Nyutonning harakat qonunlari uchta qonundan iborat: Nyutonning birinchi qonuni, Nyutonning ikkinchi qonuni va Nyutonning uchinchi qonuni.
Nyutonning birinchi qonuni
Nyutonning birinchi qonunida aytilishicha, agar jismga ta'sir qiluvchi umumiy kuch nolga teng bo'lsa, tinch holatda bo'lgan har bir jism tinch holatda qoladi yoki doimiy tezlikda to'g'ri chiziqda harakatlanayotgan har bir jism doimiy tezlikda to'g'ri chiziqda harakatlanishda davom etadi.
Atrofingizdagi biror narsani, masalan, stol yoki tosh yoki boshqa biron bir narsani tasavvur qiling. Tinch holatda bo'lgan stol, agar u harakatlanmasa yoki itarish yoki tortish kuchi kabi tashqi kuchga ega bo'lmasa, tinch holatda qoladi. Xuddi shunday, tinch holatda bo'lgan boshqa narsalar ham. Stol yoki tosh yoki tinch holatda bo'lgan boshqa biron bir narsaga ta'sir qiluvchi kuchlar bormi? Jismga ta'sir qiluvchi kuchlar mavjud, ammo jismga yoki umumiy kuchga ta'sir qiluvchi barcha kuchlarning yig'indisi nolga teng. Yer kabi sayyora yuzasida tinch holatda bo'lgan jismga ta'sir qiluvchi kuchlar tortishish kuchi (w) va normal kuch (N) dir. Tortishish kuchining yo'nalishi Yer markaziga perpendikulyar, normal kuchning yo'nalishi Yer markaziga perpendikulyar. Bu ikki kuchning kattaligi bir xil, lekin yo'nalishi jihatidan qarama-qarshi, shuning uchun umumiy kuch nolga teng.
Doimiy tezlikda to'g'ri chiziqda harakatlanayotgan jism haqida nima deyish mumkin? Bu masalani aniqlashtirish uchun, masalan, metall bo'lagini pol yuzasi bo'ylab itarib yuboring deylik. Itarilgandan so'ng, metall bo'lak sekinlashadi va keyin ishqalanish kuchi tufayli to'xtaydi . Metall bo'laklar uzoqroq yoki uzoqroq harakatlanishi uchun siz pol yuzasini va metall bo'laklarning yuzasini tekislashingiz kerak. Pol yuzasi va metall bo'laklarning yuzasi qanchalik silliq bo'lsa, metall bo'laklar shuncha uzoqroqqa harakatlanadi. Agar pol yuzasi mukammal silliq bo'lsa va ishqalanish bo'lmasa, metall bo'laklar harakatlanishda davom etadi va to'xtamaydi. Mutlaqo silliq pol yuzasida harakatlanayotgan metall bo'lagiga ta'sir qiluvchi kuch yo'qmi? Metall bo'laklarga ta'sir qiluvchi kuchlar mavjud, ya'ni tortishish kuchi va normal kuchlar. Bu ikki kuch vertikal yo'nalishda ishlaydi va agar pol mukammal silliq bo'lsa, metall bo'laklarning gorizontal yo'nalishdagi harakatiga ta'sir qilmaydi.
Nyutonning ikkinchi qonuni
Nyutonning ikkinchi qonunida aytilishicha, agar jismga ta'sir qiluvchi umumiy kuch nolga teng bo'lmasa, jism tezlashadi. Tezlanish kattaligi umumiy kuch kattaligiga mutanosib va jismning massasiga teskari mutanosibdir. Tezlanish yo'nalishi umumiy kuch yo'nalishi bilan bir xil.
ΣF = ma(1.2)
Tavsif: ΣF = umumiy kuch (kg m/s² ) , m = massa (kg), a = tezlanish (m/ s² )
1.2-tenglama Nyutonning ikkinchi qonunining matematik ifodasidir.
Agar tezlanish kattaligi nolga teng bo'lsa (a = 0), u holda 1.2-tenglama 1.1-tenglamaga o'zgaradi. Demak, Nyutonning birinchi qonuni Nyutonning ikkinchi qonunining maxsus holatidir.
1.2-tenglama asosida, kuch qancha katta bo'lsa, tezlanish shuncha katta degan xulosaga kelish mumkin. Aksincha, massa qancha katta bo'lsa, tezlanish shuncha kichik bo'ladi. Kuch, massa va tezlanish o'rtasidagi bog'liqlik bunga bog'liq tajribalar o'tkazilgandan so'ng yaxshiroq tushuniladi. O'tkazilishi mumkin bo'lgan tajribalardan biri bu erkin tushayotgan massa yordamida relslarda dinamik poyezdni tezlashtirish tajribasi. Poyezdning tezlanishini aniqlash uchun tiker taymeridan foydalaning.
