«Диана» Жоғары медицина колледжі» мекемесі Ф МКД ПП/12-04 Учреждение «Высший Медицинский колледж «Диана» Сапа менеджмент жүйесі «Физика және астрономия» пәнінен дәріс жинағы ТАҚЫРЫБЫ: Механика бөлімі. 2-тарау. Динамика. ДӘРІС ЖОСПАРЫ: 1. 2. 3. 4. 5. Күштер. Күштерді қосу. Ньютон заңдары. Бүкіләлемдік тартылыс заңы. Гравитациялық өрістегі дененің қозғалысы. Дененің қозғалыс түрінің пайда болу себебін қарастыратын механика бөлімі динамика деп аталады. Динамика (ежелгі грек. δύναμις– күш) – денеге әсер ететін күштердің әсерінен болатын қозғалысты қарастыратын механиканың бөлімі. Бөлімнің негізінде Ньютонның үш заңы жатыр. Динамика есептерін шешу үшін керекті барлық теңдеулер мен теоремалар Ньютон заңдарының салдары болып табылады. 1.Табиғаттағы күштер. Бізді қоршаған денелер өзара әрекеттесу нәтижесінде кеңістіктегі орнын өзгертеді немесе деформацияланады. Басқа денелерге немесе өріске әсер ету шамасы – күш, бағыты бар физикалық шама болып табылады. Күш әсерінің нәтижесі оның сандық мәніне, бағытына және түсу нүктесіне тәуелді. Күш дененің қозғалыс жылдамдығының өзгеруіне тікелей себепкер болып табылады. Пайда болу табиғатына байланысты күш төрт түрлі болады: гравитациялық, электромагниттік, күшті (ядролық), әлсіз. Гравитациялық күштерге бүкіләлемдік тартылыс күші мен ауырлық күші жатады. Молекула текті электромагниттік күштерге серпімділік күші, үйкеліс күші, дененің салмағы, тіректің реакция күші, Архимед күші жатады. Механикада денелердің гравитациялық және молекула текті электромагниттік күштердің әсерінен пайда болған қозғалыстары қарастырылады. Күшті және әлсіз күштер ядролық физикада және элементар бөлшектер физикасында оқытылады. II. Күштерді қосу. Денеге әсер ететін барлық күштердің теңәсерлі күшін анықтаудың екі тәсілі бар – геометриялық және аналитикалық. Геометриялық тәсіл векторларды үшбұрыш немесе параллелограмм ережесі бойынша қосуға негізделген. Теңәсерлі күшті аралық теңәсерлі күштерді немесе күштік көпбұрышты тұрғызу арқылы күштерді тізбектей қосу жолымен анықтайды. Теңәсерлі күшті графиктік жолмен анықтауда күш векторларын кез келген тәртіпте сызуға болады, бұдан теңәсерлі күштің бағыты мен шамасы өзгермейді. Теңәсерлі күштің векторы бірінші вектордың басынан соңғы вектордың ұшына бағытталған. Аналитикалық немесе координаталық тәсіл барлық әсер етуші күштердің өзара перпендикуляр 0х және 0у осьтеріне проекцияларының қосындысын анықтауға негізделген: FRx = F1x + F2x +…+ Fnx FRy = F1y + F2y +…+ Fny. Алынған нәтижелердіПифагор теоремасыбойынша теңәсерлі күш модулін анықтау үшін қолданады: FR =√F2Rx + F2Ry. ІІІ. Динамиканың негізгі заңдары. Денелердің қозғалыс түрлері және олардың пайда болу себептерін қорытындылай келе, Ньютон үш түрлі заң тұжырымдады. Ньютонның І заңы: Денеге күш әсер етпесе немесе денеге түсірілген күштердің әсері теңгерілген болса, онда дене инерциялық санақ жүйелеріне қатысты тыныштық күйін сақтайды немесе бірқалыпты және түзу сызықты қозғалады. F1+ F2+…+ Fn=0, à=0, v=const «Диана» Жоғары медицина колледжі» мекемесі Ф МКД ПП/12-04 Учреждение «Высший Медицинский колледж «Диана» Сапа менеджмент жүйесі «Физика және астрономия» пәнінен дәріс жинағы Ньютонның бірінші заңы орындалатын санақ жүйесін инерциялық санақ жүйесі (ИСЖ) деп, ал заңның өзін инерция заңы деп атайды. Планетамыздағы механикалық құбылыстарды сипаттау үшін ИСЖ ретінде Жерді, тыныштықтағы денелерді және Жерге қатысты тұрақты жылдамдықпен қозғалатын денелерді алады. Үдеумен қозғалатын денелерге қатысты Ньютонның бірінші заңы орындалмайды. Үдеумен қозғалатын денелермен байланысқан