniz kimi, istənilən fiziki kəmiyyət iki növdən birinə aiddir, ya skalyar, ya da vektordur. Bu yazıda biz sürət və sürətlənmə kimi kinematik xüsusiyyətləri nəzərdən keçirəcəyik, həmçinin sürətlənmə və sürət vektorlarının hara yönəldildiyini göstərəcəyik.
Sürət və sürətlənmə nədir?
Bu paraqrafda qeyd olunan hər iki kəmiyyət istənilən növ hərəkətin vacib xüsusiyyətləridir, istər cismi düz xəttdə, istərsə də əyri yolda hərəkət edir.
Sürət koordinatların zamanla dəyişmə sürətidir. Riyazi olaraq bu dəyər qət edilən məsafənin zaman törəməsinə bərabərdir, yəni:
v¯=dl¯/dt.
Burada l¯ vektoru yolun başlanğıc nöqtəsindən son nöqtəsinə yönəldilmişdir.
Öz növbəsində, sürətlənmə sürətin özünün zamanla dəyişdiyi sürətdir. Düstur şəklində belə yazıla bilər:
a¯=dv¯/dt.
Aydındır ki, ikinci törəməni götürərəkyerdəyişmə vektoru l¯ zamanla, biz də sürətlənmənin qiymətini alacağıq.
Sürət saniyədə metrlə ölçüldüyündən, yazılı ifadəyə görə sürətlənmə saniyədə metr kvadratla ölçülür.
Tələnmə və sürət vektorları haradadır?
Fizikada cismin istənilən mexaniki hərəkəti adətən müəyyən trayektoriya ilə xarakterizə olunur. Sonuncu, bədənin kosmosda hərəkət etdiyi bəzi xəyali əyridir. Məsələn, düz xətt və ya dairə ümumi hərəkət yollarının əsas nümunələridir.
Bədənin sürət vektoru bədənin yavaşlamasından və ya sürətlənməsindən, düz bir xəttdə və ya əyri boyunca hərəkət etməsindən asılı olmayaraq həmişə hərəkət istiqamətinə yönəldilir. Həndəsi terminlərlə desək, sürət vektoru cismin hazırda yerləşdiyi trayektoriyanın nöqtəsinə tangensial olaraq yönəldilir.
Materialın və ya gövdə nöqtəsinin sürətlənmə vektorunun sürətlə heç bir əlaqəsi yoxdur. Bu vektor sürətin dəyişməsi istiqamətində yönəldilmişdir. Məsələn, düzxətli hərəkət üçün a¯ dəyəri ya v¯ ilə istiqamətdə üst-üstə düşə bilər, ya da v¯ ilə əks ola bilər.
Bədənə təsir edən qüvvə və sürətlənmə
Cismin təcil vektorunun sürət vektorunun dəyişməsinə doğru yönəldiyini aşkar etdik. Bununla belə, trayektoriyanın müəyyən bir nöqtəsində sürətin necə dəyişdiyini müəyyən etmək həmişə asan olmur. Üstəlik, sürətin dəyişməsini müəyyən etmək üçün əməliyyatı yerinə yetirmək lazımdırvektor fərqləri. a¯ vektorunun istiqamətini təyin edərkən bu çətinliklərdən qaçmaq üçün tez tapmağın başqa yolu var.
Aşağıda Nyutonun məşhur və hər bir tələbə üçün məşhur qanunu var:
F¯=ma¯.
Düstur göstərir ki, cisimlərdə sürətlənmənin səbəbi onlara təsir edən qüvvədir. Kütləsi m skalyar olduğundan, qüvvə vektoru F¯ və sürətləndirici vektor a¯ eyni istiqamətdədir. a¯ kəmiyyətin istiqamətini müəyyən etmək zərurəti yarandıqda bu fakt yadda saxlanılmalı və praktikada tətbiq edilməlidir.
Cismə bir neçə müxtəlif qüvvə təsir edərsə, onda sürətlənmə vektorunun istiqaməti bütün qüvvələrin nəticə vektoruna bərabər olacaq.
Dairəvi hərəkət və sürətlənmə
Cism düz xətt üzrə hərəkət etdikdə, sürətlənmə ya irəli, ya da geriyə doğru yönəlir. Dairəvi hərəkət halında vəziyyət sürət vektorunun daim öz istiqamətini dəyişməsi ilə çətinləşir. Yuxarıdakıları nəzərə alaraq, ümumi sürətlənmə onun iki komponenti ilə müəyyən edilir: tangensial və normal sürətlənmələr.
Tangensial sürətlənmə sürət vektoru ilə tam olaraq eyni və ya ona qarşı yönəldilir. Başqa sözlə, bu sürətlənmə komponenti trayektoriyaya toxunan boyunca yönəldilir. Tangensial sürətlənmə sürətin modulunun dəyişməsini təsvir edir.
Normal sürətlənmə əyriliyi nəzərə alınmaqla trayektoriyanın verilmiş nöqtəsinə normal boyunca yönəldilir. Dairəvi hərəkət halında, bu komponentin vektoru göstərirmərkəzə, yəni normal sürətlənmə fırlanma radiusu boyunca yönəldilir. Bu komponent tez-tez mərkəzdənqaçma adlanır.
Tam sürətlənmə bu komponentlərin cəmidir, ona görə də onun vektoru dairə xəttinə görə ixtiyari istiqamətləndirilə bilər.
Əgər cisim xətti sürəti dəyişmədən fırlanırsa, onda yalnız sıfırdan fərqli normal komponent var, ona görə də tam sürətlənmə vektoru dairənin mərkəzinə doğru yönəlmiş olur. Qeyd edək ki, bu mərkəzə bədəni öz trayektoriyasında saxlayan qüvvə də təsir edir. Məsələn, Günəşin cazibə qüvvəsi Yerimizi və digər planetləri öz orbitlərində saxlayır.
