Табиғаттағы күштер

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет
Jump to navigation Jump to search

Табиғатта әр түрлі күштер кездеседі. Күш денелердің қозғалуына әсер етеді.

Егер сіз партаның үстіндегі кітапты жай қозғасаңдар ол бірден қозғала қоймайды. Оған себеп болған үйкеліс күшінің әсері. Егер кітапты қатты қозғасаңыз ол бір бағытта сырғанай бастайды. Үйкеліс күшінің әсерінен кітап біраз жерге барып тоқтауы мүмкін. Яғни үйкеліс кез келген дененің қозғалуын тежейді немесе оны тоқтатады.

Кез келген дененің үстіңгі беті біз ойлағандай теп тегіс бола бермейді. Оны микроскоп арқылы байқауға болады. Дененің беті бұдыр болып келсе үйкеліс күші жоғарылайды. Сондьқтан да қағаз бетіне қаламсаппен жазғанда оның ізі қалады, ал әйнектің бетіне жазсаңдар, оған жазу түспейді. Себебі оның беті өте тегіс, үйкеліс күші өте аз. Бәтеңкелеріңнің табанына қарап көріңдерші, нені байқайсыңдар. Неге табандары бұдыр-бұдыр болып келген? Не себепті? Ал мұз айдынындағы сырғанақ тебушілердің конькиінің табаны тегіс болады. Себебі үйкелісті азайтып тез козғалу үшін қажет. Үйкелісті азайтудың бірден-бір жолы арнайы майды жағу. Мысалға, жұмыс істеп тұрған машинаның тетіктері шыдамды болуы үшін, бірін - бірі үйкелеуден сақтау үшін ұдайы майлап отырады.

Егер сендер бір нәрсені қолдарыңнан түсіріп алсаңдар, ол әрдайым жерге құлап түседі. Бүндай күшті тартылыс күші деп атайды. Тартылыс күші болмаса жер бетіндегі денелер (ағаш, үй, адам, жануар) ғарыштық кеңістікке ұшып кеткен болар еді. Осыдан 300 жыл бұрын ағылшын ғалымы Исаак Ньютон Бүкіләлемдік тартылыс Заңын ашты. Тартылыс күші Күн жүйесіндегі ғаламшарларды Күннің айналасында өз орбиталарында ұстап тұр. Тартылыс күші Жер атмосферасында ұстап тұр. Бұдан басқа көптеген процестер тартылыс күшіне байланысты болады.

Табиғаттағы күштердің түрлері[өңдеу]

Серпiмдiлiк күшi Денелердiң кез-келген көлемi мен пiшiнiн өзгертуiн деформация деп атайды.Деформация серпiмдi және серпiмсiз болып екіге бөлiнедi Егер денеге әсер ететiн күштiң әсерi тоқтағанда дене бастапқы күйге қайтып келетiн болса, онда мұндай деформация серпiмдi деп аталады.Егер күштiң әсерi тоқтағанда дене бастапқы күйге қайтып келмесе деформация серпiмсiз немесе пластикалық деп аталады.Серпiмдi деформация кезiнде дененiң абсолют деформациясы түсiрiлген күшке тура пропорционал болады. мұндағы: -пропорционалдық коэффициент (қатаңдық), өлшем бірлігі .Денелердiң қатаңдығы дененiң тегіне және өлшемдерi мен пiшiнiне тәуелдi болады. Серпiмдiлiк күшi Табиғаты жағынан электромагниттiк күштерге жатады. Серпiмдiлiк күшi әрқашан абсолют деформацияға қарама-қарсы бағытталады. - бұл Гук заңы деп аталады. Түсiрiлген күштiң күш түсетiн ауданға қатынасы- механикалық кернеу деп аталады.Осы өрнектi ескере отырып, Гук заңын келесi түрде жазуға болады: мұндағы - Юнг модулi, заттың серпiмдi қасиетiн анықтайтын шама, өлшем бiрлiгi – Паскаль, - дененiң салыстырмалы деформациясы. және екенiн ескере отырып, алатынымыз Бұдан серпiмдiлiк коэффициентiнiң өрнегiн аламыз:

