Ньютон заңдары

Динамика негіздері. Ньютон заңдары

Жоспар

Ньютонның бірінші заңы

Инерттілік

Масса

Заттың тығыздығы

Күш

Ньютонның екінші заңы

Ньютонның үшінші заңы

Серпімділік күші

Реакция күші (N)

Құрғақ үйкеліс

Кедергі күш

Тең әсерлі күш

Мақсаты

Динамика негіздері және Ньютон заңдарын, серпімділік күші, реакция күші (N), құрғақ үйкеліс, кедергі күші, тең әсерлі күш ұғымдарын оқып үйрету.

Оқыту нәтижелері

Мəселелердің ғылыми сипатын анықтау мүмкіндігі, оларды шешу үшін тиісті физика-математикалық аппаратты тарту.

Құбылыстар мен процестерді ғылыми талдау және бағалау.

Физиканың негізгі концепциялары туралы білімін трансляциялаудың әртүрлі тәсілдерін меңгеру.

Білім берудің әдіснамасы мен негізгі теорияларын қолдану.

Масса - материяның инерттік және гравитациялық қасиеттерін анықтайтын физикалық шама. Массаның өлшем бірлігі - килограмм (кг) .

Ньютонның екінші заңы. Инерциялық санақ жүйелерінде дененің үдеуі оған әсер ететін күшке тура пропорционал және бағыты күштің бағытымен бағыттас, ал дененің массасына кері пропорционал:

Енді осы заңды тәжірибелер негізінде қарастырайық: Массалары бірдей болған денелерді алайық (m1=m2=m3=…=mn) . Осы денелерге әр түрлі күштермен әсер етейік (сәйкесінше F1, F2, F3, …, Fn) Денелерге белгілі бір күшпен әсер еткенде ол дене үдеу алады. Оның алған үдеуі берілген күшке тура пропорционал:

. (m=const кезінде) 1)

Ньютонның екінші заңы - динамиканың негізгі заңы - ол материалдық нүктенің оған әсер ететін күштерінің нәтижесіндегі қозғалысты сипаттайды.

Материалдық нүктенің алатын үдеуі оған әсер ететін күшке тура, ал ол нүктенің массасына кері пропорционал:

Ньютонның екінші заңының жалпылама анықтамасы: материалдық нүкте импульсының жылдамдық бойынша өзгерісі оған әсер ететін күшке тең.

Динамиканың ІІ заңы тек кана инерциялдық санақ жүйесінде орындалады.

Денелердің деформациялану нәтижесінде алатын күші, серпімділік күші деп аталады.

Серпімділік күші деформацияға тура пропорциональ болады (Гук заңы) :

k қатаңдық, Өлшем бірілігі [k] =1 Н/м.

мұндағы «алу» таңбасы, дененің деформациясы серпімділік күшіне қарама-қарсы бағытталғандығын көрсетеді.

Серпімділік күші ауырлық күшіне қарама-қарсы бағытталады.

Денеге бір уақытта бірдей әсер ететін күштер және тең әсерлі күштер деп аталады.

Суперпозиция принципі:

Ньютонның ІІІ заңы: Дене бір-бірімен бағыты шағынан қарама қарсы, ал шамасы жағынан тең күштермен әсерлеcеді:

Ньютонның ІІІ заңы тек инерциялық санақ жүйесінде орындалады

Кез-келген материалдық нүктелердің әсері өз-ара әсер күштеріне тең .

Материалдық нүктелердің бір-біріне әсер ететін күші модульдері бойынша тең, ал бағыттары бойынша қарама-қарсы болады. Сонда,

Векторлық түрде:

Серпімді деформация

Күштердің әсерінен дене деформацияланады, яғни оның өлшемі мен формасы өзгереді. Егер күштердің әсері тоқталғаннан кейін дене алғашқы өлшемі мен формасына қайтып келетін болса, онда деформация серпімді деформация деп аталады.

Дененің серпімді деформациялануынан пайда болатын күшті серпімділік күші деп атайды. Ол дене бөлшектерінің ығысуына пропорционал және оған қарама-қарсы бағытталған күш = - k, мұндағы - материалдық нүктенің радиус-векторы, ол нүктенің тепе-теңдік күйден ауытқуын сипаттайды; k - серпімділік коэффициенті оң шама.

Серпімділік күші денені құрайтын бөлшектердің өзара электромагниттік әсерлесуінен пайда болады. Гук заңы бойынша денені сыққанда, созғанда және т. б пайда болатын серпімділік күші мынаған тең:

k - дененің қатаңдығы, ол дененің формасына, өлшеміне, материалына тәуелді шама. Тіреу немесе аспа тарапынан денеге әсер ететін серпімділік күшін көбінесе тіркеудің реакция күші (N) немесе аспаның керілуі (T) деп атайды. Серпімділік күші өзара әсерлесетін денелердің жанасу бетіне перпендикуляр бағытталады.

Қатты денелер бірінің бетімен бірі қозғалғанда олардың арасында пайда болатын үйкелісті құрғақ үйкеліс деп атайды, ол тыныштық және сырғанау үйкелістеріне бөлінеді. Тыныштық жіне сырғану үйкеліс күштері модулы бойынша тіректің денеге әсертететін қалыпты нормаль күшіне пропорционал:

мұндағы, - үйкеліс коэффициенттері, олар жанасатын беттердің күйіне, денелердің қасиеттеріне тәуелді. Үйкеліс күші электромагниттік күштер қатарына жатады. Тыныштық үйкеліс күші бір дененің екінші бір денемен жанасу бетіне түсірілген күшке перпендикуляр бағытталады, ал сырғанау үйкеліс күшінің бағыты жанасатын денеге қатысты қозғалыс жылдамдығы бағытына қарама-қарсы болады. Үйкеліс күшінің әсерінен дене жылдамдығының модулы кемиді.