გურუმუდა ქსელები
ობიექტი განიცდის ერთგვაროვან წრფივ მოძრაობას, თუ ობიექტის სიჩქარე მუდმივია. სიჩქარე მოიცავს სიჩქარის სიდიდეს და მიმართულებას. სიჩქარის მიმართულება = გადაადგილების მიმართულება = მოძრაობის მიმართულება. მუდმივი ობიექტის სიჩქარის მიმართულება = მუდმივი ობიექტის მოძრაობის მიმართულება, ან ფიქსირებული ობიექტის მოძრაობის მიმართულება = ობიექტი მოძრაობს სწორხაზოვნად. სიჩქარის ან სიჩქარის სიდიდე მუდმივია = სიჩქარე ყოველთვის ერთნაირია.
არათანაბარი წრფივი მოძრაობა არის მოძრაობა მუდმივი აჩქარებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, არათანაბარი წრფივი მოძრაობა = მოძრაობა აჩქარების გადიდებით მუდმივია და აჩქარების მიმართულება მუდმივია. აჩქარების მიმართულება მუდმივია = სიჩქარის მიმართულება მუდმივია = გადაადგილების მიმართულება მუდმივია = მოძრაობის მიმართულება მუდმივია = ობიექტი მოძრაობს წრფივად. მუდმივი აჩქარების სიდიდე ნიშნავს, რომ სიჩქარის ან სიჩქარის სიდიდე რეგულარულად იზრდება.
ყოველდღიურ ცხოვრებაში ხშირად ვხედავთ ობიექტებს, რომლებიც თავისუფლად ვარდნიან, მაგალითად, ხიდან ვარდნილი ხილის მოძრაობას, გარკვეული სიმაღლიდან ვარდნილი ან ჩამოვარდნილი ობიექტების მოძრაობას. რატომ მოძრაობენ ობიექტები თავისუფლად ვარდნით? ერთი შეხედვით დაკვირვების შემთხვევაში, ობიექტი თავისუფალ ვარდნას განიცდის ისე, თითქოს მას ფიქსირებული სიჩქარე ჰქონდეს, ანუ სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ობიექტი არ აჩქარებს. ფაქტია, რომ ყველა ობიექტი, რომელიც თავისუფლად ვარდება, მუდმივ აჩქარებას განიცდის. ეს მიზეზი იწვევს თავისუფალ ვარდნას, მათ შორის არათანაბარი წრფივი მოძრაობის მაგალითს. როგორ დავამტკიცოთ, რომ თავისუფალ ვარდნაში მყოფი ობიექტები მუდმივ აჩქარებას განიცდიან ან მათი სიჩქარე იზრდება?
ყოველდღიურ ცხოვრებაში ხშირად ვხვდებით ობიექტებს, რომლებიც ერთგვაროვან წრიული მოძრაობით მოძრაობენ. ერთგვაროვანი წრიული მოძრაობის მქონე ობიექტის ერთ-ერთი მაგალითია ანალოგურ საათზე მეორე ისარი, წუთის ისარი და საათის ისარი. მეორე ისარი ყოველთვის ბრუნავს 360 ° კუთხით 60 წამის (ერთი წუთი) განმავლობაში ან ბრუნავს 6 ° კუთხით ერთი წამის განმავლობაში. წუთის ისარი ყოველთვის ბრუნავს 360 ° კუთხით 60 წუთის (ერთი საათის) განმავლობაში ან ბრუნავს 6 ° კუთხით ერთი წუთის განმავლობაში. საათის ისარი ასევე ყოველთვის ბრუნავს 360 ° კუთხით 24 საათის (ერთი დღის) განმავლობაში. თუ ობიექტი მოძრაობს ჩვეულებრივ წრეზე, როგორიცაა მეორე ნემსი, წუთის ისარი ან საათის ისარი, მაშინ ობიექტებს წრიულ მოძრაობას ასრულებენ. შეგიძლიათ მოიფიქროთ ობიექტების მაგალითები, რომლებიც წრიულ მოძრაობას ასრულებენ?
წრიულ მოძრაობაში ფიზიკის სიდიდეებია კუთხური გადაადგილება, კუთხური სიჩქარე და კუთხური აჩქარება.
წრიული მოძრაობის დროს გადაადგილებას კუთხური გადაადგილება ეწოდება. ამიტომ, ვექტორული სიდიდეების ჩათვლით, კუთხურ გადაადგილებას აქვს სიდიდე და მიმართულება. კუთხური გადაადგილების მიმართულება, როგორც წესი, გამოიხატება საათის ისრის მიმართულებით (საათის ისრის მიმართულებით ან საათის ისრის საწინააღმდეგოდ).
კუთხური გადაადგილების სამი ერთეული არსებობს. პირველი, გრადუსი (o). წრის ერთი გარშემოწერილობა 360-ის ტოლია.oმეორე, ბრუნვა. წრის ერთი გარშემოწერილობა უდრის ერთ ბრუნს. მესამე, რადიანები. დააკვირდით ქვემოთ მოცემულ ფიგურას. თუ სხეული მოძრაობს წრეში, მაშინ r = წრის რადიუსია, x = წრიული ტრაექტორიის სიგრძე, რომელსაც სხეული გადის = წრის გარშემოწერილობა.
ობიექტი, რომლის პარაბოლურ მოძრაობებს ყოველთვის აქვს საწყისი სიჩქარე. რადგან პარაბოლური მოძრაობა ჰორიზონტალური და ვერტიკალური მიმართულებით მოძრაობების ერთობლიობაა, საწყის სიჩქარეს ასევე აქვს ჰორიზონტალური და ვერტიკალური კომპონენტები.
