Дәріс №4. Күштер. Механикадағы күштер
жүктеу/скачать 176.33 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы
|
Дәріс №4. Күштер. Механикадағы күштер. Дәріс жоспары: Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы БӘТЗ қолданысы. Кеплер заңдары. Гравитациялық өріс және оның кернеулігі Серпiмдiлiк күшi. Механикалық кернеу Үйкеліс күші. Ауырлық күші және салмақ.
Әдетте механика бөлімінде тартылыс,серпімділік, үйкеліс күштерін қарастыратын боламыз. Бұл бөлімде серпімділік, үйкеліс күштерінің электрмагниттік сипатына тоқталмайтын боламыз. Тәжірибелердің көмегімен бұл күштердің туындауына себеп болатын шарттарды қарастырып, оны өлшеу арқылы сандық сипаттамаларын анықтайтын боламыз. Өткен лекцияда айтылғандай табиғатта күштің төрт түрі болады. Механикада гравитациялық және электрмагниттік күштің екі түрі (серпімділік және үйкеліс) қарастырылады. Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы Қолдан түскен кез-келген зат жерге түсетінін барлығымыз білеміз. Шын мәнісінде зат жерге еркін түсу үдеуімен құлайды. Демек, затқа Жер тарапынан, Жерге бағытталған күш әрекет етеді. Ньютонның 3 заңына сәйкес тас тарапынан да Жерге бағыты жағынан қарама-қарсы, модулі жағынан тең күшпен әрекет етеді. Сонымен, Зат пен Жер арасында өзара тартылыс күші әрекет етеді. БӘТК тек Жер бетінде ғана орындалмайды, ол ғарыш кеңістігінде де дәл жер бетіндегідей әрекет етеді. Гравитациялық күштің ең басты ерекшелігі-кеңістікте барлық денеге оның массасының қандай екендігіне тәуелсіз, бірдей үдеу береді. Мысалы Галилейдің Пиза мұнарасынан жасаған тәжірибесі мен Ньютонның арнайы түтігімен жасаған тәжірибесінде барлық денелердің жерге бір мезетте түсуін айтуға болады. Бүкіләлемдік тартылыс күшi осы денелердiң массаларына, олардың ара қашықтықтарына байланысты. Денелердің массалары артқан сайын тартылу күші де артады. Д енелердiң бiр-бiрiне тартылыс күшi осы денелердiң массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және денелердiң ара қашықтықтарының квадратына керi пропорционал болады , мұндағы: - гравитациялық тұрақты деп аталады. Бұл заң Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы деп аталады, оны 1667 жылы Ньютон ашқан. Гравитациялық тұрақты бір-бірінен 1 м қашықтықта орналасқан және массалары кг болатын денелердің (материалдық нүктелердің) арасындағы гравитациялық күшке тең болады. Мұндағы r денелердің масса центрінен басталады. - тұрақтысының мәнін ең алғаш эксперименттік өлшеу жүргізу арқылы ағылшын ғалымы Генри Кавендиш (1798ж.) анықтаған болатын. Тартылыс күшi - центрлiк күштерге жатады, яғни денелердiң центрлерiн қосатын түзудiң бойымен бағытталады. Ньютонның бүкiл әлемдiк тартылыс заңымен анықталатын гравитациялық масса деген ұғым бар. Бұл масса денелердiң тартылыс өрiстерiн қоздыру және тартылыс өзгерiстерiнiң әсерiн сезiну қабiлетiн сипаттайды. Сонда бұл қандай масса? Дәл өлшеулердiң нәтижесiнде инерттiк масса гравитациялық массаға тең екенi анықталды. Сондықтан оларды ерекше бөлудiң қажетi жоқ. Бүкіл әлемдік тартылыс заңының нақты мысалы ретінде Күн жүйесіндегі планеталардың, Жерді айнала қозғалған Айдың қозғалысын мысалға алуға болады. Айдың орбитасын жуық түрде шеңбер бойымен қозғалады деп есептеуге болады. Шеңбер бойымен қозғалыс кезінде Жер Айға центрге тартқыш күш береді. Ол мына формуламен есептеледі: , Мұндағы -Айдың Жерді айналу орбитьасының радиусы.Ол шамамаен Жердің радиусынан 60 есеге көп. Ал Т-Айдың Жерді айналу периоды, ол 27 тәулік 7 сағат 43 минут немесе 2,4 сек. Жердің радиусын 6,4 деп есептеп, Айдың центрге тартқыш үдеуін анықтайды: а Осы табылған үдеудің мәні Жер бетіндегі еркін түсу үдеуінен шамамен есеге кем. Осылайша Ай мен Жердің ара қашықтығының 60 есеге артуы, оның Жерге тартылуының үдеуінің шамасын, осыған сәйкес тартылыс күшінің шамасын шамаға кемуіне әкеледі. Осыдан мынадай қорытынды жасауға болады: тартылыс күшінің әрекетінен дененің алатын үдеуі сол дене мен Жердің қақ ортасына дейінгі аралықтың квадратына тең шамаға пропорционалды кемиді. a= -кез-келген дене үшін тұрақты коэффициент. жүктеу/скачать 176.33 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|