Ньютонның қозғалыс заңы туралы мақала
1. Күштің анықтамасы
Күш – заттардың үдеуіне себеп болатын нәрсе. Басқаша айтқанда, күш – заттың қозғалыс бағытын өзгертетін, тоқтататын немесе қозғалатын нәрсе. Күш – векторлық шама, сондықтан оның шамасы мен бағыты бар. Күш белгісі – F (Күш). F – күштің жалпы белгісі. Күштердің бірнеше түрі бар және барлық күштердің F белгісі бола бермейді. Халықаралық жүйелік бірлік – кг м/с2, яғни. Ньютон.
2. Таза күштің анықтамасы
Қорытынды күш (ΣF) - бұл объектіге әсер ететін барлық күштердің қосындысы. Күш - векторлық шама, сондықтан жалпы күш векторды қосу ережесіне негізделіп есептеледі.
Жалпы күш = 10 Ньютон, жалпы күштің бағыты оңға қарай.
Жалпы күш = 8 Ньютон, жалпы күштің бағыты оңға қарай.
Жалпы күш = 0
Жалпы күш = 0
3. Ньютонның қозғалыс заңдары
Ньютонның қозғалыс заңдары - ағылшын физигі Исаак Ньютон ұсынған дененің қозғалысы туралы физика заңдары.
3.1 Ньютонның бірінші заңы
Ньютонның бірінші заңында тыныштықта тұрған әрбір дене тыныштықта қалады немесе тұрақты жылдамдықпен түзу қозғалатын әрбір дене
егер денеге әсер ететін жалпы күш нөлге тең болса, ол тұрақты жылдамдықпен түзу қозғалысын жалғастырады.
ΣF = 0
Бұл теңдеу Ньютонның бірінші заңынан алынған математикалық тұжырым.
Айналаңыздағы затты, мысалы, үстелді, тасты немесе кез келген затты көріңіз. Тыныштықтағы үстел қозғалмаса немесе итеру немесе тарту сияқты сыртқы күш әсер етпесе, тыныштықта қалады. Үстелдерге, тастарға немесе тыныштықтағы заттарға әсер ететін күш бар ма? Затқа әсер ететін күш бар, бірақ затқа әсер ететін барлық күштердің қосындысы немесе жалпы күш нөлге тең. Жер сияқты планеталардың бетінде әлі де тұрған заттарға әсер ететін күштер - гравитация (w) және қалыпты күш (N). Гравитациялық күшінің бағыты жердің центріне перпендикуляр, қалыпты күштің бағыты жоғары қарай перпендикуляр. Бұл екі күштің шамасы бірдей, бірақ олардың бағыты қарама-қарсы, сондықтан жалпы күш нөлге тең.
Тұрақты жылдамдықпен түзу қозғалатын заттар туралы не деуге болады? Бұл мәселені түсіндіру үшін, еден бетіне бір затты, мысалы, металл кесегін итеріңіз делік. Итерілгеннен кейін металл үйкеліс салдарынан баяулап, тоқтады. Металл бөлшектері алысқа немесе ұзағырақ қозғалуы үшін еден бетін және металл пластинаның бетін тегістеу керек. Егер еден беті тегіс болса және үйкеліс болмаса, металл пластина қозғала береді және тоқтамайды. Мінсіз, тегіс еденнің бетінде қозғалатын металл пластинаға әсер ететін күш жоқ па? Металл пластиналарда жұмыс істейтін күштер бар, атап айтқанда ауырлық күші және қалыпты күш. Бұл екі күш те тік бағытта жұмыс істейді және еден тегіс болса, металл пластиналардың көлденең бағытта қозғалуына әсер етпейді.
Ньютонның екінші заңы бойынша, егер денеге әсер ететін жалпы күш нөлге тең болмаса, онда дене үдейді. Үдеудің шамасы жалпы күштің шамасына пропорционал және дененің массасына кері пропорционал. Үдеудің бағыты жалпы күштің бағытымен бірдей.
ΣF = ma
ΣF = жалпы күш (кг м/с2), m = масса (кг), a = үдеу (м/с2)
1.2 теңдеуі Ньютонның екінші заңынан алынған математикалық тұжырым болып табылады.
Егер үдеу нөлге тең болса (a = 0), онда 1.2 теңдеуі 1.1 теңдеуіне өзгереді. Сонымен, Ньютонның бірінші заңы Ньютонның екінші заңының ерекше жағдайы болып табылады. 1.2 теңдеуіне сүйене отырып, күш неғұрлым үлкен болса, үдеу соғұрлым үлкен болады деген қорытынды жасалады. керісінше, масса неғұрлым үлкен болса, үдеу соғұрлым аз болады. Күш, масса және үдеу арасындағы байланыс осыған қатысты тәжірибе жүргізгеннен кейін жақсырақ түсінікті болады.
