Тақырыбы. Жердің қозғалу динамикасы. Мақсаты

1.Жердің қозғалыу динамикасының алатан орны.

МАТЕРИАЛДЫҚ НҮКТЕ ДИНАМИКАСЫНА КІРІСПЕ.

Негізгі ұғымдар мен анықтамалар. Динамиканың заңдары. инерция заңы. Ньютонның екінші заңы. Үшінші заң. суперпозиция заңы. Еркін және еркін емес нүкте динамикасының екі мәселесі. . Материалдық нүктенің дифференциалдық теңдеулері. Материялық нүктенің түзу сызықты қозғалысы. Көлденеңге көлбеу тасталған нүктенің қозғалысы. МАТЕРИЯЛЫҚ НҮКТЕНІҢ ТҮЗУ СЫЗЫҚТЫ ТЕРБЕЛІСІ. Нүктенің түзу сызықты еркін тербелісі. Материялық нүктенің кедергілі ортадағы өшпелі тербелісі. Материялық нүктенің мәжбүр тербелісі. НҮКТЕ ДИНАМИКАСЫНЫҢ ЖАЛПЫ ТЕОРЕМАЛАРЫ. Күш импульсы. Нүктенің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теорема. Нүктенің қозғалу мөлшері моменттің өзгеруі туралы теорема. Күш жұмысы. Жұмысты табу мысалдары.

Нүктенің кинетикалық энергиясының өзгеруі туралы теорема. Нүкте үшін Даламбер принципі. Нүктенің салыстырмалы қозғалысының және салыстырмалы тыныштық күйінің теңдеулері. Жер бетінің маңындағы денелердің салыстырмалы қозғалысы мен тыныштығы. Механикалық жүйе. Сыртқы және ішкі күштер. Ішкі күштер қасиеттері. Материялық жүйенің массасы. Массалар центрі. Дененің өске қатысты инерция моменті. Инерция радиусы. Кейбір біртекті денелердің екпін моменттері. Жүйе қозғалысының дифференциалдық теңдеулері. Массалар центрінің қозғалуы туралы теорема. Механикалық жүйенің қозғалыс мөлшері. Жүйенің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теорема. Жүйенің қозғалыс мөлшерінің бас моменті. Жүйенің қозғалыс мөлшері бас моментінің өзгеруі туралы теорема (моменттер теоремасы). Жүйенің қозғалыс мөлшерінің бас моментінің сақталу заңы. Жүйенің кинетикалық энергиясы. Кейбір күштер жұмыстарын есептеу. Жүйенің кинетикалық энергиясының өзгеруі туралы теорема. Потенциалдық күш өрісі және күштік функция. Потенциалдық энергия. Механикалық энергияның сақталу заңы. Механикалық жүйе үшін Даламбер принципі. Екпін күштерінің бас векторы ,бас моменті. Ілгерілемелі қозғалыс. Дененің өзінің симметриялық жазықтығына перпендикуляр өсті айналуы. Дененің симметриялық (S) қимасына перпендикуляр және оның массалар центрінен өтетін өсті айналуы. Симметрия жазықтығы дененің жазық қозғалысы. АНАЛИТИКАЛЫҚ МЕХАНИКА. Динамикалық байланыстар.
Жүйенің ықтимал орын ауыстыруы. Жүйенің еркіндік дәреже саны. Ықтимал орын алмастыру принципі. Даламбер – Лагранж принципі – динамиканың жалпы теңдеуі. Жалпыланған координаталар, жалпыланған жылдамдықтар. ЛАГРАНЖ ТЕҢДЕУЛЕРІ. Жалпыланған күштер. Жалпыланған координаталардағы механикалық жүйенің тепе–теңдік шарттары. ЛАГРАНЖ ТЕҢДЕУЛЕРІ.

Динамика деп күш әсерінен денелердің қозғалуын зерттейтін теориялық механиканың бөлімін атайды. Динамикада нүктенің, дененің қозғалысы күшке және нүктенің, дененің инерттігіне байланысты деп қарастырамыз.

Геометриялық тұрғыдан нүктенің, дененің қозғалысын кинематикада қарастырдық.Динамикада да күш деп денелердің өзара механикалық әсерлесуінің өлшеуіші ретінде алынатын шаманы атаймыз.

Статикада тек тұрақты күштерді қарастырдық. Динамикада күштерді, сонымен қатар, уақытқа, жылдамдыққа, координаттарға тәуелді деп аламыз. Демек,

Мысалы, бір сәттен бастап, плотинаның суы көбейе бастасын. Судың плотинаға әсерін уақытқа тәуелді күш деп қараймыз. Демек

Екіншіден, мәшине айнымалы жылдамдықпен келе жатса, ауаның кедергісі мәшиненің жылдамдығына байланысты:

Гауһар тас жинаушыларға әсер ететін судың салмақ күші z тереңдік координатасына тәуелді.

