Сақталу заңдары

Сақталу заңдары табиғаттың жалпы заңдары болып табылады. Біз бұл тарауда импульстің сақталу заңы мен энергияның сақталу заңын қарастырамыз. Бұл заңдардың механика заңдарына қарағанда қолданылуы аясы кең және оларды барлық физикалық құбылыстарға қолдануға болады.

Сақталу заңдары

Тұйық жүйедегі өзара әрекеттесетін денелер импульстерінің қосындысы өзгермейді.

Бұл-импульстің сақталу заңы деп аталатын табиғаттың негізгі заңдарының бірі.

Ал тұйық жүйе деп сыртқы күштер әрекет етпеген жағдайда жүйеге енетін денелер бір бірімен ішкі күштер арқылы ғана әрекеттесетін жүйені айтады.

Импульстің сақталу заңы

Егер дененің потнециалдық энергиясы артса, онда оның кинетикалық энегеиясы кемиді және керісінше, егер потенциалдық энергиясы кемісе, онда кинетикалық энергиясы артады.

Энергияның сақталу заңы-тұйық жүйе құрайтын және бірімен-бірі бүкіл әлемдік тартылыс күші мен серпімділік күші арқылы әрекеттесетін денелердің кинетикалық және потнециалдық энергияларының қосындысы тең болады.

Энергияның сақталу заңы

Реактивті қозғалыс импульстің сақталу заңынын техникада қолданылуына табысты мысал бола алады. Дененің бір бөлігі одан қандай да бір жылдамдықпен бөлініп шыққан кездегі қозғалысы реактивті қозғалыс деп аталады.

Реактивті қозғалыс

Реактивті қозғалыстың техникада қолданылуы

Реактивтік қозғалыс принципі бойынша: сегізаяқ, кальмар, теңізқұрт, медуза сияқты теңіз жәндіктері қозғалады.

Сегізаяқ, кальмар, теңізқұрт, медуза жайында

Үрлеп, одан кейін еркін қоя берілген ауа шарының қозғалысын реактивті қозғалыстың қарапайым мысалы ретінде қарастыруымызға болады. Үрленген шардың ішіндегі қысым сыртқы атмосфералық қысымнан едәуір артық болатыны белгілі, ал бос қоя берілген шардың ішіндегі біраз ауаның төменгі саңылау арқылы сыртқа шығуы шардың жоғары қарай көтерілуін тудырады. Ол біраз уақыт бөлме ішінде әрлі-берлі ұшатын болады. Шар ішінен шығатын ауа оны қарама қарсы бағытта қозғалуға мәжбүр етеді.

Шар қалай реактивті қазғалыс бола алады?

Реактивті қозғалыс принципі сағатына бірнеше мыңдаған километр жылдамдықпен қозғалатын ұшақтарды, Жердің жасанды серіктерін, планетааралық саяхат жасайтын ғарыш зымырандырын жасауға мүмкіндік туғызды

Қарапайым зымыран жану камерасы бар отын толтырылған қабықтан тұрады. Отынның жануы кезінде жоғары температураға дейін қызған жоғары қысымдағы газ сопло деп аталатын ерекше пішіні бар камерадан үлкен жылдамдықпен 4км/с-қа дейінгі атқылап шығады . Есептеуді жеңілдету үшін қабықша ішіндегі отын түгел жанады да, жану өнімдері mv, импульс алады деп есептейік, мұндағы v -атқылап шығатын газ жылдамдығы, m- жанған отынның массасы. Газ бен зымыранның өзара әрекеттесуі кезіндегі күштер сыртқы күштермен салыстырғанда өте үлкен болғандықтан, “зымыран-газ “ жүйесі тұйық жүйе деп есептеуге болады. Бұлай қарастыру жүйеге импульстің сақталу заңын қолдануға мүмкіндік береді.

Реактивті қозғалыс принципін зымыран қозғалысы мысалында қарастыру

Осы күнгі зымырандар көп сатылы болып жасалады, яғни оның әр сатысы- ның отын қоры, тотықтандырғышы және реактивті қозғалтқышы бар болады. Бірінші сатыдағы отынның барлық қоры түгел жанып біткенде, ол бөлініп қалады.

Егер зымыранның Жерге қайтып оралуы жоспарланған болса, онда үшінші саты қосылардың алдында ғарыш кемесі 180 градусқа бұрылады. Үшінші сатыдағы жану өнімдері зымыранның қозғалыс бағытына қарама қарсы бағытталған импульс береді, ал бұл оның жылдамдығының азаюына, яғни тежелуіне келеді.

Ғарышқа алғашқы қадам жасау белгілі ғалым К. Э. Циолковскийден басталады десек болады. Циолковскийдің идеялары оның 1903 жылы шыққан “Әлемдік кеңістікті реактивтік құралдармен зерттеу” еңбегінде көрініс тапты. Ол зымырандардың көмегімен ғарышты игеру мүмкіндігін теориялық түрде дәлелдеді. Циолковскийдің идеялары орыс ғалымы С. П. Королевтің басшылығымен жүзеге асырылды.

Әлемдік кеңістікті реактивтік құралдармен зерттеу

Болашақ зымырандар

Тұңғыш жасанды жер серігі біздің еліміздегі “Байқоңыр” ғарыш айлағынан 1957ж. ұшырылған болатын. 1961 ж. Адамзаттың тұңғыш ғарышкері Ю. А. Гагарин ғарышқа қадам басты. Ғарышқа сапар шегіп, ғылыми-зерттеу жұмыстарына қатысқан ғарышкерлердің ішінде біздің екі қазақ ғарышкерлер-Тоқтар Әубәкіров пен Талғат Мұсабаев та бар. “Байқоңыр” сияқты ғарыш айлағы бар біздің Қазақстан әлемдегі санаулы ғарыштық мекемелердің біріне айналды.

Қосымша мәлімет