Үйкелiс күшi Бiр-бiрiне қатысты қозғалатын денелердiң арасында немесе бiр ғана денелердiң бөлшектерiнiң арасында пайда болатын және әрқашан қозғалысқа қарама-қарсы бағытталған күштi үйкелiс күшi деп атайды.Үйкелiс күшi табиғаты жағынан электромагниттiк күштерге жатады. Қатты денелердiң арасында пайда болатын үйкелiс күшiн сыртқы үйкелiс күшi деп атайды.Ал бiр ғана дененiң бөлшектерiнiң арасында болатын үйкелiс күшiн iшкi үйкелiс күшi деп атайды.Егер бiр-бiрiне қатысты қозғалатын қатты денелер арасында сұйық қабаты болса, мұндай үйкелiс күшi - сұйық үйкелiс күшi деп, ал сұйық қабаты болмаса - құрғақ үйкелiс күшi деп аталады. Құрғақ үйкелiс күшi сырғанау және домалау үйкелiс күштерi болып екiге бөлiнедi. Қозғалмай тұрған денелердiң арасында пайда болатын денелердiң күшiн тыныштық үйкелiс күшi деп аталады.Үйкелiс күшi дененiң түсiретiн нормаль қысымына пропорционал. мұндағы: - үйкелiс коэффициентi. Үйкелiс коэффициентi денелердiң тегіне және беттерiнiң тегiстiгiне тәуелдi болады.

Кедергi күшi Қатты денелердiң сұйықтар мен газдарда қозғалғанда пайда болатын және дененiң қозғалысына қарсы бағытталатын күштi кедергi күшi деп атайды.Кедергi күшi денелердiң пiшiнiне, дене бетiнiң тегiстiгiне және ортаның тегіне тәуелдi болады. Аз жылдамдықта кедергi күшi дененiң жылдамдығына тура пропорционал болады.Өте үлкен жылдамдықтарда кедергi күшi жылдамдықтың квадратына тура пропорционал болады.

Ауырлық күшi және салмақ Дененiң жерге тартылу салдарынан денеге түсетiн күштi ауырлық күшi деп атайды.Ауырлық күшi дененiң қозғалысына тәуелсiз, әрқашан дененiң массасына тура пропорционал.Дененiң жерге тартылу салдарынан тiрекке немесе аспаға түсiретiн күшiн салмақ деп атайды.Дене түзу сызықты бiрқалыпты қозғалған жағдайда, салмақ: Дене тiк жоғары а үдеумен қозғалған жағдайда дененiң салмағы та-ға артады. Дене тiк төмен а үдеумен қозғалған жағдайда дененiң салмағы та-ға кемидi. Дененiң тiрекке немесе аспаға салмақ түсiрмейтiн күйiн –салмақсыздық деп атайды.

Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы Денелердiң бiр-бiрiне тартылыс күшi осы денелердiң массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және денелердiң ара қашықтықтарының квадратына керi пропорционал болады мұндағы: - гравитациялық тұрақты деп аталады.Тартылыс күшi - центрлiк күштерге жатады, яғни денелердiң центрлерiн қосатын түзудiң бойымен бағытталады.Ньютонның бүкiл әлемдiк тартылыс заңымен анықталатын гравитациялық масса деген ұғым бар.Бұл масса денелердiң тартылыс өрiстерiн қоздыру және тартылыс өзгерiстерiнiң әсерiн сезiну қабiлетiн сипаттайды. Сонда бұл қандай масса? Дәл өлшеулердiң нәтижесiнде инерттiк масса гравитациялық массаға тең екенi анықталды. Сондықтан оларды ерекше бөлудiң қажетi жоқ. Денелердiң бiр-бiрiмен тартылу күшi материяның ерекше бiр түрi гравитациялық өрiс арқылы берiледi. Гравитациялық өрiстi сандық сипаттау үшiн гравитациялық өрiстiң кернеулігі деп аталатын шама енгiзiлген.

Ньютон заңдары[өңдеу]

Ньютонның 1-шi заңы

Денеге басқа денелер әсер етпесе немесе олардың әсерлерi өзара теңессе дене тыныштық күйде болады немесе өзiнiң түзу сызықтық бiрқалыпты қозғалысын сақтайды. Дененiң қозғалыс жылдамдығының бағыты мен шамасын сақтау құбылысын – инерция деп атайды, ал денелердiң бұл қасиетiн инерттiлiк дейдi. Денелердiң инерттiлiгiнiң сандық мөлшерi ретiнде физикалық скаляр шама масса енгiзiлген Ньютонның 1-шi заңы орындалатын санақ жүйесiн инерциялық санақ жүйесi деп атайды. (и.с.ж.) Мысалы инерциялық санақ жүйесiне - гелиоцентрлiк санақ жүйесi жатады.Кез-келген үдеумен қозғалатын санақ жүйесi инерциялық санақ жүйесi болып табылмайды.