Егер екі денеге бірдей күш әсер етсе, олар екі түрлі жылдамдық алып, екі түрлі орын алмастырады. Екі түрлі заңдылықпен қозғалады.

Тынық мұхитының солтүстіктен оңтүстікке қарай өте үлкен аймақты қамтуына байланысты климаттың бірнеше түрлері байқалады.

Мұхиттың көп бөлігі экваторлық, тропиктік және субтропиктік климат зоналарында орналасқан. Тынық мұхиты үстіндегі қалыптасқан атмосфера циркуляциясы негізінен Алеут мин , Солтүстік Тынық мұхит және Оңтүстік Тынық мұхит мак- ры және Антарктида мин –мен сипатталады.

Қысымның бұлай таралуы тропиктік және субтропиктік ендіктердің солтүстігінде тұрақты, Солтүстік-Шығыс , оңтүстігінде , оңтүстік-шығысында, қоңыржай ендіктерде күшті батыс желдерінің үстемдігін туғызады. Тынық мұхиттың солтүстік- батыс бөлігіне муссондық циркуляция тән .

Ауа температурасы февраль айында экваторлық бөлігінде 26-67С , августтің ортасында температурасы экваторда 20-28С .

Орташа жылдық жауын- шашын мөлшері экваторда 3000мм, қоңыржай ендіктердің батысында 1000мм, шығысында 2000-3000мм, субтропиктік облыстың шығыс бөлігінде 100-200мм болады.

Тынық мұхиттың гидрологиялық режимі географиялық жағдайына байланысты, және климатына, көршілес мұхиттармен су алмасу ерекшеліктеріне байланысты.

Жердегі адамзат – ежелден бері жер бетінде өз тіршілігінің өшпес ізін қалдырып келеді. Өкінішке қарай, адам өндірген түрлі тұрмыстық, өндірістік қалдықтардың экологиялық зияны күннен- күнге күшейіп барады. Қоршаған ортаның ластану мәселесі соңғы жылдары тым ушыққан жаһандық проблемалардың біріне айналып отыр. Тіпті жерді қойып, ғарыш кеңістігін де қоқыспен толтыруға көшкеніміз қашан… Әрине, жер-ананың көлемі шектеулі болса да, ғарыштың шегі жоқ, оны қоқыспен толтыру мүмкін емес деушілер де бар. Алайда жердің тартылыс күшінен адамзаттың ғарышқа шығарған қоқыстарының барлығы дерлік жерге жақын орбитаға шоғырланып, сыртымыздан тұмшалап барады. Бүйте берсек, ертең ғарыштық зымырандар жерден ары шыға алмай, өзіміздің сыртқы кеңістікке шығатын жолымызды өз қоқысымызбен-ақ «жауып» тастауымыз мүмкін. Адамзаттың ғарышты «игере» бастағанына бар-жоғы жарты ғасыр, бұл Жаратылыс өлшемі бойынша қас-қағым сәтке де татымайтын тым аз уақыт. Бірақ осы уақыттың ішінде-ақ адамзат ғарышқа 4 мыңнан астам зымыран ұшы­рып қана қоймай, ғарыштық кеңістікті түрлі қоқыспен ластап үлгеріпті.