Nyutonning uchinchi qonuni
Nyutonning uchinchi qonunida aytilishicha, agar 1-jism 2-jismga kuch ta'sir qilsa, u holda 2-jism ham bir vaqtning o'zida 1-jismga kuch ta'sir qiladi. Ikkala kuchning kattaligi bir xil, lekin ikkala kuchning yo'nalishi qarama-qarshi. Bir kuch ta'sir, ikkinchisi reaksiya (ta'sir-reaktsiya kuchi) deb ataladi.
F harakati = – F reaksiyasi (1.3)
1.3-tenglama Nyutonning uchinchi qonunining matematik ifodasidir. 1.3-tenglamadagi manfiy ishora kuchning yo'nalishini ko'rsatadi.
Nyutonning uchinchi qonunini yaxshiroq tushunish uchun tajriba o'tkazing. Agar sizda skeytbord bo'lsa, uning ustida turib devorga itaring. Devorga itargandan so'ng, skeytbord orqaga harakatlanadi. Sizning itarishingiz oldinga, skeytbord esa orqaga harakatlanadi. Bu shuni ko'rsatadiki, devor ham sizga qarshi itariladi. Devorga itarganingizda, bir vaqtning o'zida devor ham sizga qarshi itariladi. Sizning itarish kuchingiz devorga ta'sir qiladi, devorning itarish kuchi esa sizga ta'sir qiladi. Ikkala kuch kattaligi jihatidan teng, lekin yo'nalishi jihatidan qarama-qarshi. Bir kuchni harakat, ikkinchisini esa reaksiya deb atashingiz mumkin.
Siz qilishingiz mumkin bo'lgan yana bir tajriba - rezina sharni portlatish, keyin u shishirilib, havo bilan to'lgandan keyin uni qo'yib yuborish. Uni qo'yib yuborgandan so'ng, shar "uchib ketadi". Sharning harakat yo'nalishi havo shardan chiqayotgan yo'nalishga teskari. Buni qanday tushuntirish mumkin? Sharning og'zi qo'yib yuborilganda, shar havoni itarib chiqaradi. Shu bilan birga, havo ham sharni itarib yuboradi. Havoning turtki kuchi sharning uchishiga sabab bo'ladi. Sharning turtki kuchi havoga ta'sir qiladi va havoning turtki kuchi sharga ta'sir qiladi. Ikkala kuch ham kattaligi jihatidan teng, ammo yo'nalishi jihatidan qarama-qarshi.
Muammolar namunasi
1. 4 ta buyum bor, banan = 4 kg, kitob = 0,8 kg, basketbol to'pi = 3,5 kg, mango = 1,2 kg. Savat qo'pol tekis yuzaga 30 N kuch bilan tortiladi ( μ = 0,4). Savat to'g'ri harakatlanishi uchun (savatning massasi hisobga olinmaydi), savatga solinishi kerak bo'lgan narsalar...
Munozara
Bu aniq:
Banan massasi (m³ ) = 4 kg
Kitobning massasi (m² ) = 0,8 kg
To'pning massasi (m³ ) = 3,5 kg
Mangoning massasi (m4 ) = 1,2 kg
Tortish kuchi (F) = 30 N
Statik ishqalanish koeffitsienti ( μ s ) = 0,4
Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ s2
Savatning massasini e'tiborsiz qoldiring
Statik ishqalanish kuchi (fs ) jism hali ham tinch holatda bo'lganida va harakatlanayotganda ishlaydi, kinetik ishqalanish kuchi esa jism harakatlanayotganda ishlaydi.
So'ralgan: Ob'ektning massasi
Javob:
Savat tortish kuchining kattaligi (F) statik ishqalanish kuchining kattaligiga (fs) teng bo'lganda aniq harakatlanadi.
Statik ishqalanish kuchining kattaligini (fs ) hisoblang:
f s = m s N = m s w = m s mg = (0,4)(m)(10)
f s = 4 m
Aniq savat harakatlanadi:
F = f s
30 = 4 m
m = 30/4
m = 7,5 kg
Banan massasi 4 kg + shar massasi 3,5 kg = 7,5 kg
Savatga solinishi kerak bo'lgan narsalar banan va sharlardir.
2. 2014/2015 SMA/MA Fizika bo'yicha milliy imtihon savoli №5
Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, massasi 6 kg bo'lgan A va massasi 4 kg bo'lgan B jismlar arqon bilan bog'langan va F = 60 N kuch bilan tortilgan.
Agar tizim harakatlanayotgan bo'lsa va pol yuzasi bilan ikkita jism orasidagi kinetik ishqalanish koeffitsienti 0,5 (tg θ = 3/4) va g = 10 ms -2 ga teng bo'lsa, u holda ikkita jismni bog'laydigan T arqondagi kuchlanish kuchining kattaligi … ga teng.
