Законы 10-е издание москва бином. Лаборатория знаний 2010 3

63 
3-тарау 
Импульс сақталу заңы 
§ 
3.1. Сақталу заңдары туралы 
Кез келген дене (немесе денелер жиынтығы) дегеніміз шын мəнісінде 
материалдық нүктелердің немесе бөлшектердің жиынтығы болып табылады. 
Егер жүйе уақыт бойынша өзгерсе, онда оның күйі де өзгереді. Жүйенің күйі 
оның барлық бөлшектер орындарының (координаттарының) жəне 
жылдамдықтарының берілуімен бір мезгілде сипатталады.
Бөлшектерге əсер ететін күштер жүйесінің заңдарын жəне жүйенің 
кейбір бастапқы уақыттағы күйін біле отырып, қозғалыс теңдеулерінің 
көмегімен оның одан арғы жағдайын, яғни кез келген уақыт сəтіндегі оның 
күйін алдын ала болжауға болады. Мысалы, Күн жүйесіндегі планеталар 
қозғалысын зерттеу осындай мəселенің бірі болып табылады. 
Бірақ қозғалыс теңдеулерінің көмегімен жүйені толық қарастыру көбіне 
соншалықты күрделіленіп (мысалы, жүйенің өзінің күрделілігінен), оны 
ақырына дейін шешу мүмкін болмайды. Ал əсер етуші күштердің 
заңдылықтары белгісіз кезде, мұндай қағида іс жүзіне мүлдем жүзеге 
аспайды. Кейбір мəселелерге келсек, атап айтсақ жеке бөлшектердің 
қозғалыстарын толық қарастырудың ешқандай мағынасы болмайды. Мысалы 
газ үшін оның жеке алынған молекулаларының қозғалысын сипаттау 
мағынасыз болады. 
Міне, сондықтан осындай күрделі мəселелерді шешу үшін іс жүзінде 
кездесетін тосқауылдарды айналып өтуге басқаша мүмкіндік беретін жəне 
Ньютон заңдарының салдары болып табылатын қандай да болсын жалпы 
принциптер болмас па екен деген сұрақ туады. 
Мұндай принциптер бар екен. Олар – сақталу заңдары деп аталады. 
Жүйенің қозғалысы кезінде оның күйі уақыт бойынша өзгеріссіз қала 
алатын тамаша қасиетке ие болатын шамалар кездеседі. Осындай уақыт 
бойынша сақталып қалатын аса маңызды шамаларға - энергия, импульс жəне 
импульс моменті жатады. Бұл үш шаманың бəріне ортақ маңызды қасиет бар: 
ол аддитивтілік – латынша аddіtіvus — қосылатын — бүтін объектіні 
сипаттайтын шаманың мəні осы объектіні кез келген əдіспен бөлшектеген 
кездегі жеке бөліктерді сипаттайтын шамалар мəндерінің қосындысына тең 
болатын қасиетті білдіретін ұғым. Мысалы, бүтін дененің көлемі оны 

64 
құрайтын жеке бөліктер көлемдерінің қосындысына тең болса, ондай шама 
аддитивтілік көлем болады. Сондай-ақ мұндай шамаларға сызықтың 
ұзындығы, беттің ауданы, физиологиялық дененің массасы, т.б. жатады. 
Импульс пен импульс моменті үшін аддитивтілік қасиет өзара 
əрекеттесу бар кезде де орындалады. Міне осы аддитивтілік қасиеттің 
арқасында бұл үш шаманың атқаратын рөлі зор. 
Энергияның, импульстің жəне импульс моментінің сақталу заңдарының 
аса терең мағынасы олардың уақыт пен кеңістіктің іргелі қасиеттерімен – 
біртектілігі жəне изотроптылығымен байланыстылығында. Дəлірек айтқанда, 
энергияның сақталу заңы уақыттың біртектілігімен сипатталады, ал импульс 
жəне импульс моментінің сақталу заңдары кеңістіктің біртектілігімен жəне 
изотроптылығымен сəйкес түрде байланысты. Сонымен, Ньютонның екінші 
заңынан аталған сақталу заңдарын шығарып алу үшін оған уақыт пен 
кеңістікке сай симметрия қасиеттерін қосу керек. Уақыт пен кеңістіктің 
симметриялық 
қасиеттері 
теориялық 
механика 
курсында 
толық 
қарастырылады. 
Энергияның, импульстің жəне импульс моментінің сақталу заңдары 
физиканың ең іргелі принциптерінің қатарына жатады, олардың маңызын 
асыра бағалау мүмкін емес. Бұл заңдардың маңызы олардың тек механика 
ғылымының ғана емес сонымен қатар табиғаттың да универсалды заңдары 
болып табылатындығында. Осы уақытқа дейін ешбір құбылыста бұл 
заңдардың орындалмай қалуы байқалған жоқ. Олар ешбір ауытқусыз 
қарапайым бөлшектер саласында да, ғарыштық объектілерде де, атом мен 
қатты дене физикасында да жəне осы заманғы физиканың негізін түзетін ең 
жалпылама заңдардың қатарына жатады. 
Механикалық құбылыстарды қарастырудың аса қуатты құралына 
айналған сақталу заңдары енді физиктердің қолдан түспейтін қаруына 
айналды. Сақталу заңдарының маңызды зерттеу құралына айналуының 
бірнеше себептері бар: 
1. Сақталу заңдары бөлшектердің траекторияларына да, əсер ететін 
күштердің түріне де тəуелсіз. Сондықтан олар қозғалыс теңдеулерін 
пайдаланбай-ақ түрлі механикалық процестердің қасиеттері жайлы көп 
мəлімет береді. Егер, мысалы, қандай да бір процесс сақталу заңдарына 
қайшы келетін болса, онда мұндай процесті қарастырудың қажеті болмайды. 
2. Əсер ететін күштердің сипатына сақталу заңдары тəуелсіз 
болғандықтан, күштердің түрі тіптен белгісіз болған кездің өзінде де оларды 
қолдануға болады. Мұндай кездерде сақталу заңдары зерттеудің бірден-бір 
орны толмас құралына айналады. Мысалы, осындай жағдайларға қарапайым 
бөлшектердің физикасы жатады. 

65 
3. Əсер етуші күштердің өздері дəл белгілі болған кездің өзінде де 
бөлшектердің қозғалысы жайлы көптеген мəселелерді шешуде сақталу 
заңдарына жүгіну үлкен көмек береді. Сонымен, жаңа мəселелерді шешу 
кезінде зерттеуді келесі ретте орындау қабылданған: ең бірінші – мəселені 
шешу үшін белгілі сақталу заңдарын бірінен соң бірін қолданады, екінші – 
оның жеткіліксіздігіне көз жеткізгеннен кейін ғана қозғалыс теңдеулерін 
қолдануға көшеді. 
Сақталу заңдарын қарастыруды біз импульстің сақталу заңынан 
бастаймыз.

жүктеу/скачать 2.75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: