15 –дәріс тақырыбы
4.7 СОҚҚЫ ТЕОРИЯСЫ
Дәріс конспектісі
Осы тарауға дейін қарастырылған әдеттегі күштердің әсеріндегі дене нүктелерінің жылдамдықтары үздіксіз өзгеріп отырды, яғни әрбір шексіз аз уақыт аралығында жылдамдық та шексіз аз шамаға өзгеріп отырды. Бірақ бұл тұжырым орындалмайтын құбылыстар да кездеседі. Солардың бірі – соққы құбылысы.
4.7.1 Соққы теориясының негізгі ұғымдары
Егер денеге әсер ететін күштердің ішінде өте үлкен күштер бар болса (1/t дәрежелі, мұндағы t - шексіз аз уақыт аралығы), онда t уақыттағы жылдамдық шекті шама болады. Егер аз уақыттың ішінде дене нүктелерінің жылдамдықтары түскен күштердің әсерінен шекті шамаға өзгерсе, ондай әсерді соққы деп атайды. Соққы кезінде денеге өте үлкен күш әсер етеді. Шынында да, күшінің әсерінен массасы материялық нүкте жылдамдығын шекті шамаға өзгертсін, бұл жердегі мен - соққының басы мен соңындағы нүкте жылдамдығы. Соққы уақытын t арқылы белгілеп, осы нүкте
үшін қозғалыс мөлшерінің өзгеруі туралы теореманы жазамыз:
. (4.7.1)
Орташа шама туралы теореманы қолданамыз:
,
мұндағы - әсер ететін күштің орташа мәні. Осыдан:
.
Осы теңдіктің оң жағының алымы шекті шама, ал бөлімі өте аз шама болғандықтан, күштің орташа мәні өте үлкен. Әсерінен соққы орын алатын күштер соққы күштер ( ) деп, ал соққы болатын уақыт аралығы соққы уақыты (t) деп аталады.
(4.7.1) теңдігінің оң жағы соққы күшінің импульсі болады, оны соққы импульсі деп атап, былай белгілейміз:
.
Сонда (4.7.1) теоремасы мынандай түрге келеді:
. (4.7.2)
(4.7.2) теңдеуі соққы теориясының негізгі теңдеуі деп аталады.
Соққы уақытындағы нүктенің орын ауыстыруы мынаған тең: , сондықтан іс жүзінде ескермеуге болатын аз шама болады.
Егер нүктеге соққы күштерінен басқа баяу өзгеретін күштер де әсер етсе, онда бұл күштердің импульстері соққы уақытына пропорционал және оларды аз шама ретінде ескермеуге болады.
Сонымен, мынадай тұжырымдарға келеміз:
Соққы кезінде соққы күштен басқа күштердің әсерін елемеуге болады.
Соққы кезінде дене нүктелерінің орын алмастыруын елемеуге болады.
Соққы кезінде нүкте жылдамдықтарының өзгеруі соққы теориясының (4.7.2) негізгі теңдеуімен анықталады.
Айтылғанның бәрі соққы күштерге ғана емес, сондай-ақ өзгеру сипаты осындай кез келген күшке де тән. Мысалы, қуыстағы қопарылыс кезінде, тұтас ортада серпімді толқындар тарағанда және газдар жарылғанда пайда болатын күштер.
Достарыңызбен бөлісу: |