Ғарыштық қоқыс дегеніміз не? Бұл – істен шыққан, бірақ орбитада қалып қойған жерсеріктері, зымырандардың жоғарғы сатылары мен қозғалтқыш-блоктары, жанармайы таусылған бактар, ыдыраған ғарыштық нысандардың бөліктері. Тіпті мұндай қоқыстардың тізіміне пружиналар, болттар, гайкалар сияқты ұсақ-түйектер те кіреді. Мысалы, «шаттлдарын» ғарышта жөндеу кезінде америкалық астронавттардың бірінің байқаусызда уысынан шығарып алған отверткасын да ғарыш кеңістігін шарлап жүрген қоқыс деп санай беріңіз. Енді бұл қоқыстар ғарыштық кеңістікті сағатына 28 мың шақырымдық жылдамдықпен шарлап жүр. Мамандардың айтуынша, қазір жерге жақын орбитада, жерден 2000 шақырымдық қашықтыққа дейінгі кеңістікте көлемі 1 сантиметрден асатын 200 мыңдай қоқыс, ал көлемі 1 миллиметрден асатын 330 миллионнан астам қоқыс бар екен! Соның кесірінен қазір кез келген ғарыштық миссияның жүзеге асуы да көп қатерге тігіледі. Германияның Фрайбург қаласындағы Эрнст Мах атындағы жылдам процесстер динамикасы институтының қызметкері, ғарыштық қоқыстар мәселесімен айналысатын физик Франк Шефердің айтуынша, қоқыстың қауіптілігі – оның асқан жылдамдықпен қозғалуы. Ғарыштағы екі бөлшектің қақтығысу жылдам­дығы секундына 15 шақырымды құрайды, бұл дегеніміз – сағатына 50 мың шақырым! Сол себепті көлемі 1 сантиметрге жетер-жетпес бөлшектің өзі ғарыштық аппаратты істен шығара алады. Бұл, әсіресе ішінде адамы бар басқарылатын аппараттар үшін тым қауіпті. Көлемі аса ірі немесе ішінде ядролық, улы заттары бар материалдар кей жағдайда жерге тікелей қауіп төндіреді – олар орбитасынан ауытқып, атмосфе­раның тығыз қабаттарында толық жанбай жерге құлаған жағдайда елдімекендер, өндірістік нысандар үшін қауіпті. Айтпақшы, теорияда жерге жақын ғарыштық кеңістіктің қоқыстануы проблемасы 50-жылдардың соңында, алғашқы жасанды жер серігі ұшырылған сәттен бастап пайда болған.

Ғарыштың техногендік қоқыспен ластануын азайту жөніндегі шаралардың қажеті, тіпті Біріккен ұлттар ұйымы деңгейінде айтылуда. Өйткені ғарыштағы ірілі-ұсақ қоқыстардың бір-біріне соғылуы салдарынан алдағы уақытта қоқыстардың саны одан сайын арта түседі. Ғалымдардың «болашақта ғарышты ары қарай зерттеу мүмкін емес болады» деп уайымдайтыны тегін емес. Әрине, егер тиісті шаралар жасалмаса. Кей болжамдарға сәйкес, 2055 жылдан кейін ғарыштық қоқыстардың өздігінен көбеюі үрдісі ең өткір проблемалардың біріне айналуы мүмкін.

Ғарыштық қоқыстың пайда болуына қосқан «үлесі» бойынша Қытай алда келеді екен. Оның үлесіне қоқыстың шамамен 40 пайызы тиеді. Одан кейін АҚШ – 27,5 пайыз, Ресей, (КСРО) – 25,5 пайыз, қалған елдер – 7 пайыз.

Ғарыш дәуірінің басында істен шыққан бөлшектерді борт сыртына лақты­рып, ал зымырандардың босаған жанармай бактарын жарып жіберу әдісі қолданылатын. Бірақ 1996 жылы Францияның «CERISE» жерсерігі франциялық зымыраннан қалған бөлшекпен соғылып, істен шыққан соң, ғарыштық державалар ірі бөлшектерін жаруға тыйым салатын өзара келісімге келген. Өйткені космостағы ұсақ бөлшектерден гөрі, ірі бөлшектердің қозғалысын бақылау оңай.

Кейбір орбиталарда шамадан тыс көп қоқыс шашырап жүр. Ғарышта мемлекетаралық шекара жоқ, сол себепті ғарыштық державалар өз жерсеріктерін қалаған жеріне орналастыра береді. Нәтижесінде қазір «ыңғайлы» деген барлық орбиталар қоқысқа толып отыр.

Бұл мәселені шешу үшін істен шыққан, мерзімі біткен аппараттарды жұмыс орбитасынан 33 шақырымға жоғары, «жерлеу орбитасына» шығару жөнінде халықаралық деңгейде ұсыныс жасалған. Бірақ, уақыт өте келе мұндай «жерлеу орбиталары» да қоқысқа толып кетеді. Оның үстіне, бұл қосымша шығындарды талап ететіндіктен, бұл ұсынысты қабылдауға құлшыныс аз.

Ғарыш аппараттарының қоқыспен соқтығысуына қатысты оқиғалар та­рихта аз болмаған. Оның ішіндегі кейбірін тізбектесек, 1983 жылы диаметрі 1 миллиметрге де жетпейтін кішкентай тозаң америкалық шаттлдың иллюминаторын шытынатып жіберген.

1996 жылдың шілдесінде француздың жерсерігі франциялық «Arian» зымыранының бөлшегімен соғысып қалған.

2001 жылы Халықаралық ғарыш стансасы америкалық астронавттар жо­ғалтып алған салмағы жеті килограмдық құралмен соғыла жаздаған.