1-үлгі есеп:
Жоғарыдағы суретке сүйене отырып, денелердің үдеуінің шамасы мен бағытын анықтаңыз...
Шешім:
ΣF = ma
4 кг м/с2 = (1 кг) а
а = 4 кг м/с2 : 1 кг = 4 м/с2
Үдеу шамасы = 4 м/с2, үдеудің оңға қарай бағыты.
2-үлгі есеп:
Жоғарыдағы суретке сүйене отырып, үдеудің шамасын және бағытын анықтаңыз...
Шешім:
ΣF = ma
4 кг м/с2 – 1 кг м/с2 = (1 кг) а
3 кг м/с2 = (1 кг) а
а = 3 кг м/с2 : 1 кг
а = 3 м/с2
Үдеу шамасы = 3 м/с2, үдеудің оңға қарай бағыты.
3.2.1 Салмағы (w)
Салмақ - бұл массасы бар объектіге әсер ететін ауырлық күші.
ΣF = ma
w = мг
1.3 теңдеуі - заттың салмағын есептеу теңдеуі.
w = салмақ (кг м/с2), m = масса (кг), g = ауырлық күшінің үдеуі (м/с2Жер бетіндегі гравитациялық үдеудің (g) шамасы 9.8 м/с құрайды.2Есептеулерді жеңілдету үшін g 10 м/с дейін дөңгелектенеді.2.
3.2.2 Қалыпты күш (Н)
Қалыпты күш – бір-біріне жанасатын екі затқа әсер ететін күш, мұндағы қалыпты күштің бағыты жанасу жазықтығының бетіне перпендикуляр.
Үстел бетінің үстінде әлі тұрған заттарды бақылаңыз. Ауырлық күші немесе салмақ күші де затқа әсер етеді. Заттар ағаштан құлаған жеміс сияқты еркін құламайды, себебі қалыпты күш бар. Салмақ (w) және қалыпты (N) бірдей, бірақ қарама-қарсы бағыттар, сондықтан затқа әсер ететін жалпы күш нөлге тең.
ΣF = 0
N – w = 0
N = w
3.3 Ньютонның үшінші заңы
Ньютонның үшінші заңы бойынша, егер 1-ші зат 2-ші затқа күш берсе, онда сол уақытта 2-ші зат 1-ші затқа күш береді. Екі күш бірдей, бірақ екі күштің бағыты қарама-қарсы. Бір күш әрекет деп аталады, ал екіншісі реакция деп аталады.
F әрекеті = – F реакциясы
1.3 теңдеуі Ньютонның үшінші заңынан алынған математикалық тұжырым. 1.3 теңдеуіндегі теріс таңба күштің бағытын түсіндіреді.
Ньютонның үшінші заңын жақсырақ түсіну үшін тәжірибе жасаңыз. Егер сізде скейтборд болса, скейтбордта тұрып қабырғаны итеріңіз. Қабырғаны итергеннен кейін скейтборд артқа қарай жылжиды. Күшіңіздің бағыты алға, ал скейтбордтың бағыты кері қарай.
Бұл қабырғаның сізді де мәжбүрлейтінін білдіреді. Сіз қабырғаны итергенде, сонымен бірге қабырға сізді де итереді. Сіздің итеру күшіңіз қабырғаға әсер етеді, ал қабырғаның итеру күші сізге әсер етеді. Екі күш те бірдей, бірақ қарама-қарсы бағытта. Бір күшті әрекет деп, ал екіншісін реакция деп атауға болады.
Тағы бір тәжірибе - резеңке шарды үрлеу, содан кейін резеңке шар ауаға толы болғандықтан кеңейгеннен кейін, оны жіберіңіз. Ұшқаннан кейін шар «ұшып» кетеді. Шардың қозғалыс бағыты шардан ауаның шығу бағытына қарама-қарсы. Мұны қалай түсіндіруге болады?
Шардың аузы ашылған кезде, шар ауаны сыртқа шығарады. Сонымен қатар, ауа шарды да итереді. Ауа итеру күші шардың ұшуына себеп болады. Шардың күші ойнағанда, ауаның күші шарға әсер етеді. Екі күш бірдей, бірақ бағыты қарама-қарсы.
2-суретті қарап, оны 3-суретпен салыстырыңыз. Нысанға әсер ететін қалыпты күш (N) - бұл үстел беті сияқты тегіс беттің күші. Сонымен қатар, нысандар да үстел бетіне (N') күш береді. Бұл екі қалыпты күш (N және N') бірдей шамаларға ие, бірақ қарама-қарсы бағытта және әртүрлі нысандарға әсер етеді. Шамалары бірдей және бір нысанға әсер ететін w және N-нен айырмашылығы. Сонымен, N және N' - әрекет-реакция күштері.