A. 28,8 N
B. 30,0 N
C. 39,6 N
D. 48,0 N
Sharqiy 50,0 N
Munozara
Ma'lumki:
A obyektining massasi (m A ) = 6 kg
B obyektining massasi (m B ) = 4 kg
Tortish kuchi (F) = 60 Nyuton
Jism va pol orasidagi kinetik ishqalanish koeffitsienti (μk ) = 0,5
Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ s2
Tangens θ = 3/4
Savol: T arqonidagi taranglik qanchalik katta ?
Javob:
F kuchining gorizontal komponenti:
Fx = F cos θ
F x = (60)(4/5) = (4)(12) = 48 N
F kuchining vertikal komponenti:
F y = F sin θ
F y = (60)(3/5) = (3)(12) = 36 N
A obyektining normal kuchi:
N A = w A = m A g = (6)(10) = 60 N
B obyektining normal kuchi:
N B + F y – w B = 0
N B + F y = w B
N B = w B – F y = m B g – F y = (4)(10) – 36 = 40 – 36 = 4 N
A obyekti va pol orasidagi kinetik ishqalanish kuchi:
f kA = m k N A = (0,5)(60) = 30 N
B obyekti va pol orasidagi kinetik ishqalanish kuchi:
f kB = m k N B = (0,5)(4) = 2 N
Ikkala obyektning ham tezlanishini hisoblang:
ΣF = ma
F x – T + T – f kB – f kA = (m A + m B ) a
T ipidagi tortishish kuchi ip uzunligi bo'ylab bir xil kattalikka ega va teskari yo'nalishda harakat qiladi, shuning uchun u tenglamadan chiqarib tashlanadi.
F x – f kB – f kA = (m A + m B ) a
48 – 2 – 30 = (6 + 4) a
16 = 10 a
a = 16/10
a = 1,6 m/ s2
Arqonning tortish kuchini hisoblang T:
A obyektini ko'rib chiqing. A obyektiga gorizontal (gorizontal) yo'nalishda ta'sir qiluvchi kuchlar o'ngga yo'naltirilgan arqon tortish kuchi (T) va chapga yo'naltirilgan kinetik ishqalanish kuchi (f kA ) dir.
ΣF = ma
T A – f kA = m A a
T A – 30 = (6)(1,6)
T A – 30 = 9,6
TA = 9,6 + 30 = 39,6 N
B obyektini ko'rib chiqing. B obyektiga gorizontal (gorizontal) yo'nalishda ta'sir qiluvchi kuchlar o'ngga yo'naltirilgan F x kuchi, kinetik ishqalanish kuchi (f kB ) va chapga yo'naltirilgan arqon tortish kuchi (T) dir.
ΣF = ma
F x – f kB – T B = m B a
48 – 2 – T B = (4)(1,6)
46 – T B = 6,4
46 – 6,4 = T B
T B = 39,6 N
Demak, A obyektga ta'sir qiluvchi arqondagi tortishish kuchi (T A ) = B obyektga ta'sir qiluvchi arqondagi tortishish kuchi (T B ) = 39,6 N.
To'g'ri javob C.
3. 2014/2015 SMA/MA Fizika BMT savollari №5
Quyidagi rasmga qarang!
F kuchi ta'sirida jismlar tizimi harakatlanadi. Agar pol qo'pol bo'lsa va ikki blok bilan pol orasidagi kinetik ishqalanish koeffitsienti 0,2 ga teng bo'lsa, ikki jismning tezlanishi qanday? (cos 37 o = 0,8 , sin 37 o = 0,6)
A. 2,6 ms-2
B. 4,0 ms -2
C. 5,2 ms -2
D. 7,8 ms -2
E. 10,2 ms -2
Munozara
Ma'lumki:
A obyektining massasi (m A ) = 4 kg
B obyektining massasi (m B ) = 2 kg
Tortish kuchi (F) = 30 Nyuton
Jism va pol orasidagi kinetik ishqalanish koeffitsienti (μk ) = 0,2
Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ s2
cos 37 o = 0,8
sin 37 o = 0,6
Savol: Ikki jism qanday tezlanishni boshdan kechiradi?
Javob:
F kuchining gorizontal komponenti:
Fx = F cos θ
F x = (30)(0,8) = 24 N
F kuchining vertikal komponenti:
F y = F sin θ
F y = (30)(0,6) = 18 N
A obyektining normal kuchi:
N A = w A = m A g = (4)(10) = 40 N
B obyektining normal kuchi:
N B + F y – w B = 0
N B + F y = w B
N B = w B – F y = m B g – F y = (2)(10) – 18 = 20 – 18 = 2 N
A obyekti va pol orasidagi kinetik ishqalanish kuchi:
f kA = m k N A = (0,2)(40) = 8 N
B obyekti va pol orasidagi kinetik ishqalanish kuchi:
f kB = m k N B = (0,2)(2) = 0,4 N
Ikkala obyektning ham tezlanishini hisoblang:
ΣF = ma
F x – f kB – f kA = (m A + m B ) a
24 – 0,4 – 8 = (4 + 2) a
15,6 = 6 a
a = 15,6/6
a = 2,6 m/ s2
To'g'ri javob A.
