Шугаман хөдөлгөөн дэх физикийн хэмжигдэхүүнүүдийн тухай нийтлэл
1. Хугацааны интервал
Объект нэг газраас нөгөө газар шилжих үед тухайн объект тодорхой хугацааны интервалтай байх шаардлагатай. Цагийн тэмдэг нь t (цаг) юм. Олон улсын цагийн нэгжийн системийн нэгж нь секунд (сек) юм.
2. Зай ба шилжилт
Зай гэдэг нь объектын туулсан замын урт юм. Зай гэдэг нь скаляр хэмжигдэхүүн бөгөөд хэмжигдэхүүн нь чиглэлээс хамаардаггүй. Зайны тэмдэг нь d бөгөөд олон улсын системийн нэгж нь метр (м) юм.
Нүүлгэн шилжүүлэлт гэдэг нь объектын байрлалын өөрчлөлт юм. Нүүлгэн шилжүүлэлт нь вектор хэмжигдэхүүн тул нүүлгэн шилжүүлэлт нь нүүлгэн шилжүүлэлтийн хэмжээ болон нүүлгэн шилжүүлэлтийн чиглэлээс бүрдэнэ. Нүүлгэн шилжүүлэлт нь чиглэлээс хамаардаг тул эерэг эсвэл сөрөг байж болно. Хэрэв үүнийг Декартын координатаар дүрсэлсэн бол тохиролцсоны дагуу хэрэв нүүлгэн шилжүүлэлтийн чиглэл нь эерэг x тэнхлэг ба эерэг y тэнхлэгийн чиглэлд байвал нүүлгэн шилжүүлэлт эерэг байна. Харин эсрэгээрээ, хэрэв нүүлгэн шилжүүлэлтийн чиглэл нь сөрөг x тэнхлэг ба сөрөг y тэнхлэгийн чиглэлд байвал нүүлгэн шилжүүлэлт сөрөг байна. Нүүлгэн шилжүүлэлтийн чиглэлийг хойд, зүүн, өмнөд, баруун хэсэгт мөн түгээмэл тэмдэглэдэг. Нүүлгэн шилжүүлэлтийн тэмдэг нь d бөгөөд олон улсын системийн нэгж нь метр (m) юм.
Жишээ бодлого 1:
Оюутан зүүн тийш 2 метр хүртэл хөдөлсөн. Сурагчийн зай болон шилжилтийн хэмжээ хэд вэ?
a = анхны байрлал, b = төгсгөлийн байрлал.
Зай (d) = 2 м
Нүүлгэлтийн хэмжээ (d) = 2 м. Нүүлгэлтийн чиглэл = зүүн тийш
Жишээ бодлого 2:
Оюутан зүүн тийш 2 метр хүртэл, дараа нь баруун тийш 2 метр хүртэл хөдөлсөн. Оюутны шилжилтийн зай болон хэмжээ хэд вэ?
a = эхлэх байрлал ба эцсийн байрлал
Зай (d) = 2 м + 2 м = 4 м
Нүүлгэлтийн хэмжээ (d) = 2 м – 2 м = 0. Төгсгөлийн байрлал = анхны байрлал, ингэснээр ямар ч шилжилт байхгүй болно.
Жишээ бодлого 3:
Оюутан зүүн тийш 2 метр хүртэл, дараа нь баруун тийш 1 метр хүртэл хөдөлсөн. Оюутны шилжилтийн зай болон хэмжээ хэд вэ?
a = эхлэх байрлал, b = төгсгөлийн байрлал.
Зай (d) = 2 м + 1 м = 3 м
Нүүлгэлтийн хэмжээ (d) = 2 м – 1 м = 1 м. Нүүлгэлтийн чиглэл = зүүн тийш
3. Хурд ба хурд
Хурд нь скаляр хэмжигдэхүүн бол хурд нь вектор хэмжигдэхүүн юм. Хурд нь хурдны хэмжээ болон хурдны чиглэлээс бүрдэнэ. Хурдны тэмдэг нь v, хурдны тэмдэг нь v (хурд) юм. Хурд ба хурдны олон улсын системийн нэгж нь секундэд метр (м/с) юм.
а. Дундаж хурд ба дундаж хурд
Жишээ бодлого 1:
Сурагч зүүн тийш 2 метр хүртэл 1 секундын турш хөдөлсөн. Сурагчийн дундаж хурд болон дундаж хурдны хэмжээ хэд вэ?
Дундаж хурдны чиглэл = шилжилтийн чиглэл = зүүн тийш
Жишээ бодлого 2:
Сурагч зүүн тийш 2 метр хүртэл 1 секундын турш хөдөлж, дараа нь баруун тийш 1 метр хүртэл 2 секундын турш хөдөлсөн. Сурагчийн дундаж хурд болон дундаж хурдны хэмжээ хэд вэ?