жүйелерді инерциялық емес (ИЕСЖ) деп атайды. Ньютонның II заңы: Дененің алатын үдеуі оған түсірілген тең әсерлі күшке тура ⃗ пропорционал және оның массасына кері пропорционал. ⃗𝑭 = 𝒎𝒂 𝒂= ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ +𝑭𝟐+⋯+𝑭 ⃗𝒏 𝑭𝟏 𝒎 Ньютонның III заңы: Денелер модулі жағынан тең, бағыттары қарама-қарсы күштермен өзара әрекеттеседі. Олар әртүрлі денелерге түсірілген табиғаты бірдей күштер, бір түзудің бойында әсер етеді. F1= - F2 4. Бүкіләлемдік тартылыс заңын материялық нүктелерге қолдану. Бүкіләлемдік тартылыс заңын 1667 жылы Исаак Ньютон тұжырымдады. Екі дененің тартылыс күші осы денелердің массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және олардың арақашықтығының квадратына кері пропорционал. 𝒎 𝒎 𝑭 = 𝑮 𝟏 𝟐 𝟐 , 𝑮 = 𝟔. 𝟔𝟕 × 𝟏𝟎−𝟏𝟏 Нм2/кг2 𝒓 Массалары аз денелердің тартылыс күштері мардымсыз. Пішіндері негізінен шар тәріздес болып келетін аспан денелері үшін оның мәні көбірек болады. Гравитациялық өзара әрекеттесу күштері денелердің ауырлық центрлерін қосатын түзудің бойымен бағытталған, оларды центрлік күштер деп атайды. Орбиталардың Жер бетінен арақашықтығышамамен 100 км – 40 мың км аралығында өзгеріп отырады, салыстыру үшін Жердің радиусы шамамен 6400 км екенін еске түсірейік. Жердің жасанды серігін Жер айналасындағы төменгі орбиталарға шығару экономикалық жағынан тиімді, бірақ Жердің тартылысы және атмосфераның жоғарғы қабаттарының үйкелісінің әсерінен мұндай аппараттардың жұмыс істеу мерзімі ұзаққа созылмайды. Жердің жасанды серіктерінің түрлері. Жердің жасанды серіктері ғылыми зерттеулер үшін және халық шаруашылығындағы әртүрлі мәселелерді шешу үшін қолданылады. Жердің жасанды серіктерініңмынандай түрлері бар:метеорологиялық, астрономиялық, зерттеушілік, геофизикалық, телебайланыстық, навигациялық. Метеорологиялық ЖЖС ауа райы жағдайларын болжау үшін қолданылады. Олар үнемі Жердегі стансыларға бұлт, Жердің мұзды және қарлы жамылғысы суреттері түріндегі және атмосфераның түрлі қабаттарындағы және Жер бетіндегі температура туралы мәліметтерді, ауаның химиялық құрамы, атмосфералық қысым туралы ақпараттарды жіберіп тұрады. Алғашқы метеорологиялық жер серігі TIROS 1960 жылы 1 сәуірде ұшырылды. Заманауи метеорологиялық ЖЖС көрінетін ғана емес, тіпті инфрақызыл спектрде байқалатын құбылыстарды да тіркеп отыратын радиометрлермен жабдықталған. Астрономиялық ЖЖС – планеталарды, галактикалар мен басқа да ғарыш нысандарын зерттеуге арналған жасанды серіктер. Мұндай аппараттарға электромагниттік толқындардың әртүрлі диапазонында әрекет ететін ор- «Диана» Жоғары медицина колледжі» мекемесі Ф МКД ПП/12-04 Учреждение «Высший Медицинский колледж «Диана» Сапа менеджмент жүйесі «Физика және астрономия» пәнінен дәріс жинағы биталық телескоптар мысал бола алады. Орбитаға біршама елдердің телескоптары шығарылды, мысалы, италиялық «AGILE», америкалық «Fermi Gamma-ray Space Telescope», сондай-ақ инфрақызыл толқындардың диапазонында жұмыс істейтін жапондық «AKARI» телескобы. АҚШ шығарған «Hubble Space Telescope» телескобы инфрақызыл сәулеленуден ультракүлгін сәулеленуге дейінгі диапазондағы ғарыш нысандарын зерттейді. 5.Гравитациялық өрістегі дененің қозғалысы. Дене Жердің тартылыс күшінің әсерінен еркін түсу үдеуімен қозғалады. Бұндай жағдайда қозғалысты еркін түсу деп атайды. Үдеу – жылдамдықтың өзгеру шапшаңдығын сипаттайтын физикалық шама екені белгілі: 𝒗𝒚− 𝒗𝟏 , Қозғалыстың бастапқы жылдамдығының мәні белгілі болғанда дене қозғалы∆𝒕 сының лездік жылдамдығын анықтауға болады. Лездік жылдамдық – дененің кез келген уақыт мезетіндегі жылдамдығы. gy =