Ньютонның екiншi заңы Ньютонның екiншi заңы денелердiң өзара әсерлесуi және iлгерiлемелi қозғалысы кезiнде оларда болатын өзгерiстерiнiң байланысын сипаттайды. Сондықтан бұл заң iлгерiлемелi қозғалыс динамикасының негiзгi заңы бола отырып, былай тұжырымдалады: денеге әсер ететiн күш - дененiң массасы мен алатын үдеуiнiң көбейтiндiсiне тең болады. Олай болса, бұл заң мына түрде жазылады:Күштердiң тәуелсiздiк принципi.Денеге бiрнеше күш әсер еткен жағдайда әрбiр жеке күштiң беретiн үдеуi басқа күштерге тәуелсiз болады. Көптеген тәжiрибелердiң қорытындысы берiлген дененiң массасы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ол денеге белгiлi бiр үдеу беру үшiн көбiрек күшпен әсер ету керек екендiгiн дәлелдедi. Екiншi сөзбен айтқанда, дененiң массасы неғұрлым үлкен болса, ол соғұрлым инерттi деп есептелiп, оның қозғалыс күйiн өзгерту үшiн көбiрек күш қажет болатындығы байқалды. Сонымен, масса дененiң инерттiк мөлшерi болып және оның динамикалық сипатын бiлдiредi. Ендi Ньютонның екiншi заңын айтылған пiкiрлердi ескере отырып, былай тұжырымдауға болады: дененiң алған үдеуi әсер етушi күшке тура пропорционал, дене массасына керi пропорционал және әсер етушi күштiң бағыты бойынша өзгередi. Ньютонның екiншi заңын басқа түрде де жазып көрсетуге болады. Ол үшiн кинематика бөлiмiндегi үдеудiң мәнiн ескеретiн болсақ, онда Ньютонның осы түрдегi жазылған формулалары динамиканың негiзгi заңы және шын мәнiнде қозғалыстың динамикалық және кинематикалық сипатын көрсетедi. Сонымен қатар, қозғалыс теңдеуiн дифференциал түрде жазуға мүмкiндiк бередi. Дененiң қозғалыс мөлшерi немесе дене импульсi деп – дене массасының жылдамдығына көбейтiндiсiне тең шаманы атайды. Дененiң импульсiнiң бағыты қозғалыс жылдамдығының бағытымен сәйкес келедi, яғни . Сондықтан, яғни, бұл Ньютонның 2-шi заңының дифференциал түрi.Денеге әсер ететiн күш дененiң импульсiнiң өзгеру жылдамдығына тең болады. Ньютонның бiрiншi және екiншi заңын қолдану кезiнде бұл заңдылықтар тек инерциялық жүйеде ғана орындалатынын ескерген жөн. Байқап қарасақ, Ньютонның бiрiншi заңы екiншi заңының дербес түрi болып шығады, оны былайша түсiндiруге болады , егер болса, онда дене үдеу алмайды да, , дене өзiнiң бастапқы тыныштық немесе бiрқалыпты түзу сызықты қозғалыс күйiн сақтайды, яғни инерция заңына айналады. Тағы бiр ескеретiн жай: Ньютонның екiншi заңдылығындағы күштi берiлген массасы денеге әсер етушi барлық күштердiң тең әсерлi күшi деп түсiну керек:Сонымен, Ньютонның екiншi заңынан анықталатын масса денелердiң инерциялық қасиетiн сипаттайды.

.Ньютонның 3-шi заңы Ньютонның үшiншi заңы оның екiншi заңын толықтыра түседi және денелердiң қозғалыс күйлерiн өзгерiске ұшырататын өзара әсер екендiгiн көрсетедi. Бұл заң былай тұжырымдалады: әсерлесушi екi дененiң бiр-бiрiне әсерi әр уақытта сан жағынан тең, ал бағыттары жағынан қарама-қарсы болады, яғни Мұнда сөз болып отырған және күштерi әр түрлi денелерге әсер ететiндiктен, олар бiр-бiрiне теңгерiлмейдi. Сондықтан оларды қосуға болмайтынын атап көрсету қажет. Бiрақ белгiлi бiр жүйенi қарастырғанда денелердiң арасындағы өзара әсерлесу күштерiн қосуға болады, әрi олардың қосындысы әрдайым нольге тең. Бұл жүйеге қатысты iшкi күштер болады, олар жүйенiң қозғалыс мөлшерiн өзгерте алмайды.

Дереккөздер[өңдеу]

https://www.google.ru/sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=10&ved=0CGMQFjAJ&url=http%3A%2F%2Freferatikz.ru%2Fload%2F0-0-0-19-20&ei=qEGEU73fB4Tf4QSYuYCYAw&usg=AFQjCNEjDYURd5mmQj-syBJRG0MJjh8_yA&bvm=bv.67720277,d.bGE&cad=rjt

1.Жаратылыстану 5 сынып. Алматы: “Атамұра” баспасы 2010 ISBN 978-601-282-049-2