Дундаж хурдны чиглэл = шилжилтийн чиглэл = зүүн тийш
b. Агшин зуурын хурд ба агшин зуурын хурд
Агшин зуурын хурд = маш богино хугацааны интервалд туулсан маш бага зай. Агшин зуурын хурдны хэмжээ = маш богино хугацааны интервалд туулсан маш бага шилжилт. Хэрэв та мотоцикл эсвэл машин унаж байсан бол хурд хэмжигч харсан нь гарцаагүй. Мотоцикл унах үед мотоциклийн хурд өөрчлөгдөж, хурд хэмжигчээр харагддаг.
Физикийн хувьд агшин зуурын хурдыг ихэвчлэн хурд гэж товчилдог. Үүнтэй адил агшин зуурын хурдыг ихэвчлэн хурд гэж товчилдог. Хурдны хэмжээг хурдаар сольж болохыг анхаарна уу. Учир нь хурдны хэмжээг хурдтай тэнцүү гэж үздэг. Хурдны хэмжээг хурдтай тэнцүү гэж үздэг, учир нь зай болон шилжилтийн хэмжээ нь маш бага байвал ижил байдаг. Хэдийгээр зай болон шилжилтийн хэмжээ нь үргэлж ижил байдаггүй (зай болон шилжилтийн тухай хэлэлцүүлэгтэй харьцуулна уу), гэхдээ хэрэв зай болон шилжилтийн хэмжээ нь маш бага бол тэдгээр нь ижил утгатай байх ёстой.
4. Хурдатгал
Хурдатгал нь вектор хэмжигдэхүүн тул хурдатгалын хэмжээ болон хурдатгалын чиглэл гэж байдаг. Хурдатгалын тэмдэг нь (хурдатгал) юм. Хурдатгалын SI нэгж нь секундэд метр квадрат (м/с2 ) байна.
а. Дундаж хурдатгал
Жишээ асуудал:
Машин тайван байдлаасаа зүүн тийш хөдөлж эхэлснээр 5 секундын турш 10 м/с хурдтай явна. Дундаж хурдатгалын хэмжээг тооцоол!
Дундаж хурдатгалын чиглэл зүүн тийш байна.
Дунджаар машины хурд секунд тутамд 2 м/с-ээр нэмэгддэг. Хэрэв машины хурдатгалын хэмжээ тогтмол байвал машины хурд үргэлж секунд тутамд 2 м/с-ээр нэмэгддэг. Хэрэв машины хурдатгалын хэмжээ тогтмол биш бол машины хурд үргэлж секунд тутамд 2 м/с-ээр нэмэгддэггүй. Машины хурд эхний секундэд 1 м/с-ээр, дараа нь секундэд 3 м/с-ээр нэмэгдэх боломжтой. Гэхдээ дунджаар 5 секундын турш хөдлөхөд машины хурдны хэмжээ секунд тутамд 2 м/с-ээр нэмэгддэг.
б. Агшин зуурын хурдатгал
Агшин зуурын хурдатгал гэдэг нь маш богино хугацааны интервалд хурдны өөрчлөлт юм. Агшин зуурын хурдатгалыг ихэвчлэн хурдатгал гэж нэрлэдэг. Тиймээс хэрэв үүнийг хурдатгал гэж хэлбэл агшин зуурын хурдатгал гэсэн үг юм. Биетийн хурд өөрчлөгдвөл хурдатгал мэдэрнэ гэж үздэг. Хурд нь мөн вектор хэмжигдэхүүн бөгөөд үүнд хурдны хэмжээ болон хурдны чиглэл багтдаг. Тиймээс хөдөлж буй биетийг хурдатгал мэдэрч байна гэж хэлэх гурван нөхцөл байдаг. Нэгдүгээрт, хурд эсвэл хурдны хэмжээ өөрчлөгдвөл (хурдны чиглэл тогтмол байна) биетийг хурдатгал мэдэрнэ гэж үздэг.
Эхний жишээнд машин эхэндээ тайван байна (v = 0). Нэг секундын дараа түүний хурд 5 м/с хүртэл нэмэгдэнэ. Машины хурд нэмэгдэхийн хэрээр машин хурдасч байна гэж үзнэ. Хоёр дахь жишээнд машин эхэндээ 5 м/с хурдтай хөдөлнө. Нэг секундын дараа машин зогсоно. Машины хурд нь сөрөг хурдатгал эсвэл удаашралтай гэж үздэг тул буурдаг. Хоёрдугаарт, хэрэв хурдны чиглэл өөрчлөгдвөл (хурдны хэмжээ эсвэл хурд тогтмол) биет хурдатгалд орно гэж үзнэ. Хурдны чиглэл = шилжилтийн чиглэл = хөдөлгөөний чиглэл. Гуравдугаарт, хэрэв хурдны хэмжээ болон чиглэл хоёулаа өөрчлөгдвөл биет хурдатгалд орно гэж үзнэ.
