|
 Тақырыбы: Механика. Кинематика
|
| бет | 1/3 | | Дата | 02.11.2022 | | өлшемі | 99,06 Kb. | | #39949 | | түрі | Лекция |
| Та ырыбы Механика. Кинематика
№1-2 лекция
Тақырыбы: Механика. Кинематика.
Жоспары: Кіріспе. Кеңістік пен уақыт қасиеттері туралы Ньютонның көзқарасы. Кинематика. Материалдық нүктенің орын ауыстыруы. Санақ жүйесі. Қозғалыстың салыстырмалылығы. Ұзындық пен уақыттың эталлоны. Халықаралық санақ жүйесі. Түзу сызықты бірқалыпты қозғалыс. Қисық сызықты қозғалыс. Галилейдің түрлендірулері.
Механиканың принциптерін ең алғаш тұжырымдаған Ньютон. Ньютон механикасы эксперименттік фактілерге негізделген және олардың барлығы макроскопиялық денелердің жай қозғалысына жатады.
Макроскопиялық денелер – бізді қоршаған ортада кездесетін денелер, яғни орасан зор молекулалар мен атомдар санынан тұратын денелер. Өте жай (баяу) немесе релятивистік емес қозғалысқа, жылдамдықтары вакуумдегі (С=300000 км/с) жарық жылдамдығымен салыстырғанда өте аз жылдамдықтағы қозғалыстар жатады. Жылдамдықтары вакуумдегі жарық жылдамдығына жуықтайтын қозғалысты өте тез (жылдам) немесе релятивистік қозғалыс деп атайды. Мысалы, =8 км/с жылдамдықпен қозғалатын спутниктің немесе космостық корабльдың қозғалысының өзі де өте жай қозғалысқа жатады. Сол сияқты Күн жүйесіндағы планеталардың, олардың серіктерінің және кометалардың қозғалысы жарық жылдамдығымен салыстырғанда өте жай қозғалысқа жатады.
Осындай денелерге, Ньютон механикасының принциптерін пайдалансақ, олардың қозғалысы бақылаумен толық сәйкес келетіндігін көруге болады. Жасанды серіктермен космостық корабльдердің де қозғалысы Ньютон механикасының есептеулерімен толық сәйкес келеді.
Ньютон механикасының негізгі түсініктері мен принциптерін ұсақ бөлшектерге, яғни, молекулаларға, атомдарға, электрондарға, протондар мен нейтрондарға, тағы басқа элементар бөлшектерге қолдануға бола ма? Бұл сұраққа жауапты тек қана тез қозғалатын денелермен тәжірибе жасау арқылы ғана бере аламыз. Осы уақытқа дейінгі көптеген бақылаулар мен тәжірибелер үлкен жылдамдықтар үшін Эйнштейннің салыстырмалы теориясының дұрыстығын дәлелдеп, Ньютон механикасын жылдамдығы вакуумдегі жарық жылдамдығымен шамалас бөлшектердің қозғалысына қолдану мүмкін емес екендігін көрсетті. Сонымен, Ньютон механикасы релятивистік емес немесе классикалық механика деп аталады.
Физиканың басқа бөлімдеріне қарағанда механика бұрынырақ дамыды. Механика денелердің қозғалысы мен тепе-теңдігі туралы ғылым. Қатты дененің қозғалысын екі түрге бөлуге болады; олар: ілгерлемелі және айналмалы қозғалыс.
Механика үш бөлімге бөлінеді:
Кинематика – дене қозғалысын қамтамасыз ететін себептерге байланыссыз, яғни денеге басқа денелер тарапынан әсерді ескермейтін қозғалысты қарастырады.
Статика – күштер әсер еткендегі дененің немесе денелер жүйесінің тепе-теңдік шартын зерттейді.
Динамика – сыртқы күштердің немесе басқа денелер әсерінен болатын дененің қозғалыс заңдылықтарын оқып, зерттейді.
Механикада біз ең қарапайым қозғалысты қарастырудан бастап бірте-бірте күрделірек қозғалыстарды қарастыруға көшіп отырамыз. Механикада ең қарапайым қозғалыс – материалдық нүкте қозғалысы болып саналады.
Берілген есептің шартында дененің өлшемі мен формасын ескермеуге болатын денені материалдық нүкте деп атайды.
Механикалық қозғалыс деп – уақыт өзгеруіне байланысты денелердің кеңістікте орын ауыстыруын айтады. Денелердің кеңістікте орын ауыстыруын басқа бір денемен немесе денелер жүйесімен салыстырып анықтай аламыз. Ондай денені немесе денелер жүйесін кеңістік санақ жүйесі деп атайды. Дененің кеңістіктегі орнын анықтау үшін декарттық координаттар жүйесін алады. Дененің қозғалысын радиус-вектор арқылы да анықтауға болады. Нүктенің радиус-векторы деп координата басынан берілген нүктеге жүргізілген векторды айтамыз.
Механиканың негізгі заңдарын тұжырымдайтын физикалық шамалар – жылдамдық пен үдеуге тоқталайық.
∆X жүрілген жолдың ∆t уақыт аралығында қатынасын, ∆t уақыт аралығындағы немесе, дәлірек, t және t+∆t уақыт аралығындағы материалдық нүктенің орташа жылдамдығы деп атаймыз. Сонымен, анықтамасы бойынша, орташа жылдамдық мынаған тең:
(2)
өзгеше деп аламыз. Орташа жылдамдық t ғана емес, сонымен қатар ∆t-ға да байланысты. Енді t уақыт мезетін өзгерпей, ал ∆t уақыт аралығын азайта отырып нольге ұмтылдырамыз. Сонда ∆X жол аралығында нольге ұмтылады. -ға қатынасы, тәжірибенің көрсетуі бойынша белгілі бір шекке ұмтылады, ол тек қана t-ға байланыс-ты, бірақ ∆t-ға байланысты болмайды. Осы шек t уақыт мезетіндегі материалдық нүктенің лездік жылдамдығы деп аталады:
(3)
3 формула бойынша анықталатын шек Х-тің уақыт бойынша туындысы деп те аталады:
(4)
υ лездік жылдамдық деп, х-тың уақыт бойынша туындысы немесе жүріп өткен жолдың уақыт бйынша туындысы:
(5)
Уақыт бірлігіндегі жылдамдықтың өзгерісінен пайда болған векторлық шама орташа үдеу деп аталады.
(6)
Ал орташа үдеудің уақыт интервалы нөлге ұмтылғандағы шегі лездік үдеу болады:
(7)
Немесе (8)
7-ші теңдеудегі үдеудің шамасын х-тің t уақыт бойын-ша 2-ретті туындысы, ал υ-тың t уақыт бойынша 1-рет-ті туындысы болып табылады:
(9)
Достарыңызбен бөлісу: |
|
|