2006 жылдың наурызында «Экспресс-АМ11» жерсерігінің ғарыштағы қоқыспен соғылуы нәтижесінде ғарыш аппараты орнынан қозғалып, тоқтаусыз шыр айналып кеткен.

2009 жылдың ақпанында америкалық «Iridium» байланыс компаниясының екі жыл бұрын ғарышқа шығарған жерсерігі ресейдің «Космос-2251» әскери жерсерігімен соғысып қалған. Ресейлік аппарат 1993 жылы іске қосылып, 1995 жылы қолданыстан шығарылған болатын. Әрбір осындай апаттан кейін ғарыш кеңістігінде жаңа қоқыстар пайда болатынын ескерсек, болашақта мұндай оқиғалар енді тек жиілей береді.

Ғарышты қоқыспен толтырудағы үлесі бойынша Қытайдың көш бас­тауына себеп болған оқиға 2007 жылдың қаңтарында орын алды. 865 шақырым биіктікте Қытай өзінің қолданыс мерзімі аяқталған «Фэнъюнь» жерсерігін жою үшін, оған қарсы бағытпен жүріп соғылған арнайы зымыранын ұшырды. Нәтижесінде көлемі бірнеше сантиметрлік 2 мыңнан астам жаңа қоқыс пайда болды. Сол мезетте-ақ, ғарыш кеңістігінің ластануы бірден 22 пайызға көтерілген екен.

Ал 2008 жылы америкалық әскерилер 250 шақырымдық биіктікте істен шыққан аса құпиялы шпион-жерсерігін жою үшін оған қарсы зымыран ұшырды.

Бірақ кейбір ғылым тарихшылары орбитадағы қоқыстың тарихи маңызы бар екенін айтады. Олардың айтуынша, бұл қоқыс кейін ғарыштық археологтар үшін аса құнды ескерткіш болуы мүмкін. Сол себепті оларды сақтап қалу керек деген де пікір бар.

Қазіргі ғылым қанша дамыса да, 600 шақырымнан астам биіктіктегі ғарыштық қоқысты жоюға қатысты ешқандай тиімді әдіс әзірге табылмай отыр. Мұндай биіктікте қоқыстар атмосфераға үйкелу арқылы жанып кете алмайды.

Жер бетіне ғарыштан күн сайын жүздеген, мыңдаған тонна шаң қонады, біз оны байқамаймыз, әрине. Жерге жақындап кеткен қоқыстар тартылыс күшіне сай жерге қарай ұмтылады. Сосын атмосфераның тығыз қабаттарында үйкеліп, жерге шаң түрінде түседі. Бірақ кейде ғарыштық технологиялармен жасалған аппараттардың ірі қалдықтары үйкелістен туындайтын жоғары температураларға төтеп беріп, жерге құлап жатады. 1979 жылы америкалық ғалымдардың есебі дұрыс болмай, «Скайлэб» ғарыш стансасы атмосферада толық жанбай, 20 тонна металл жерге түскен.

Бақылау сұрақтары:

1. Мұхиттың климаты қандай.

2. Мұхитта орташа жылдық жауын-шашын мөлшері.

7.Пәнді оқыту жөніндегі әдістемелік нұсқаулар.

№14 семинар жұмыс.

ОЖСӨЖ екі бағытта өткізіледі: берілген тапсырмаларды орындау және тексеру.

№1 ОЖСӨЖ

Тақырыбы: Астрономия пәні және міндеттері, астрономия бөлімдері.

Мақсаты: Табиғи ресурстармен танысу.

Өткізу түрі: Ауызша сұрау.

1. Ресурстардың жіктелуі.

Бақылау сұрақтары:

1. Сарқылмайтын русурстар.

2. Қалпына келетін ресурстардың орны.

1. Классификация түрлері.

1. Ресурстар классификациясының түрлері.

2. Табиғи ресурстарды классификациялаудың маңызы.

Әдебиет: 11, 15-17 бет
№3 ОЖСӨЖ

Тақырыбы: Астрономияның пайда болуы және дамуының негізгі этаптары.

Мақсаты: Табиғи қорлармен танысу.

Өткізу түрі:Ауызша сұрау.

1. Негізгі қорлар.

1. Нақты қорлар.

2. Болашақ қорларының орны..

Әдебиет: 11, 18-20 бет
№4 ОЖСӨЖ

Тақырыбы: Физика –табиғат туралы ғылым.

Мақсаты: Ресурстарды экономикалық бағалаумен танысу.

Өткізу түрі: Ауызша сұрау.

1. Экономикалық бағалаудың түрлері.

1. Нақтылы баға.

2. Салыстармалы баға.