მექანიკა არის მეცნიერება მოძრავი სხეულებისა და მოძრაობის დროს მათ შორის ურთიერთქმედების შესახებ. ამასთან, ყურადღება ექცევა იმ ურთიერთქმედებებს, რის შედეგადაც მოძრაობა შეიცვალა ან სხეულები დეფორმირებულია. სტატიაში ჩვენ გეტყვით რა არის მექანიკა.

მექანიკა შეიძლება იყოს კვანტური, გამოყენებითი (ტექნიკური) და თეორიული.

1. რა არის კვანტური მექანიკა? ეს არის ფიზიკის ფილიალი, რომელიც აღწერს ფიზიკურ მოვლენებსა და პროცესებს, რომელთა მოქმედებები შედარებულია პლანკის მუდმივთან.
2. რა არის ტექნიკური მექანიკა? ეს არის მეცნიერება, რომელიც ავლენს მექანიზმების მოქმედებისა და მოწყობის პრინციპს.
3. რა არის თეორიული მექანიკა? ეს არის მეცნიერება და სხეულების მოძრაობა და მოძრაობის ზოგადი კანონები.

მექანიკა სწავლობს სხვადასხვა მანქანებისა და მექანიზმების, თვითმფრინავების და ციური სხეულების მოძრაობას, ოკეანეურ და ატმოსფერულ დინებებს, პლაზმის ქცევას, სხეულების დეფორმაციას, აირებისა და სითხეების მოძრაობას ბუნებრივ პირობებში და ტექნიკურ სისტემებში, პოლარიზებულ ან მაგნიტიზებელ გარემოს ელექტროში. და მაგნიტური ველები, ტექნიკური და სამშენებლო სტრუქტურების სტაბილურობა და სიძლიერე, ჰაერისა და სისხლის მოძრაობა გემებში სასუნთქი გზების მეშვეობით.

ნიუტონის კანონი დევს საფუძვლებზე, მისი დახმარებით აღწერენ სხეულების მოძრაობას სინათლის სიჩქარესთან შედარებით მცირე სიჩქარით.

მექანიკაში არის შემდეგი განყოფილებები:

• კინემატიკა (მოძრავი სხეულების გეომეტრიული თვისებების შესახებ მათი მასისა და მოქმედი ძალების გათვალისწინების გარეშე);
• სტატიკა (გარე ზემოქმედების გამოყენებით სხეულების წონასწორობის პოვნის შესახებ);
• დინამიკა (ძალის გავლენის ქვეშ მოძრავი სხეულების შესახებ).

მექანიკაში არის ცნებები, რომლებიც ასახავს სხეულების თვისებებს:

• მატერიალური წერტილი (სხეული, რომლის ზომების იგნორირება შესაძლებელია);
• აბსოლუტურად ხისტი სხეული (სხეული, რომელშიც მანძილი ნებისმიერ წერტილს შორის მუდმივია);
• უწყვეტი გარემო (სხეული, რომლის მოლეკულური სტრუქტურა უგულებელყოფილია).

თუ სხეულის ბრუნვა მასის ცენტრთან მიმართებაში განხილული პრობლემის პირობებში შეიძლება უგულებელვყოთ, ან თუ ის წინ მიიწევს, სხეული უტოლდება მატერიალურ წერტილს. თუ სხეულის დეფორმაცია არ არის გათვალისწინებული, მაშინ ის აბსოლუტურად არადეფორმაციულად უნდა ჩაითვალოს. აირები, სითხეები და დეფორმირებადი სხეულები შეიძლება ჩაითვალოს მყარ მედიად, რომელშიც ნაწილაკები განუწყვეტლივ ავსებენ გარემოს მთელ მოცულობას. ამ შემთხვევაში საშუალო მოძრაობის შესწავლისას გამოიყენება უმაღლესი მათემატიკის აპარატი, რომელიც გამოიყენება უწყვეტი ფუნქციებისთვის. ბუნების ფუნდამენტური კანონებიდან - იმპულსის, ენერგიისა და მასის შენარჩუნების კანონები მოჰყვება განტოლებებს, რომლებიც აღწერს უწყვეტი საშუალების ქცევას. უწყვეტი მედიის მექანიკა შეიცავს უამრავ დამოუკიდებელ განყოფილებას - აერო- და ჰიდროდინამიკას, ელასტიურობის და პლასტიურობის თეორიას, გაზის დინამიკას და მაგნიტოჰიდროდინამიკას, ატმოსფეროსა და წყლის ზედაპირის დინამიკას, მასალების ფიზიკურ და ქიმიურ მექანიკას, კომპოზიტების მექანიკას, ბიომექანიკას, კოსმოსური ჰიდროაერომექანიკა.

ახლა თქვენ იცით, რა არის მექანიკა!

განმარტება

მექანიკა არის ფიზიკის ნაწილი, რომელიც სწავლობს მატერიალური სხეულების მოძრაობას და ურთიერთქმედებას. ამ შემთხვევაში მექანიკური მოძრაობა განიხილება, როგორც დროთა განმავლობაში სხეულების ან მათი ნაწილების ფარდობითი პოზიციის ცვლილება სივრცეში.

კლასიკური მექანიკის ფუძემდებლები არიან გ.გალილეო (1564-1642) და ი.ნიუტონი (1643-1727). კლასიკური მექანიკის მეთოდები სწავლობს ნებისმიერი მატერიალური სხეულების მოძრაობას (გარდა მიკრონაწილაკებისა) სიჩქარით, რომელიც მცირეა ვაკუუმში სინათლის სიჩქარესთან შედარებით. მიკრონაწილაკების მოძრაობა განიხილება კვანტურ მექანიკაში, ხოლო სხეულების მოძრაობა სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით - რელატივისტურ მექანიკაში (ფარდობითობის სპეციალური თეორია).
კლასიკურ ფიზიკაში მიღებული სივრცისა და დროის თვისებები ჩვენ ვაძლევთ განმარტებებს ზემოაღნიშნულ განმარტებებს.
ერთგანზომილებიანი სივრცე - პარამეტრული მახასიათებელი, რომელშიც წერტილის პოზიცია აღწერილია ერთი პარამეტრით.
ევკლიდეს სივრცე და დრო ნიშნავს, რომ ისინი თავად არ არიან მრუდი და აღწერილია ევკლიდეს გეომეტრიის ფარგლებში.
სივრცის ერთგვაროვნება ნიშნავს, რომ მისი თვისებები არ არის დამოკიდებული დამკვირვებლამდე მანძილზე. დროის ერთგვაროვნება ნიშნავს, რომ ის არ ფართოვდება ან იკუმშება, არამედ თანაბრად მიედინება. სივრცის იზოტროპია ნიშნავს, რომ მისი თვისებები არ არის დამოკიდებული მიმართულებაზე. ვინაიდან დრო ერთგანზომილებიანია, მის იზოტროპიაზე საუბარი არ არის საჭირო. დრო კლასიკურ მექანიკაში განიხილება, როგორც „დროის ისარი“, მიმართული წარსულიდან მომავლისკენ. ეს შეუქცევადია: არ შეიძლება წარსულში დაბრუნება და იქ რაღაცის „გამოსწორება“.
სივრცე და დრო უწყვეტია (ლათ. Continuum-დან - უწყვეტი, უწყვეტი), ე.ი. ისინი შეიძლება დაიყოს უფრო და უფრო პატარა ნაწილებად რამდენი ხანი გსურთ. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, არ არსებობს „ხვრელები“ ​​სივრცეში და დროში, რომლებშიც ისინი არ იქნებიან. მექანიკა იყოფა კინემატიკად და დინამიკად

კინემატიკა სწავლობს სხეულების მოძრაობას, როგორც მარტივ მოძრაობას სივრცეში, მხედველობაში შემოაქვს მოძრაობის ეგრეთ წოდებული კინემატიკური მახასიათებლები: გადაადგილება, სიჩქარე და აჩქარება.

ამ შემთხვევაში, მატერიალური წერტილის სიჩქარე განიხილება, როგორც მისი გადაადგილების სიჩქარე სივრცეში ან, მათემატიკური თვალსაზრისით, როგორც ვექტორული სიდიდე, რომელიც ტოლია მისი რადიუსის ვექტორის დროითი წარმოებულის:

მატერიალური წერტილის აჩქარება განიხილება, როგორც მისი სიჩქარის ცვლილების სიჩქარე, ან მათემატიკური თვალსაზრისით, როგორც ვექტორული სიდიდე, რომელიც ტოლია მისი სიჩქარის დროის წარმოებულთან ან მისი რადიუსის ვექტორის მეორე დროში წარმოებული:

დინამიკა

დინამიკა სწავლობს სხეულების მოძრაობას მათზე მოქმედ ძალებთან დაკავშირებით, მოძრაობის ეგრეთ წოდებული დინამიური მახასიათებლების გამოყენებით: მასა, იმპულსი, ძალა და ა.შ.