თუ ობიექტი პარაბოლურად მოძრაობს, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათებზე 1 და 3, მაშინ ჰორიზონტალური მიმართულებით საწყისი სიჩქარე (vo ox ) და ვერტიკალური მიმართულებით საწყისი სიჩქარე (vo y ) გამოითვლება შემდეგი განტოლების გამოყენებით:
ძალა არის ის, რაც იწვევს საგნების აჩქარებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ძალა არის ის, რაც ამოძრავებს, აჩერებს ან ცვლის ობიექტის მოძრაობის მიმართულებას. ძალა ვექტორული სიდიდეა და, შესაბამისად, აქვს სიდიდე და მიმართულება. ძალის სიმბოლოა F (ძალა). F არის ძალის ზოგადი სიმბოლო. არსებობს ძალის რამდენიმე ტიპი და ყველა ძალას არ აქვს სიმბოლო F. საერთაშორისო სისტემის ერთეულია კგ მ/წმ2, იგივე ნიუტონი.
შედეგად მიღებული ძალა (ΣF) არის ობიექტზე მოქმედი ყველა ძალის ჯამი. ძალა ვექტორული სიდიდეა, ამიტომ სრული ძალა გამოითვლება ვექტორების შეკრების წესის საფუძველზე.
ხახუნი არის ერთმანეთთან შეხებისას წარმოქმნილი წინააღმდეგობა. ამ თემაში შესწავლილი ხახუნის ძალა დაკავშირებულია ორ მყარი სხეულის ზედაპირს შორის მოქმედ ხახუნის ძალასთან, რომლებიც ერთმანეთს ეხება. მაგალითად, ხახუნი სხივის ძირსა და იატაკის ზედაპირს შორის, ხახუნი ფეხსაცმლის ძირსა და იატაკის ზედაპირს შორის, ხახუნი ავტომობილის ბორბლებსა და გზის ზედაპირს შორის.
ხახუნის ძალა ყოველთვის მოქმედებს ერთმანეთთან შეხებაში მყოფი მყარი სხეულების ზედაპირზე, მიუხედავად იმისა, რომ სხეულები ძალიან გლუვია. მიკროსკოპული მასშტაბით გლუვი ზედაპირებიც კი ძალიან უხეშია. როდესაც ობიექტი მოძრაობს, ეს მიკროსკოპული ქედები ხელს უშლის მოძრაობას. ატომურ დონეზე, ზედაპირზე გამონაზარდი იწვევს ატომების სხვა ზედაპირებთან ძალიან ახლოს ყოფნას, რის გამოც ატომებს შორის ელექტრულ ძალებს შეუძლიათ ქიმიური ბმების წარმოქმნა, როგორც მოძრავი ობიექტის ორ ზედაპირს შორის კავშირი. როდესაც ობიექტი მოძრაობს, მაგალითად, როდესაც მაგიდის ზედაპირზე წიგნს აწვებით, წიგნის მოძრაობა დაბრკოლებებს განიცდის და საბოლოოდ ჩერდება. ეს გამოწვეულია ბმის წარმოქმნითა და გათავისუფლებით.
ნიუტონის კანონის შესწავლისას ვისწავლეთ, რომ ყველა სხეული, რომელიც თავდაპირველად უძრავ მდგომარეობაშია, მოძრაობს, ან ნებისმიერი სხეული, რომელიც თავდაპირველად მოძრაობს, უძრავ მდგომარეობაში გადადის, თუ არსებობს „რაღაც“, რომელიც მოძრაობს ან აჩერებს ობიექტს. რაღაცას „ძალა“ ეწოდება. რატომ ვარდება ან მოძრაობს ნაყოფი დედამიწის ზედაპირისკენ ღეროდან გათავისუფლების შემდეგ? ნიუტონის კანონის თანახმად, თუ ნაყოფი მოძრაობს, ნაყოფზე ძალა უნდა მოქმედებდეს. ძალას, რომელიც იწვევს ნაყოფის ან ნებისმიერი ობიექტის დედამიწის ზედაპირისკენ ვარდნას, გრავიტაციის ძალა ეწოდება.
როდესაც წიგნს მაგიდის ზედაპირზე აწვებით მანამ, სანამ წიგნი არ გაინძრევა, თქვენი ხელი წიგნს ეხება. ანალოგიურად, როდესაც საგანს თოკით აკრავთ და შემდეგ ქაჩავთ მანამ, სანამ არ გაინძრევა, თქვენი ხელი თოკს ეხება, თოკი კი საგანს ეხება. ამ შემთხვევაში, თოკის ბიძგის ძალას, მიზიდვის ძალას, დაჭიმვის ძალას და მსგავს ძალებს შეხების ძალები ან კონტაქტის ძალები ეწოდება. დედამიწის გრავიტაციული ძალა, რომელიც დედამიწის ზედაპირისკენ ვარდება ნაყოფს. ან, დედამიწის გრავიტაციული ძალა, რომელიც მთვარეს დედამიწის ორბიტაზე იზიდავს, დედამიწასა და ნაყოფსა და მთვარეს შორის შეხების გარეშე ხდება.
ამიტომ, გრავიტაციულ ძალებს ან ამგვარ ძალებს არაშეხების ძალები ეწოდება. როგორ შეიძლება ხილი დაეცა და მთვარე „დაეცემოდეს“ დედამიწისკენ დედამიწას, ნაყოფსა და მთვარეს შორის შეხების გარეშე? მეცნიერებს, მათ შორის ნიუტონს , უჭირდათ არაშეხების ძალის კონცეფციის წარმოდგენა. არაშეხების ძალის კონცეფციის უფრო ადვილად წარმოსადგენად და გასაგებად, წამოჭრილია ველის კონცეფცია.