F=ma. (1.29)
Міне осы өрнек дене жылдамдығы вакуумдегі жарық жылдамдығынан көш кіші болатын кез үшін Ньютонның екінші заңы (немесе динамиканың негізгі заңы) болып табылады.
Динамиканың негізгі заңын сәл басқа түрде жазайық. Анықтама бойынша үдеу дегеніміз
. (1.30)
Осыны (1.29)-ға қойсақ, онда келесідей жазылады:
(1.31)
Дененің импульсі деп дененің массасының жылдамдығына көбейтіндісін айтады:
P=mv. (1.32)
Сонда динамиканың негізгі заңын былайша тұжырымдауға болады: күш импульстің бірлік уақыттағы өзгерісіне тең болады:
. (1.33
Бұл динамиканың негізгі заңының ең жалпылама тұжырымдамасы.
Егерде денеге тең әсерлісі R болатын күштер жиынтығы әсер ететін болса, онда Ньютонның екінші заңы былай жазылады:
. (1.34)
Егерде материалдық нүкте шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалатын болса, онда барлық күштердің тең әсерлісі центрге бағытталған болады. Осы тең әсерлі күш центрге тартқыш күш болып табылады.
1.2.2. Динамиканың негізгі заңының қолдану мысалдары
Динамиканың негізгі заңының көмегімен денеге түсірілген күштерді немесе, берілген күштер бойынша қозғалыстың сипатын анықтауға болады. Мәселен, егер қозғалыс заңы белгілі болса, онда дененің қозғалыс үдеуін табуға болады. Дененің массасын және үдеуін біле отырып, оған әсер ететін күшті табуға болады.
Қозғалыс теңдеуін жазған кезде мынандай ережені басшылыққа алған дұрыс: ең алдымен, осы материалдық нүктеге түсірілген барлық күштерді (оның ішінде реакция күштерін): содан кейін осы күштердің тең әсерлісін табу керек: динамиканың негізгі заңына сай, барлық түсірілген күштердің тең әсерлісінің масса мен үдеудің көбейтіндісіне тең екендігін жазу керек:
Жазылған теңдеуді белгісіз шамаға қатысты шешу қажет.
1 мысал. Лифттінің еденінде массасы m дене жатыр. Егер лифт
а) вертикаль жоғары үдемелі;
б) вертикаль жоғары баяулай;
в) вертикаль төмен үдемелі;
г) вертикаль төмен баяулай;
д) бірқалыпты қозғалатын болса, дене лифттінің еденіне қандай күшпен әсер етеді?
Дене лифтіге қатысты тыныштықта болатындықтан, ол Жерге қатысты лифтімен бірдей үдеумен қозғалады. Ньютонның үшінші заңы бойынша дене еденге қандай күшпен әсер етсе, еденде оған дәл сондай, бірақ бағыты жағынан қарама-қарсы күшпен әсер етеді. Сонымен, денеге екі күш: P салмақ күші және еденнің реакция күші R әсер етеді. z осін вертикаль жоғары қарай бағыттайық. Сонда реакция күші оң вектор, ал салмақ күші теріс вектор болады, ал үдеу векторының таңбасы қозғалыс сипатына тәуелді болады (1.12-сурет). (а) жағдайда үдеу векторы вертикаль жоғары бағытталады, демек, ол-оң; (г) жағдайында да дәл осылай болады – баяу қозғалыс кезінде үдеу векторы жылдамдық векторына қарсы бағытталған. (б) және (в) жағдайларда үдеу векторы вертикаль төмен бағытталған.
Қозғалыс теңдеуін векторлық түрде былайша жазуға болады:
Достарыңызбен бөлісу: |