ამ შემთხვევაში სხეულის მასა განიხილება მისი ინერციის საზომად, ე.ი. წინააღმდეგობა მოცემულ სხეულზე მოქმედ ძალასთან მიმართებაში, რომელიც ცდილობს შეცვალოს მისი მდგომარეობა (მოძრაობს ან, პირიქით, გაჩერება ან მოძრაობის სიჩქარის შეცვლა). მასა ასევე შეიძლება ჩაითვალოს სხეულის გრავიტაციული თვისებების საზომად, ე.ი. მისი უნარი ურთიერთობის სხვა სხეულებთან, რომლებსაც ასევე აქვთ მასა და მდებარეობენ ამ სხეულიდან გარკვეულ მანძილზე. სხეულის იმპულსი განიხილება, როგორც მისი მოძრაობის რაოდენობრივი საზომი, რომელიც განისაზღვრება როგორც სხეულის მასისა და მისი სიჩქარის პროდუქტი:

ძალა განიხილება, როგორც სხვა სხეულების მიერ მოცემულ მატერიალურ სხეულზე მექანიკური მოქმედების საზომი.

მექანიკა

კინემატიკური ფორმულები:

კინემატიკა

მექანიკური მოძრაობა

მექანიკური მოძრაობაეწოდება სხეულის (სივრცეში) პოზიციის ცვლილებას სხვა სხეულებთან შედარებით (დროთა განმავლობაში).

მოძრაობის ფარდობითობა. საცნობარო სისტემა

სხეულის (წერტილის) მექანიკური მოძრაობის აღსაწერად, თქვენ უნდა იცოდეთ მისი კოორდინატები ნებისმიერ დროს. კოორდინატების დასადგენად აირჩიეთ - საცნობარო ორგანოდა დაუკავშირდით მას კოორდინატთა სისტემა. ხშირად საცნობარო ორგანოა დედამიწა, რომელიც ასოცირდება მართკუთხა დეკარტის კოორდინატულ სისტემასთან. დროის ნებისმიერ მომენტში წერტილის პოზიციის დასადგენად, ასევე აუცილებელია დროის მითითების წარმოშობის დაყენება.

კოორდინატთა სისტემა, საცნობარო ორგანო, რომელთანაც იგი ასოცირდება და დროის საზომი მოწყობილობა საცნობარო სისტემა, რომლის მიმართაც განიხილება სხეულის მოძრაობა.

მატერიალური წერტილი

სხეულს, რომლის ზომები შეიძლება უგულებელყოთ მოძრაობის მოცემულ პირობებში, ეწოდება მატერიალური წერტილი.

სხეული შეიძლება ჩაითვალოს მატერიალურ წერტილად, თუ მისი ზომები მცირეა იმ მანძილთან შედარებით, რომელსაც ის გადის, ან მისგან სხვა სხეულებამდე მანძილებთან შედარებით.

ტრაექტორია, გზა, მოძრაობა

მოძრაობის ტრაექტორიაეწოდება ხაზი, რომლის გასწვრივაც სხეული მოძრაობს. ტრაექტორიის სიგრძე ეწოდება გზა ჩვენ ვიარეთ. ბილიკიარის სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც შეიძლება იყოს მხოლოდ დადებითი.

მოძრავიეწოდება ვექტორი, რომელიც აკავშირებს ტრაექტორიის საწყისი და ბოლო წერტილებს.

სხეულის მოძრაობას, რომელშიც მისი ყველა წერტილი დროის მოცემულ მომენტში ერთნაირად მოძრაობს, ეწოდება პროგრესული მოძრაობა. სხეულის მთარგმნელობითი მოძრაობის აღსაწერად საკმარისია ერთი წერტილის შერჩევა და მისი მოძრაობის აღწერა.

მოძრაობას, რომლის დროსაც სხეულის ყველა წერტილის ტრაექტორია არის წრეები, რომელთა ცენტრები ერთ სწორ ხაზზეა და წრეების ყველა სიბრტყე პერპენდიკულარულია ამ სწორი ხაზის მიმართ, ე.წ. ბრუნვის მოძრაობა.

მეტრი და მეორე

სხეულის კოორდინატების დასადგენად აუცილებელია ორ წერტილს შორის სწორ ხაზზე მანძილის გაზომვა. ფიზიკური სიდიდის გაზომვის ნებისმიერი პროცესი შედგება გაზომილი სიდიდის ამ სიდიდის საზომ ერთეულთან შედარებაში.

სიგრძის ერთეული ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) არის მეტრი. მეტრი არის დედამიწის მერიდიანის დაახლოებით 1/40,000,000. თანამედროვე იდეის მიხედვით, მეტრი არის მანძილი, რომელსაც სინათლე გადის სიცარიელეში 1/299,792,458 წამში.

დროის გასაზომად, არჩეულია პერიოდულად განმეორებადი პროცესი. SI-ში დროის ერთეული მიღებულია მეორე. მეორე უდრის ცეზიუმის ატომის გამოსხივების 9,192,631,770 პერიოდს ძირითადი მდგომარეობის ჰიპერწვრილი სტრუქტურის ორ დონეს შორის გადასვლისას.

SI-ში სიგრძე და დრო მიიღება დამოუკიდებლად სხვა რაოდენობებისგან. ასეთ რაოდენობებს ე.წ მთავარი.

მყისიერი სიჩქარე

სხეულის მოძრაობის პროცესის რაოდენობრივად დასახასიათებლად შემოტანილია მოძრაობის სიჩქარის ცნება.

მყისიერი სიჩქარესხეულის მთარგმნელობითი მოძრაობის დროს t არის ძალიან მცირე გადაადგილების s თანაფარდობა მცირე დროის ინტერვალთან t, რომლის დროსაც მოხდა ეს გადაადგილება:

;
.

მყისიერი სიჩქარე არის ვექტორული სიდიდე. მოძრაობის მყისიერი სიჩქარე ყოველთვის მიმართულია ტანგენციურად ტრაექტორიაზე სხეულის მოძრაობის მიმართულებით.

სიჩქარის ერთეულია 1 მ/წმ. მეტრი წამში უდრის სწორხაზოვნად და თანაბრად მოძრავი წერტილის სიჩქარეს, რომლის დროსაც წერტილი 1 წამში მოძრაობს 1 მ მანძილზე.

აჩქარება

აჩქარებაეწოდება ვექტორული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია სიჩქარის ვექტორის ძალიან მცირე ცვლილების შეფარდებას დროის მცირე მონაკვეთთან, რომლის დროსაც მოხდა ეს ცვლილება, ე.ი. არის სიჩქარის ცვლილების სიჩქარის საზომი:

;
.

მეტრი წამში არის ისეთი აჩქარება, რომლის დროსაც სხეულის სიჩქარე, რომელიც მოძრაობს სწორი ხაზით და ერთნაირად აჩქარებულია, იცვლება 1 მ/წმ-ით 1 წამში.

აჩქარების ვექტორის მიმართულება ემთხვევა სიჩქარის ცვლილების ვექტორის მიმართულებას (
) დროის ინტერვალის ძალიან მცირე მნიშვნელობებზე, რომლის დროსაც იცვლება სიჩქარე.

თუ სხეული მოძრაობს სწორი ხაზით და მისი სიჩქარე იზრდება, მაშინ აჩქარების ვექტორის მიმართულება ემთხვევა სიჩქარის ვექტორის მიმართულებას; როდესაც სიჩქარე მცირდება, ის ეწინააღმდეგება სიჩქარის ვექტორის მიმართულებას.

მრუდი ტრაექტორიის გასწვრივ მოძრაობისას სიჩქარის ვექტორის მიმართულება იცვლება მოძრაობის პროცესში და აჩქარების ვექტორი შეიძლება მიმართული იყოს სიჩქარის ვექტორის მიმართ ნებისმიერი კუთხით.

ერთგვაროვანი, თანაბრად აჩქარებული მართკუთხა მოძრაობა

მუდმივი სიჩქარით მოძრაობა ეწოდება ერთგვაროვანი სწორხაზოვანი მოძრაობა. ერთგვაროვანი მართკუთხა მოძრაობისას სხეული მოძრაობს სწორი ხაზით და დროის ნებისმიერი თანაბარი ინტერვალებით ერთსა და იმავე გზას ფარავს.

მოძრაობას, რომლის დროსაც სხეული არათანაბარ მოძრაობებს დროის თანაბარ ინტერვალებში აკეთებს, ეწოდება არათანაბარი მოძრაობა. ასეთი მოძრაობით სხეულის სიჩქარე დროთა განმავლობაში იცვლება.

ეკვირებადიეწოდება ისეთ მოძრაობას, რომლის დროსაც სხეულის სიჩქარე ნებისმიერი თანაბარი დროის შუალედებში იცვლება იმავე რაოდენობით, ე.ი. მოძრაობა მუდმივი აჩქარებით.

ერთნაირად აჩქარებულიეწოდება ერთნაირად ცვლადი მოძრაობა, რომელშიც სიჩქარის სიდიდე იზრდება. თანაბრად ნელი- ერთნაირად ცვლადი მოძრაობა, რომლის დროსაც სიჩქარის სიდიდე მცირდება.

სიჩქარის დამატება

განვიხილოთ სხეულის მოძრაობა მოძრავი კოორდინატულ სისტემაში. დაე - სხეულის მოძრაობა მოძრავი კოორდინატულ სისტემაში, - მოძრავი კოორდინატთა სისტემის მოძრაობა ფიქსირებულთან შედარებით, შემდეგ - სხეულის მოძრაობა ფიქსირებულ კოორდინატულ სისტემაში ტოლია:

.

თუ მოძრაობები და შესრულებულია ერთდროულად, მაშინ:

.

ამგვარად

.

ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ სხეულის სიჩქარე ფიქსირებულ ათვლის სისტემასთან მიმართებაში უდრის სხეულის სიჩქარის ჯამს მოძრავ ათვლის სისტემაში და მოძრავი ათვლის სიჩქარის ფიქსირებულთან შედარებით. ამ განცხადებას ე.წ სიჩქარის დამატების კლასიკური კანონი.

კინემატიკური სიდიდეების დროზე დამოკიდებულების გრაფიკები
ერთგვაროვან და ერთნაირად აჩქარებულ მოძრაობაში

ერთიანი მოძრაობით:

სიჩქარის გრაფიკი - სწორი ხაზი y = b;

აჩქარების გრაფიკი - სწორი y = 0;

გადაადგილების გრაფიკი არის სწორი ხაზი y = kx+b.

თანაბრად აჩქარებული მოძრაობით:

სიჩქარის გრაფიკი - სწორი y = kx+b;

აჩქარების გრაფიკი - სწორი y = b;

მოძრაობის გრაფიკი - პარაბოლა:

• თუ a>0, განშტოება;

  რაც უფრო დიდია აჩქარება, მით უფრო ვიწროა ტოტები;

  წვერო დროში ემთხვევა იმ მომენტს, როდესაც სხეულის სიჩქარე ნულის ტოლია;

  ჩვეულებრივ გადის საწყისში.

სხეულების თავისუფალი დაცემა. გრავიტაციის აჩქარება

თავისუფალი ვარდნა არის სხეულის მოძრაობა, როდესაც მასზე მოქმედებს მხოლოდ მიზიდულობის ძალა.

თავისუფალ ვარდნაში სხეულის აჩქარება მიმართულია ვერტიკალურად ქვემოთ და დაახლოებით უდრის 9,8 მ/წმ 2-ს. ამ აჩქარებას ე.წ თავისუფალი ვარდნის აჩქარებადა იგივეა ყველა სხეულისთვის.

ერთიანი წრიული მოძრაობა

წრეში ერთიანი მოძრაობით, სიჩქარის მნიშვნელობა მუდმივია და მისი მიმართულება იცვლება მოძრაობის პროცესში. სხეულის მყისიერი სიჩქარე ყოველთვის ტანგენციურად არის მიმართული მოძრაობის ტრაექტორიაზე.

იმიტომ რომ თუ წრეში ერთგვაროვანი მოძრაობის დროს სიჩქარის მიმართულება მუდმივად იცვლება, მაშინ ეს მოძრაობა ყოველთვის ერთნაირად აჩქარებულია.

დროის ინტერვალს, რომლისთვისაც სხეული სრულ ბრუნვას აკეთებს წრეში მოძრაობისას, პერიოდს უწოდებენ:

.

იმიტომ რომ წრეწირი s უდრის 2R, რევოლუციის პერიოდი სხეულის ერთგვაროვანი მოძრაობისთვის V სიჩქარით წრის გასწვრივ R რადიუსით უდრის:

.

რევოლუციის პერიოდის საპასუხო მოქმედებას ეწოდება რევოლუციის სიხშირე და გვიჩვენებს რამდენ ბრუნს აკეთებს სხეული წრეში დროის ერთეულზე:

.

კუთხური სიჩქარე არის იმ კუთხის თანაფარდობა, რომლის მეშვეობითაც სხეული მიუბრუნდა ბრუნვის დროს:

.

კუთხური სიჩქარე რიცხობრივად უდრის ბრუნთა რაოდენობას 2 წამში.

აჩქარება წრეში სხეულების ერთგვაროვანი მოძრაობით (ცენტრული აჩქარება)

წრეში თანაბრად მოძრაობისას სხეული მოძრაობს ცენტრიდანული აჩქარებით. მოდით განვსაზღვროთ ეს აჩქარება.

აჩქარება მიმართულია იმავე მიმართულებით, როგორც სიჩქარის ცვლილება, შესაბამისად, აჩქარება მიმართულია წრის ცენტრისკენ. მნიშვნელოვანი დაშვება: კუთხე  იმდენად მცირეა, რომ AB აკორდის სიგრძე ემთხვევა რკალის სიგრძეს:

ორი პროპორციული გვერდი და კუთხე მათ შორის. აქედან გამომდინარე:

არის ცენტრიდანული აჩქარების მოდული.

დინამიკის საფუძვლები

ნიუტონის პირველი კანონი. ინერციული საცნობარო სისტემები.
გალილეოს ფარდობითობის პრინციპი

ნებისმიერი სხეული უმოძრაოდ რჩება მანამ, სანამ მასზე სხვა სხეულები იმოქმედებენ. გარკვეული სიჩქარით მოძრავი სხეული აგრძელებს მოძრაობას ერთნაირად და სწორი ხაზით, სანამ მასზე სხვა სხეულები არ იმოქმედებენ. იტალიელი მეცნიერი გალილეო გალილეი იყო პირველი, ვინც ასეთ დასკვნამდე მივიდა სხეულების მოძრაობის კანონების შესახებ.

სხეულის სიჩქარის შენარჩუნების ფენომენს გარეგანი გავლენის არარსებობის შემთხვევაში ეწოდება ინერცია.

სხეულების ყველა დასვენება და მოძრაობა შედარებითია. ერთი და იგივე სხეული შეიძლება იყოს მოსვენებული ერთ მინიშნებაში და გადაადგილდეს აჩქარებით მეორეში. მაგრამ არსებობს ათვლის ისეთი ჩარჩოები, რომლებზედაც მთარგმნელობით მოძრავი სხეულები ინარჩუნებენ სიჩქარეს უცვლელად, თუ მათზე სხვა სხეულები არ მოქმედებს.. ამ განცხადებას ეწოდება ნიუტონის პირველი კანონი (ინერციის კანონი).

საცნობარო სისტემებს, რომლებზედაც სხეული გარე გავლენის არარსებობის შემთხვევაში მოძრაობს სწორი ხაზით და თანაბრად, ე.წ. ინერციული საცნობარო სისტემები.

შეიძლება იყოს თვითნებურად დიდი რაოდენობის ინერციული მითითების სისტემა, ე.ი. ნებისმიერი მითითების სისტემა, რომელიც ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრაობს ინერციულთან მიმართებაში, ასევე ინერციულია. არ არსებობს ჭეშმარიტი (აბსოლუტური) ინერციული მიმართვის ჩარჩოები.

წონა

სხეულების მოძრაობის სიჩქარის შეცვლის მიზეზი ყოველთვის არის მისი ურთიერთქმედება სხვა სხეულებთან.

როდესაც ორი სხეული ურთიერთქმედებს, როგორც პირველი, ასევე მეორე სხეულის სიჩქარე ყოველთვის იცვლება, ე.ი. ორივე სხეული იძენს აჩქარებას. ორი ურთიერთმოქმედი სხეულის აჩქარება შეიძლება განსხვავებული იყოს, ისინი დამოკიდებულია სხეულების ინერციაზე.

ინერცია- სხეულის უნარი შეინარჩუნოს მოძრაობის მდგომარეობა (დასვენება). რაც უფრო დიდია სხეულის ინერცია, მით ნაკლებ აჩქარებას შეიძენს იგი სხვა სხეულებთან ურთიერთობისას და მით უფრო ახლოს იქნება მისი მოძრაობა ინერციით ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობასთან.

წონა- სხეულის ინერციის დამახასიათებელი ფიზიკური რაოდენობა. რაც უფრო მეტი მასა აქვს სხეულს, მით ნაკლებ აჩქარებას იღებს იგი ურთიერთქმედების დროს.

SI მასის ერთეული კილოგრამია: [m]=1 კგ.

ძალის

ინერციული მითითების სისტემაში, სხეულის სიჩქარის ნებისმიერი ცვლილება ხდება სხვა სხეულების მოქმედებით. ძალისარის ერთი სხეულის მეორეზე მოქმედების რაოდენობრივი გამოხატულება.

ძალის- მის მიმართულებად აღებულია ვექტორული ფიზიკური სიდიდე, სხეულის აჩქარების მიმართულება, რომელიც გამოწვეულია ამ ძალით. ძალას ყოველთვის აქვს გამოყენების წერტილი.

SI-ში ძალის ერთეული არის ძალა, რომელიც ანიჭებს 1 მ/წმ 2 აჩქარებას 1 კგ მასის მქონე სხეულს. ამ ერთეულს ნიუტონი ჰქვია:

.

ნიუტონის მეორე კანონი

სხეულზე მოქმედი ძალა ტოლია სხეულის მასისა და ამ ძალის მიერ მიწოდებული აჩქარების ნამრავლისა.:

.

ამრიგად, სხეულის აჩქარება პირდაპირპროპორციულია სხეულზე მოქმედი ძალისა და უკუპროპორციულია მის მასაზე:

.

ძალების დამატება

ერთ სხეულზე რამდენიმე ძალის ერთდროული მოქმედებით სხეული მოძრაობს აჩქარებით, რაც არის აჩქარებების ვექტორული ჯამი, რომელიც წარმოიქმნება თითოეული ძალის ცალ-ცალკე მოქმედებით. სხეულზე მოქმედი ძალები, რომლებიც გამოიყენება ერთ წერტილზე, ემატება ვექტორების დამატების წესის მიხედვით.

სხეულზე ერთდროულად მოქმედი ყველა ძალის ვექტორული ჯამი ეწოდება შედეგად მიღებული ძალა.

ძალის ვექტორზე გამავალ სწორ ხაზს ეწოდება ძალის მოქმედების ხაზი. თუ ძალები ვრცელდება სხეულის სხვადასხვა წერტილზე და მოქმედებენ არა ერთმანეთის პარალელურად, მაშინ შედეგი გამოიყენება ძალების მოქმედების ხაზების გადაკვეთის წერტილზე. თუ ძალები მოქმედებენ ერთმანეთის პარალელურად, მაშინ არ არსებობს მიღებული ძალის გამოყენების წერტილი და მისი მოქმედების ხაზი განისაზღვრება ფორმულით:
(იხილეთ სურათი).

ძალაუფლების მომენტი. ბერკეტის წონასწორობის მდგომარეობა

დინამიკაში სხეულების ურთიერთქმედების მთავარი ნიშანი არის აჩქარების წარმოქმნა. თუმცა, ხშირად საჭიროა ვიცოდეთ, რა პირობებში იმყოფება სხეული, რომელზეც მოქმედებს რამდენიმე განსხვავებული ძალა, წონასწორობის მდგომარეობაში.

არსებობს ორი სახის მექანიკური მოძრაობა - თარგმანი და როტაცია.

თუ სხეულის ყველა წერტილის მოძრაობის ტრაექტორიები ერთნაირია, მაშინ მოძრაობა პროგრესული. თუ სხეულის ყველა წერტილის ტრაექტორია არის კონცენტრული წრეების რკალი (წრეები ერთი ცენტრით - ბრუნვის წერტილი), მაშინ მოძრაობა ბრუნვითია.

არამბრუნავი სხეულების წონასწორობა: არამბრუნავი სხეული წონასწორობაშია, თუ სხეულზე მიმართული ძალების გეომეტრიული ჯამი ნულია.

სხეულის წონასწორობა ბრუნვის ფიქსირებული ღერძით

თუ სხეულზე გამოყენებული ძალის მოქმედების ხაზი გადის სხეულის ბრუნვის ღერძზე, მაშინ ეს ძალა დაბალანსებულია ბრუნვის ღერძის მხრიდან ელასტიური ძალით.

თუ ძალის მოქმედების ხაზი არ კვეთს ბრუნვის ღერძს, მაშინ ეს ძალა ვერ დაბალანსდება ბრუნვის ღერძის მხრიდან დრეკადი ძალით და სხეული ბრუნავს ღერძის გარშემო.

სხეულის ბრუნვა ღერძის გარშემო ერთი ძალის მოქმედებით შეიძლება შეჩერდეს მეორე ძალის მოქმედებით. გამოცდილება აჩვენებს, რომ თუ ორი ძალა ცალ-ცალკე იწვევს სხეულის ბრუნვას საპირისპირო მიმართულებით, მაშინ მათი ერთდროული მოქმედებით სხეული წონასწორობაშია, თუ პირობა დაკმაყოფილებულია:

,
სადაც d 1 და d 2 არის უმოკლესი მანძილი F 1 და F 2 ძალების მოქმედების ხაზებიდან. მანძილი d ე.წ. მხრის ძალა, და მკლავის მიერ ძალის მოდულის ნამრავლი არის ძალის მომენტი:

.

თუ ძალების მომენტებს, რომლებიც იწვევენ სხეულის ბრუნვას საათის ისრის მიმართულებით ღერძის გარშემო, ენიჭება დადებითი ნიშანი, ხოლო მომენტებს, რომლებიც იწვევენ ბრუნს საათის ისრის მიმართულებით, უარყოფითი ნიშანი, მაშინ წონასწორობის პირობა სხეულისთვის, რომელსაც აქვს ბრუნის ღერძი, შეიძლება იყოს. ჩამოყალიბებული როგორც მომენტის წესები: ბრუნის ფიქსირებული ღერძის მქონე სხეული წონასწორობაშია, თუ ამ ღერძის გარშემო სხეულზე გამოყენებული ყველა ძალის მომენტების ალგებრული ჯამი არის ნული:

ბრუნვის SI ერთეული არის 1 ნ ძალის მომენტი, რომლის მოქმედების ხაზი ბრუნვის ღერძიდან 1 მ მანძილზეა. ამ ერთეულს ე.წ ნიუტონმეტრი.

სხეულის წონასწორობის ზოგადი პირობა: სხეული წონასწორობაშია, თუ მასზე გამოყენებული ყველა ძალის გეომეტრიული ჯამი და ბრუნვის ღერძის გარშემო ამ ძალების მომენტების ალგებრული ჯამი ნულის ტოლია..

ამ პირობებში, სხეული სულაც არ არის მოსვენებული. მას შეუძლია ერთნაირად და სწორხაზოვნად მოძრაობა ან ბრუნვა.

ბალანსის სახეები

წონასწორობა ეწოდება მდგრადითუ მცირე გარეგანი ზემოქმედების შემდეგ სხეული უბრუნდება თავდაპირველ წონასწორობას. ეს ხდება იმ შემთხვევაში, თუ სხეულის უმნიშვნელო გადაადგილებით საწყისი პოზიციიდან რაიმე მიმართულებით, სხეულზე მოქმედი ძალების შედეგი ხდება ნულოვანი და მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ.

ნაშთი ე.წ არასტაბილური, თუ სხეულის მცირე გადაადგილებით წონასწორული პოზიციიდან, მასზე გამოყენებული ძალების შედეგი არ არის ნულოვანი და მიმართულია წონასწორული პოზიციიდან.

წონასწორობა ეწოდება გულგრილი, თუ სხეულის მცირე გადაადგილებით თავდაპირველი პოზიციიდან, სხეულზე მიმართული ძალების შედეგი ნულის ტოლი რჩება.

Გრავიტაციის ცენტრი

გრავიტაციის ცენტრიეწოდება წერტილი, რომლითაც გადის სიმძიმის შედეგი სხეულის ნებისმიერ ადგილას.

ნიუტონის მესამე კანონი

სხეულები ერთმანეთზე მოქმედებენ ძალებით ერთი სწორი ხაზის გასწვრივ, სიდიდით თანაბარი და მიმართულებით საპირისპირო.ეს ძალები იგივე ფიზიკური ხასიათისაა; ისინი მიმაგრებულია სხვადასხვა სხეულზე და ამიტომ არ ანაზღაურებენ ერთმანეთს.

ელასტიური ძალა. ჰუკის კანონი

ელასტიური ძალაწარმოიქმნება სხეულის დეფორმაციის შედეგად და მიმართულია დეფორმაციის საწინააღმდეგო მიმართულებით.

სხეულების ზომებთან შედარებით მცირე დეფორმაციებისთვის დრეკადობის ძალა პირდაპირპროპორციულია სხეულის აბსოლუტური დეფორმაციის სიდიდის. დეფორმაციის მიმართულებით პროექციისას ელასტიური ძალა ტოლია

,
სადაც x არის აბსოლუტური დაძაბულობა, k არის სიხისტის ფაქტორი.

ეს კანონი ექსპერიმენტულად დაადგინა ინგლისელმა მეცნიერმა რობერტ ჰუკმა და ჰუკის კანონი ჰქვია:

სხეულის დეფორმაციის შედეგად წარმოქმნილი დრეკადობის ძალა სხეულის დრეკადობის პროპორციულია და მიმართულია დეფორმაციის დროს სხეულის ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით.

პროპორციულობის კოეფიციენტს ჰუკის კანონში ეწოდება სხეულის სიმტკიცე. ეს დამოკიდებულია სხეულის ფორმასა და ზომებზე და მასალაზე, საიდანაც იგი მზადდება (სიგრძის მატებასთან ერთად მცირდება და კვეთის ფართობის კლებასთან ერთად - იხ. მოლეკულური ფიზიკა).

C-ში სიმტკიცე გამოიხატება როგორც ნიუტონები მეტრზე:
.

ელასტიური ძალა მიდრეკილია აღადგინოს დეფორმაციის ქვეშ მყოფი სხეულის ფორმა და ვრცელდება სხეულზე, რომელიც იწვევს ამ დეფორმაციას.

ელასტიური ძალის ბუნება ელექტრომაგნიტურია, რადგან ელასტიური ძალა წარმოიქმნება ნივთიერების ატომებს შორის მოქმედი ელექტრომაგნიტური ძალების სურვილის შედეგად, დააბრუნონ ნივთიერების ატომები თავდაპირველ მდგომარეობაში, როდესაც მათი ურთიერთ პოზიცია იცვლება დეფორმაციის შედეგად.

საყრდენის, ძაფის, შეჩერების ელასტიური რეაქცია- პასიური ძალა, რომელიც ყოველთვის პერპენდიკულურად მოქმედებს საყრდენის ზედაპირზე.

ხახუნის ძალა. მოცურების ხახუნის კოეფიციენტი

ხახუნის ძალახდება მაშინ, როდესაც ორი სხეულის ზედაპირები შედის კონტაქტში და ყოველთვის ხელს უშლის მათ ორმხრივ მოძრაობას.

ძალა, რომელიც წარმოიქმნება სხეულებს შორის კონტაქტის საზღვარზე ფარდობითი მოძრაობის არარსებობის შემთხვევაში, ეწოდება სტატიკური ხახუნის ძალა. სტატიკური ხახუნის ძალა არის ელასტიური ძალა, ის მოდულში ტოლია სხეულების საკონტაქტო ზედაპირზე ტანგენციურად მიმართული გარე ძალისა და მიმართულების საწინააღმდეგოდ.

როდესაც ერთი სხეული მოძრაობს მეორის ზედაპირზე, მოცურების ხახუნის ძალა.

ხახუნის ძალას აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება, რადგან წარმოიქმნება მოლეკულებსა და კონტაქტური სხეულების ატომებს შორის ურთიერთქმედების ძალების - ელექტრომაგნიტური ძალების არსებობის გამო.

მოცურების ხახუნის ძალა პირდაპირპროპორციულია ნორმალური წნევის ძალის (ან საყრდენის ელასტიური რეაქციის) და არ არის დამოკიდებული სხეულების საკონტაქტო ზედაპირის ფართობზე (კულონის კანონი):

, სადაც  არის ხახუნის კოეფიციენტი.

ხახუნის კოეფიციენტი დამოკიდებულია ზედაპირის ტოპოგრაფიაზე და ყოველთვის ნაკლებია ერთიანობაზე: „გადაადგილება უფრო ადვილია, ვიდრე გაწყვეტა“.

გრავიტაციული ძალები. უნივერსალური მიზიდულობის კანონი.
გრავიტაცია

ნიუტონის კანონების მიხედვით, სხეულის აჩქარებით მოძრაობა შესაძლებელია მხოლოდ ძალის მოქმედებით. იმიტომ რომ დაცემული სხეულები მოძრაობენ ქვევით მიმართული აჩქარებით, შემდეგ მათზე გავლენას ახდენს დედამიწის მიზიდულობის ძალა. მაგრამ არა მხოლოდ დედამიწას აქვს უნარი იმოქმედოს ყველა სხეულზე მიზიდულობის ძალით. ისააკ ნიუტონმა თქვა, რომ მიზიდულობის ძალები მოქმედებს ყველა სხეულს შორის. ეს ძალები ე.წ სიმძიმის ძალებიან გრავიტაციულიძალები.

დადგენილი კანონების გაფართოების შემდეგ - დედამიწაზე სხეულების მიზიდულობის ძალის დამოკიდებულება სხეულებს შორის დისტანციებზე და ურთიერთმოქმედების სხეულების მასებზე, მიღებული დაკვირვების შედეგად - ნიუტონმა აღმოაჩინა 1682 წ. გრავიტაციის კანონი: ყველა სხეული იზიდავს ერთმანეთს, უნივერსალური მიზიდულობის ძალა პირდაპირპროპორციულია სხეულების მასების ნამრავლისა და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა:

.

უნივერსალური მიზიდულობის ძალების ვექტორები მიმართულია სხეულების დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ. პროპორციულობის ფაქტორი G ეწოდება გრავიტაციული მუდმივი (უნივერსალური გრავიტაციული მუდმივი)და ტოლია

.

გრავიტაციამოუწოდა მიზიდულობის ძალას, რომელიც მოქმედებს დედამიწიდან ყველა სხეულზე:

.

დაე
არის დედამიწის მასა და
არის დედამიწის რადიუსი. განვიხილოთ თავისუფალი ვარდნის აჩქარების დამოკიდებულება დედამიწის ზედაპირზე აწევის სიმაღლეზე:

Სხეულის წონა. უწონადობა

Სხეულის წონა -ძალა, რომლითაც სხეული აჭერს საყრდენს ან საკიდს ამ სხეულის მიზიდულობის გამო მიწასთან. სხეულის წონა გამოიყენება საყრდენზე (შეჩერება). სხეულის წონის რაოდენობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ მოძრაობს სხეული საყრდენით (შეჩერებით).

სხეულის წონა, ე.ი. ძალა, რომლითაც სხეული მოქმედებს საყრდენზე და ელასტიური ძალა, რომლითაც საყრდენი მოქმედებს სხეულზე, ნიუტონის მესამე კანონის შესაბამისად, ტოლია აბსოლუტური მნიშვნელობით და საპირისპირო მიმართულებით.

თუ სხეული ისვენებს ჰორიზონტალურ საყრდენზე ან ერთნაირად მოძრაობს, მასზე მოქმედებს მხოლოდ მიზიდულობის ძალა და დრეკადობის ძალა საყრდენის მხრიდან, შესაბამისად სხეულის წონა უდრის მიზიდულობის ძალას (მაგრამ ეს ძალები გამოიყენება სხვადასხვა ორგანოებზე):

.

აჩქარებული მოძრაობით, სხეულის წონა არ იქნება მიზიდულობის ძალის ტოლი. განვიხილოთ m მასის სხეულის მოძრაობა სიმძიმისა და ელასტიურობის მოქმედებით აჩქარებით. ნიუტონის მე-2 კანონის მიხედვით:

თუ სხეულის აჩქარება მიმართულია ქვევით, მაშინ სხეულის წონა ნაკლებია მიზიდულობის ძალაზე; თუ სხეულის აჩქარება მიმართულია ზემოთ, მაშინ ყველა სხეული აღემატება მიზიდულობის ძალას.

საყრდენის ან შეჩერების დაჩქარებული მოძრაობით გამოწვეული სხეულის წონის მატებას ე.წ გადატვირთვა.

თუ სხეული თავისუფლად ეცემა, მაშინ ფორმულიდან * გამოდის, რომ სხეულის წონა ნულის ტოლია. წონის გაქრობა საყრდენის მოძრაობის დროს თავისუფალი ვარდნის აჩქარებით ეწოდება უწონადობა.

უწონობის მდგომარეობა შეინიშნება თვითმფრინავში ან კოსმოსურ ხომალდში, როდესაც ისინი მოძრაობენ თავისუფალი ვარდნის აჩქარებით, მიუხედავად მათი მოძრაობის სიჩქარისა. დედამიწის ატმოსფეროს გარეთ, როდესაც რეაქტიული ძრავები გამორთულია, კოსმოსურ ხომალდზე მოქმედებს მხოლოდ უნივერსალური მიზიდულობის ძალა. ამ ძალის გავლენით ხომალდი და მასში შემავალი ყველა სხეული ერთნაირი აჩქარებით მოძრაობს; ამიტომ გემზე შეიმჩნევა უწონობის ფენომენი.

სხეულის მოძრაობა გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. ხელოვნური თანამგზავრების მოძრაობა. პირველი კოსმოსური სიჩქარე

თუ სხეულის გადაადგილების მოდული გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მანძილი დედამიწის ცენტრამდე, მაშინ უნივერსალური მიზიდულობის ძალა მოძრაობის დროს შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივი, ხოლო სხეულის მოძრაობა ერთნაირად აჩქარებულია. სხეულის მოძრაობის უმარტივესი შემთხვევა გრავიტაციის მოქმედებით არის თავისუფალი დაცემა ნულოვანი საწყისი სიჩქარით. ამ შემთხვევაში სხეული თავისუფალი ვარდნის აჩქარებით მოძრაობს დედამიწის ცენტრისკენ. თუ არსებობს საწყისი სიჩქარე, რომელიც არ არის მიმართული ვერტიკალურად, მაშინ სხეული მოძრაობს მრუდი ბილიკის გასწვრივ (პარაბოლა, თუ ჰაერის წინააღმდეგობა არ არის გათვალისწინებული).

გარკვეული საწყისი სიჩქარით, დედამიწის ზედაპირზე ტანგენციურად გადაგდებულ სხეულს, გრავიტაციის მოქმედების ქვეშ ატმოსფეროს არარსებობის პირობებში, შეუძლია დედამიწის გარშემო წრეში გადაადგილება მასზე დაცემისა და მისგან დაშორების გარეშე. ამ სიჩქარეს ე.წ პირველი კოსმოსური სიჩქარედა სხეული მოძრაობს ამ გზით - დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრი (AES).

მოდით განვსაზღვროთ დედამიწის პირველი კოსმოსური სიჩქარე. თუ გრავიტაციის გავლენის ქვეშ მყოფი სხეული დედამიწის გარშემო ერთნაირად მოძრაობს წრეში, მაშინ თავისუფალი ვარდნის აჩქარება არის მისი ცენტრიდანული აჩქარება:

.

აქედან გამომდინარე, პირველი კოსმოსური სიჩქარეა

.

პირველი კოსმოსური სიჩქარე ნებისმიერი ციური სხეულისთვის განისაზღვრება იმავე გზით. თავისუფალი ვარდნის აჩქარება ციური სხეულის ცენტრიდან R მანძილზე შეიძლება ვიპოვოთ ნიუტონის მეორე კანონისა და უნივერსალური მიზიდულობის კანონის გამოყენებით:

.

მაშასადამე, პირველი კოსმოსური სიჩქარე ციური სხეულის ცენტრიდან R დაშორებით M მასით არის

.

თანამგზავრის დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე გასაშვებად, ის ჯერ ატმოსფეროდან უნდა ამოიღოთ. ამიტომ, კოსმოსური ხომალდები ვერტიკალურად იშვებიან. დედამიწის ზედაპირიდან 200-300 კმ სიმაღლეზე, სადაც ატმოსფერო იშვიათია და თითქმის არ მოქმედებს თანამგზავრის მოძრაობაზე, რაკეტა ბრუნავს და აცნობებს თანამგზავრს პირველ კოსმოსურ სიჩქარეს პერპენდიკულარული მიმართულებით. ვერტიკალური.

კონსერვაციის კანონები მექანიკაში

სხეულის იმპულსი

ნიუტონის მე-2 კანონის მიხედვით, სხეულის სიჩქარის ცვლილება შესაძლებელია მხოლოდ სხვა სხეულებთან მისი ურთიერთქმედების შედეგად, ე.ი. ძალის მოქმედების ქვეშ. დაე, ძალა F იმოქმედოს m მასის სხეულზე t დროის განმავლობაში და მისი სიჩქარე შეიცვალოს v o-დან v-მდე. შემდეგ, ნიუტონის მე-2 კანონზე დაყრდნობით:

.

ღირებულება
დაურეკა ძალის იმპულსი. ძალის იმპულსი არის ვექტორული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია ძალის ნამრავლისა და მისი მოქმედების დროისა. ძალის იმპულსის მიმართულება ემთხვევა ძალის მიმართულებას.

.

– სხეულის იმპულსი (იმპულსი)არის ვექტორული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია სხეულის მასისა და მისი სიჩქარის ნამრავლის. სხეულის იმპულსის მიმართულება ემთხვევა სიჩქარის მიმართულებას.

სხეულზე მოქმედი ძალის იმპულსი უდრის სხეულის იმპულსის ცვლილებას.

იმპულსის შენარჩუნების კანონი

მოდით გავარკვიოთ, როგორ იცვლება ორი სხეულის იმპულსები მათი ურთიერთქმედების დროს. მოდით აღვნიშნოთ m 1 და m 2 მასის მქონე სხეულების სიჩქარე ურთიერთქმედების დაწყებამდე და , ხოლო ურთიერთქმედების შემდეგ - მეშვეობით და .

ნიუტონის მე-3 კანონის მიხედვით, სხეულებზე მოქმედი ძალები მათი ურთიერთქმედებისას თანაბარია აბსოლუტური მნიშვნელობით და საპირისპირო მიმართულებით; ასე რომ from შეიძლება აღვნიშნოთ F და –F-ით. შემდეგ:

ამრიგად, ორი სხეულის მომენტების ვექტორული ჯამი ურთიერთქმედების წინ ტოლია მათი მომენტების ვექტორული ჯამის ურთიერთქმედების შემდეგ.

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ სხეულების ნებისმიერ სისტემაში, რომლებიც ურთიერთობენ ერთმანეთთან, სხვა სხეულების ძალების მოქმედების არარსებობის შემთხვევაში, რომლებიც არ შედის სისტემაში, დახურულ სისტემაში- სხეულების მომენტების გეომეტრიული ჯამი მუდმივი რჩება. სხეულთა დახურული სისტემის იმპულსი არის მუდმივი მნიშვნელობა - იმპულსის შენარჩუნების კანონი (p.s.i.).

რეაქტიული მოძრაობა

რეაქტიულ ძრავში, საწვავის წვის დროს წარმოიქმნება გაზები, რომლებიც თბება მაღალ ტემპერატურამდე, რომლებიც გამოიდევნება ძრავის საქშენიდან. ძრავა და მის მიერ გამოსხივებული აირები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. საფუძველზე ს.ს.ი. გარე ძალების არარსებობის შემთხვევაში, ურთიერთმოქმედი სხეულების იმპულსის ვექტორების ჯამი მუდმივი რჩება. ძრავის დაწყებამდე ძრავისა და საწვავის იმპულსი ნულის ტოლი იყო, ამიტომ ძრავის ჩართვის შემდეგ რაკეტის იმპულსის ვექტორების ჯამი და გამონაბოლქვი აირების იმპულსი ნულის ტოლია:

.

ეს ფორმულა გამოიყენება ძრავის სიჩქარის გამოსათვლელად საწვავის წვის შედეგად მისი მასის მცირე ცვლილების გათვალისწინებით.

რეაქტიულ ძრავას აქვს შესანიშნავი თვისება: მას არ სჭირდება მიწა, წყალი და ჰაერი გადაადგილებისთვის. ის მოძრაობს საწვავის წვის დროს წარმოქმნილ აირებთან ურთიერთქმედების შედეგად. ამრიგად, რეაქტიულ ძრავას შეუძლია უჰაერო გარე სივრცეში გადაადგილება.

მექანიკური მუშაობა

მექანიკური მუშაობაარის სკალარული ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია ძალის მოდულის ნამრავლისა და ძალის გამოყენების წერტილის გადაადგილების მოდულისა და კუთხის კოსინუსს შორის ძალის მიმართულებასა და მოძრაობის მიმართულებას შორის (ძალის ვექტორების სკალარული ნამრავლი და მისი გადაადგილების წერტილი):

.

სამუშაო იზომება ჯოულებში. 1 ჯოული არის 1 ნ ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო, როდესაც მისი გამოყენების წერტილი მოძრაობს 1 მ-ით ძალის მიმართულებით:

.

სამუშაო შეიძლება იყოს დადებითი, უარყოფითი, ნულოვანი:

 = 0  A = FS > 0;

0 <  < 90  A > 0;

 = 90  A = 0;

90<  < 180 A < 0;

 = 180  A = –FS< 0.

გადაადგილების პერპენდიკულურად მოქმედი ძალა არ მუშაობს.

Ძალა

Ძალაარის სამუშაო დროის ერთეულზე შესრულებული.

- საშუალო სიმძლავრე.

. 1 ვატი არის სიმძლავრე, რომლითაც 1 ჯ სამუშაო კეთდება 1 წამში.

მყისიერი სიმძლავრე:

.

Კინეტიკური ენერგია

დავამყაროთ კავშირი მუდმივი ძალის მუშაობასა და სხეულის სიჩქარის ცვლილებას შორის. განვიხილოთ შემთხვევა, როდესაც სხეულზე მოქმედებს მუდმივი ძალა და ძალის მიმართულება ემთხვევა სხეულის მოძრაობის მიმართულებას:

. *

ფიზიკური სიდიდე, რომელიც უდრის სხეულის მასისა და მისი სიჩქარის ნამრავლის ნახევარს, ეწოდება კინეტიკური ენერგიასხეულები:

.

შემდეგ ფორმულიდან *:
- კინეტიკური ენერგიის თეორემა: სხეულის კინეტიკური ენერგიის ცვლილება ტოლია სხეულზე მოქმედი ყველა ძალის მუშაობას.

კინეტიკური ენერგია ყოველთვის დადებითია, ე.ი. დამოკიდებულია საცნობარო სისტემის არჩევანზე.

დასკვნა: ფიზიკაში ზოგადად ენერგიის და კონკრეტულად კინეტიკური ენერგიის აბსოლუტურ მნიშვნელობას აზრი არ აქვს. ეს შეიძლება იყოს მხოლოდ ენერგიის განსხვავება ან ენერგიის ცვლილება.

ენერგია არის სხეულის უნარი, შეასრულოს სამუშაო. სამუშაო არის ენერგიის ცვლილების საზომი.

Პოტენციური ენერგია

Პოტენციური ენერგია- ეს არის სხეულების ურთიერთქმედების ენერგია, დამოკიდებულია მათ ურთიერთმოწყობაზე.

გრავიტაციის მუშაობა (სხეულის პოტენციური ენერგია გრავიტაციის ველში)

თუ სხეული ზევით მოძრაობს, გრავიტაციის მიერ შესრულებული სამუშაო უარყოფითია; ქვემოთ დადებითია.

გრავიტაციის მუშაობა არ არის დამოკიდებული სხეულის ტრაექტორიაზე, არამედ დამოკიდებულია მხოლოდ სიმაღლის სხვაობაზე (სხეულის პოზიციის ცვლილებაზე დედამიწის ზედაპირზე).

დახურულ მარყუჟში სიმძიმის მუშაობა ნულის ტოლია.

ძალებს, რომელთა მუშაობა დახურულ ციკლში ნულის ტოლია, ეწოდება პოტენციური (კონსერვატიული). მექანიკაში გრავიტაცია და ელასტიური ძალა არის პოტენციალი (ელექტროდინამიკაში - კულონის ძალა), არაპოტენციური - ხახუნის ძალა (ელექტროდინამიკაში - ამპერი, ლორენცის ძალა).

სხეულის პოტენციური ენერგია გრავიტაციის ველში:
.

პოტენციური ძალის მუშაობა ყოველთვის უდრის პოტენციური ენერგიის დაკარგვას:

.

ელასტიური ძალის მუშაობა (ელასტიურად დეფორმირებული სხეულის პოტენციური ენერგია)

/* თუ ზოგიერთი ფიზიკური სიდიდე იცვლება წრფივად, მისი საშუალო მნიშვნელობა უდრის საწყისი და საბოლოო მნიშვნელობების ჯამის ნახევარს - F y */

ელასტიურად დეფორმირებული სხეულის პოტენციური ენერგია:
.

მთლიანი მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონი

მთლიანი მექანიკური ენერგია- სისტემაში შემავალი ყველა სხეულის კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის ჯამი:

.

კინეტიკური ენერგიის თეორემის მიხედვით, ყველა სხეულზე მოქმედი ყველა ძალის მუშაობა. თუ სისტემაში ყველა ძალა პოტენციურია, მაშინ განცხადება მართალია: . აქედან გამომდინარე:

დახურული სისტემის მთლიანი მექანიკური ენერგია არის მუდმივი მნიშვნელობა (თუ სისტემაში მოქმედებს მხოლოდ პოტენციური ძალები).

თუ სისტემაში არის ხახუნის ძალები, მაშინ შეიძლება გამოვიყენოთ შემდეგი მეთოდი: ხახუნის ძალას ვანიჭებთ გარე ძალას და ვიყენებთ მთლიანი მექანიკური ენერგიის ცვლილების კანონს:

.

გარე ძალის მუშაობა უდრის სისტემის მთლიანი მექანიკური ენერგიის ცვლილებას.

სითხეები და აირები

წნევა

წნევაარის ფიზიკური სიდიდე რიცხობრივად ტოლი ნორმალური წნევის ძალისა, რომელიც მოქმედებს ერთეულ ფართობზე:

.

ნორმალური წნევის ძალა ყოველთვის მოქმედებს ზედაპირზე პერპენდიკულურად.

.

1 პასკალი არის წნევა, რომელსაც 1 ნ ძალა წარმოქმნის მის პერპენდიკულარულ ზედაპირზე, 1 მ 2 ფართობზე. პრაქტიკაში ასევე გამოიყენება ზეწოლის სისტემის გარეთ არსებული ერთეულები:

პასკალის კანონი სითხეებისა და აირების შესახებ

სითხეზე განხორციელებული წნევა მას ყველა მიმართულებით თანაბრად გადაეცემა. წნევა არ არის დამოკიდებული მიმართულებაზე.

ჰიდროსტატიკური წნევაარის სითხის სვეტის წონა ერთეულ ფართობზე:

.

სითხე ასეთ წნევას ახორციელებს ჭურჭლის ფსკერზე და კედლებზე h სიღრმეზე.

დამაკავშირებელი გემები

სითხის წნევის თანასწორობა ერთსა და იმავე სიმაღლეზე მივყავართ იმ ფაქტს, რომ ნებისმიერი ფორმის საკომუნიკაციო ჭურჭელში, დასვენების დროს ერთგვაროვანი სითხის თავისუფალი ზედაპირები ერთსა და იმავე დონეზეა (თუ კაპილარული ძალების გავლენა უმნიშვნელოა).

თუ სხვადასხვა სიმკვრივის სითხეები შეედინება კომუნიკაციურ ჭურჭელში, მაშინ თუ წნევა თანაბარია, უფრო დაბალი სიმკვრივის თხევადი სვეტის სიმაღლე უფრო დიდი იქნება, ვიდრე მაღალი სიმკვრივის თხევადი სვეტის სიმაღლე. რადგან იმავე სიმაღლეზე, წნევა იგივეა.

ჰიდრავლიკური პრესის პრინციპი

ჰიდრავლიკური პრესის ძირითადი ნაწილებია ორი ცილინდრი დგუშებით. ცილინდრების ქვეშ არის ოდნავ შეკუმშვადი სითხე, ცილინდრები დაკავშირებულია მილით, რომლის მეშვეობითაც სითხე მიედინება.

ვიწრო ცილინდრში დგუშზე F 1 ძალის ზემოქმედებით იქმნება გარკვეული წნევა. პასკალის კანონის მიხედვით მეორე ცილინდრში სითხის შიგნით იგივე წნევა იქმნება, ე.ი.

.

ჰიდრავლიკური პრესა იძლევა მომატებას იმდენჯერ, რამდენჯერაც მისი დიდი დგუშის ფართობი უფრო დიდია, ვიდრე პატარა დგუშის ფართობი.

ჰიდრავლიკური პრესა გამოიყენება ჯეკებსა და სამუხრუჭე სისტემებში.

ატმოსფერული წნევა. ატმოსფერული წნევის ცვლილება
სიმაღლით

გრავიტაციის გავლენით, დედამიწის ატმოსფეროში ჰაერის ზედა ფენები ზეწოლას ახდენენ ქვედა ფენებზე. ეს ზეწოლა, პასკალის კანონის მიხედვით, ყველა მიმართულებით გადადის. უმაღლესი მნიშვნელობა არის წნევა, ე.წ ატმოსფერული, აქვს დედამიწის ზედაპირთან ახლოს.

ვერცხლისწყლის ბარომეტრში ვერცხლისწყლის სვეტის წონა ერთეულ ფართობზე (ვერცხლისწყლის ჰიდროსტატიკური წნევა) დაბალანსებულია ატმოსფერული ჰაერის სვეტის წონით ერთეულ ფართობზე - ატმოსფერული წნევა (იხ. სურათი).

სიმაღლის მატებასთან ერთად მცირდება ატმოსფერული წნევა (იხ. გრაფიკი).

არქიმედეს ძალა სითხეებისა და გაზებისთვის. სხეულების მცურავი პირობები

სითხეში ან აირში ჩაძირულ სხეულს ექვემდებარება გამაძლიერებელი ძალა, რომელიც მიმართულია ვერტიკალურად ზემოთ და უდრის ჩაძირული სხეულის მოცულობაში აღებული სითხის (აირის) მასას.

არქიმედეს ფორმულირება: სხეული სითხეში კარგავს წონაში ზუსტად იმდენს, რამდენსაც იწონის გადაადგილებული სითხის წონა.

.

გადაადგილების ძალა გამოიყენება სხეულის გეომეტრიულ ცენტრში (ერთგვაროვანი სხეულებისთვის - სიმძიმის ცენტრში).

სითხეში ან აირზე სხეულზე მოქმედებს ორი ძალა ნორმალურ ხმელეთის პირობებში: გრავიტაცია და არქიმედეს ძალა. თუ მიზიდულობის მოდული არქიმედეს ძალაზე მეტია, მაშინ სხეული იძირება.

თუ სიმძიმის მოდული უდრის არქიმედეს ძალის მოდულს, მაშინ სხეული შეიძლება იყოს წონასწორობაში ნებისმიერ სიღრმეზე.

თუ არქიმედეს ძალა აღემატება მიზიდულობის ძალას, მაშინ სხეული ცურავს. მცურავი სხეული ნაწილობრივ ამოდის სითხის ზედაპირზე; სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობა ისეთია, რომ გადაადგილებული სითხის წონა მცურავი სხეულის წონის ტოლია.

არქიმედეს ძალა მეტია მიზიდულობის ძალაზე, თუ სითხის სიმკვრივე მეტია ჩაძირული სხეულის სიმკვრივეზე და პირიქით.

მექანიკაარის ერთ-ერთი განყოფილება ფიზიკა. ქვეშ მექანიკაჩვეულებრივ ესმით კლასიკური მექანიკა. მექანიკა არის მეცნიერება, რომელიც სწავლობს სხეულების მოძრაობას და მათ შორის ურთიერთქმედებებს, რომლებიც ამ შემთხვევაში ხდება.

კერძოდ, თითოეული სხეული დროის ნებისმიერ მომენტში იკავებს გარკვეულ პოზიციას სივრცეში სხვა სხეულებთან შედარებით. თუ დროთა განმავლობაში სხეული იცვლის პოზიციას სივრცეში, მაშინ ამბობენ, რომ სხეული მოძრაობს, ასრულებს მექანიკურ მოძრაობას.

მექანიკური მოძრაობაეწოდება სხეულების ფარდობითი პოზიციის ცვლილებას სივრცეში დროთა განმავლობაში.

მექანიკის მთავარი ამოცანა- სხეულის პოზიციის განსაზღვრა ნებისმიერ დროს. ამისათვის თქვენ უნდა შეძლოთ მოკლედ და ზუსტად მიუთითოთ, თუ როგორ მოძრაობს სხეული, როგორ იცვლება მისი პოზიცია დროთა განმავლობაში ამა თუ იმ მოძრაობის დროს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოძრაობის მათემატიკური აღწერის პოვნა, ანუ მექანიკური მოძრაობის დამახასიათებელ სიდიდეებს შორის კავშირის დამყარება.

მატერიალური სხეულების მოძრაობის შესწავლისას, ისეთი ცნებები, როგორიცაა:

• მატერიალური წერტილი- სხეული, რომლის ზომები მოძრაობის მოცემულ პირობებში შეიძლება იყოს უგულებელყოფილი. ეს კონცეფცია გამოიყენება მთარგმნელობით მოძრაობაში, ან როდესაც სხეულის ბრუნვა მისი მასის ცენტრის ირგვლივ შეიძლება უგულებელყო შესწავლილ მოძრაობაში,
• აბსოლუტურად ხისტი სხეული- სხეული, რომლის ნებისმიერ ორ წერტილს შორის მანძილი არ იცვლება. კონცეფცია გამოიყენება მაშინ, როდესაც სხეულის დეფორმაცია შეიძლება უგულებელყო.
• უწყვეტი ცვალებადი გარემო- კონცეფცია გამოიყენება, როდესაც სხეულის მოლეკულური სტრუქტურა შეიძლება უგულებელვყოთ. გამოიყენება სითხეების, აირების, დეფორმირებადი მყარი ნივთიერებების მოძრაობის შესასწავლად.

კლასიკური მექანიკაგალილეოს ფარდობითობის პრინციპზე და ნიუტონის კანონებზე დაყრდნობით. ამიტომ მასაც ეძახიან ნიუტონის მექანიკა .

მექანიკა სწავლობს მატერიალური სხეულების მოძრაობას, მატერიალურ სხეულებს შორის ურთიერთქმედებას, დროთა განმავლობაში სხეულების პოზიციების ცვლილების ზოგად კანონებს, აგრეთვე ამ ცვლილებების გამომწვევ მიზეზებს.

მექანიკის ზოგადი კანონები გულისხმობს, რომ ისინი მოქმედებს ნებისმიერი მატერიალური სხეულების მოძრაობისა და ურთიერთქმედების შესწავლისას (გარდა ელემენტარული ნაწილაკებისა) მიკროსკოპული ზომებიდან ასტრონომიულ ობიექტებამდე.

მექანიკა მოიცავს შემდეგ განყოფილებებს:

• კინემატიკა(სწავლობს სხეულების მოძრაობის გეომეტრიულ თვისებას ამ მოძრაობის გამომწვევი მიზეზების გარეშე),
• დინამიკა(სწავლობს სხეულების მოძრაობას იმ მიზეზების გათვალისწინებით, რამაც გამოიწვია ეს მოძრაობა),
• სტატიკა(იკვლევს სხეულთა ბალანსს ძალთა მოქმედების ქვეშ).

აღსანიშნავია, რომ ეს არ არის ყველა ის განყოფილება, რომელიც შედის მექანიკაში, მაგრამ ეს არის ძირითადი განყოფილებები, რომლებსაც სასკოლო სასწავლო გეგმა სწავლობს. გარდა ზემოთ ნახსენები სექციებისა, არსებობს მთელი რიგი სექციები, როგორც დამოუკიდებელი მნიშვნელობის, ასევე ერთმანეთთან და მითითებულ მონაკვეთებთან მჭიდრო კავშირში.

Მაგალითად:

• უწყვეტი მექანიკა (მოიცავს ჰიდროდინამიკას, აეროდინამიკას, გაზის დინამიკას, ელასტიურობის თეორიას, პლასტიურობის თეორიას);
• კვანტური მექანიკა;
• მანქანებისა და მექანიზმების მექანიკა;
• რხევების თეორია;
• ცვლადი მასების მექანიკა;
• ზემოქმედების თეორია;
• და ა.შ.

დამატებითი მონაკვეთების გამოჩენა დაკავშირებულია როგორც კლასიკური მექანიკის (კვანტური მექანიკის) გამოყენების საზღვრებს მიღმა, ასევე სხეულების ურთიერთქმედების დროს მომხდარი ფენომენების დეტალურ შესწავლასთან (მაგალითად, ელასტიურობის თეორია, ზემოქმედების თეორია. ).

მაგრამ, ამის მიუხედავად, კლასიკური მექანიკა არ კარგავს თავის მნიშვნელობას. საკმარისია დაკვირვებული ფენომენების ფართო სპექტრის აღწერა სპეციალური თეორიების გამოყენების გარეშე. მეორე მხრივ, ადვილი გასაგებია და სხვა თეორიების საფუძველს იძლევა.

- (ბერძ. mechanike, მექანიკური მანქანიდან). გამოყენებითი მათემატიკის ნაწილი, მეცნიერება ძალისა და წინააღმდეგობის მანქანებში; მიზეზზე ძალის გამოყენების ხელოვნება და მანქანების აგება. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. ჩუდინოვი A.N., 1910. მექანიკა ... ... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი

მექანიკა- (ბერძნულიდან mechanike (techne) მეცნიერება მანქანების შესახებ, მანქანების აგების ხელოვნება), მეცნიერება მექანიკის შესახებ. დედის მოძრაობა. სხეულები და მათ შორის არსებული ეფექტები. მექანიკის ქვეშ მოძრაობა გაგებულია, როგორც დროთა განმავლობაში ცვლილება სხეულების შედარებითი პოზიციის ან ... ფიზიკური ენციკლოპედია

მექანიკა- (ბერძნული მექანიკური მანქანიდან), მოძრაობის მეცნიერება. მე-17 საუკუნემდე ცოდნა ამ სფეროში თითქმის შემოიფარგლებოდა ემპირიული დაკვირვებებით, ხშირად მცდარი. მე-17 საუკუნეში მოძრაობის თვისებების პირველად მათემატიკურად გამომუშავება დაიწყო რამდენიმე ძირითადი პრინციპიდან. დიდი სამედიცინო ენციკლოპედია

მექანიკა- MECHANICS, მექანიკა, pl. არა, ქალი (ბერძნული მექანიკა). 1. ფიზიკის კათედრა, მოძღვრება მოძრაობისა და ძალების შესახებ. თეორიული და გამოყენებითი მექანიკა. 2. ფარული, რთული მოწყობილობა, ფონი, რაღაცის არსი (სასაუბრო). რთული მექანიკა. "ის არის, როგორც ამბობენ... უშაკოვის განმარტებითი ლექსიკონი

მექანიკა- მექანიკა, ფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს სხეულების (ნივთიერებების) თვისებებს მათზე მიმართული ძალების მოქმედებით. იგი იყოფა მყარი მექანიკა და სითხის მექანიკა. სხვა განყოფილება, სტატიკა, სწავლობს სხეულების თვისებებს მოსვენებულ მდგომარეობაში, ხოლო დინამიკა არის სხეულების მოძრაობა. სტატიკურში... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მექანიკა- მეცნიერება მატერიალური სხეულების მექანიკური მოძრაობისა და მექანიკური ურთიერთქმედების შესახებ. [რეკომენდებული ტერმინების კრებული. საკითხი 102. თეორიული მექანიკა. სსრკ მეცნიერებათა აკადემია. სამეცნიერო და ტექნიკური ტერმინოლოგიის კომიტეტი. 1984] თემები თეორიული ... ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

მექანიკა თანამედროვე ენციკლოპედია

მექანიკა- (ბერძნული მექანიკიდან, მანქანების მშენებლობის ხელოვნება) მეცნიერება მატერიალური სხეულების მექანიკური მოძრაობის შესახებ (ანუ სხეულების ან მათი ნაწილების შედარებითი პოზიციის ცვლილება დროში სივრცეში) და მათ შორის ურთიერთქმედების შესახებ. კლასიკური მექანიკის გულში ... ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

მექანიკა- მექანიკოსი და ცოლები. 1. სივრცეში მოძრაობის მეცნიერება და ამ მოძრაობის გამომწვევი ძალები. თეორიული მ 2. ტექნოლოგიის დარგი, რომელიც ეხება მოძრაობისა და ძალების დოქტრინის გამოყენებას პრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად. სამშენებლო მ. გამოყენებითი მ. ... ... ოჟეგოვის განმარტებითი ლექსიკონი

მექანიკა- მოძრაობის მეცნიერება. მოძრაობის შესწავლისას მექანიკამ ასევე აუცილებლად უნდა შეისწავლოს ის მიზეზები, რომლებიც წარმოქმნიან და ცვლიან მოძრაობას, რომელსაც ეწოდება ძალები; ძალებს ასევე შეუძლიათ ერთმანეთის დაბალანსება და წონასწორობა შეიძლება ჩაითვალოს მოძრაობის განსაკუთრებულ შემთხვევად. ბროკჰაუზისა და ეფრონის ენციკლოპედია

მექანიკა- [ბერძნულიდან mechanike (ტექნე) მანქანების მშენებლობის ხელოვნება], ფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს მყარი, თხევადი და აირისებრი მატერიალური სხეულების მექანიკურ მოძრაობას და მათ შორის ურთიერთქმედებას. ეგრეთ წოდებულ კლასიკურ მექანიკაში (ან უბრალოდ ... ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

წიგნები

• მექანიკა, V.A.Aleshkevich, L.G.Dedenko, V.A. Karavaev, სახელმძღვანელო არის სერიის პირველი ნაწილი "ზოგადი ფიზიკის საუნივერსიტეტო კურსი", რომელიც განკუთვნილია უნივერსიტეტების ფიზიკური სპეციალობების სტუდენტებისთვის. 0 მისი განმასხვავებელი თვისებაა ... კატეგორია: მექანიკა სერია: ზოგადი ფიზიკის საუნივერსიტეტო კურსი გამომცემელი: FIZMATLIT, იყიდე 1181 რუბლი
• მექანიკა, კარლ პიჩოლი, ყოველდღიურ ცხოვრებაში ჩვენ გარშემორტყმული ვართ არა მხოლოდ მანქანების დიდი რაოდენობით, არამედ მრავალი სტრუქტურით, როგორიცაა გზები, შენობები და ხიდები. ამ ყველაფრის დიზაინისთვის საჭიროა ... კატეგორია: