Ньютон заңдары

Презентация қосу

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.
•
Ньютонның бірінші заңы. Қандай да бір санақ жүйелерінде
денеге басқа денелер әсер етпесе немесе әсерлер
компенсацияланса, дене тыныштық күйде (= 0) немесе түзу
сызықты бірқалыпты ( қозғалыста болады. Сыртқы әсерлер
компенсацияланған кезде, дене бірқалыпты түзу сызықты
қозғалатын санақ жүйелері инерциялы санақ жүйелері деп
аталады. Мысалы, поездағы жолаушы өзін поезға қарағанда
тыныштық күйдемін деп есептесе, жол жағасындағы үйлерге
қарағанда қозғалыстамын деп ойлайды. Сондықтан дене
қозғалысын зерттегенде оның қандай жүйеде қарастырылып
отырғанын анықтап алуымыз керек. Көптеген тәжірибелер екі
дене өзара әсерлескенде олардың үдеулерінің абсолют
шамаларының қатынасы тұрақты болатынын көрсетті:
• Инерттілік барлық денелерге тән қасиет;
өзара әсер нәтижесінде екі дененің
қайсысының жылдамдығы аз өзгерсе, сол
дене инерттілік делінеді.
• Масса , кг – дененің инерттілігінің өлшемі.
Өзара әсерлескен екі дененің қайсысы аз үдеу
алса, яғни инертті болса, соның массасы
үлкен болады:
•Классикалық механикада дененің массасы оның
жылдамдығына тәуелді емес, дененің массасы
сол денені құрайтын материалдық
нүктелердің , , ... массаларының қосындысына
тең, яғни масса аддитивтік қасиетке ие; толық
оңашаланған денелер жүйесінде болып жатқан
кез келген процесс кезінде масса өзгермейді
(массаның сақталу заңы.
Заттың тығыздығы (ρ, кг/ дегеніміз заттың
көлем бірлігіндегі массасына тең шама:
ρ=
• Күш (1Н = 1кг *1 м/дегеніміз денелердің
(өрістердің өзара әсерін сипаттайтын
векторлық шама, ол қозғалыс жылдамдығын
өзгертеді, яғни үдеу туғызады немесе
деформацияланады. Күш шамасы мен
бағытына қоса, түсу нүктесімен де
сипатталады.
Масса - материяның инерттік және гравитациялық
қасиеттерін анықтайтын физикалық шама. Массаның
өлшем бірлігі — килограмм (кг).

Дененің
инерттілік
шамасы
Масса
Гравитациялық
тартылу
шамасы
• 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)
• енді массалары әр түрлі (m1, m2, m3, …, mn) денелерге
Ал
тұрақты күшпен әсер етеміз (сәйкесінше F1=F2=F3=…
=Fn). Сол кезде денелердің алған үдеуі сол дененің
массасына кері пропорционал болатыны келіп шығады.

(F=const кезінде) 2)
Осыдан келесі формуланы аламыз:

мұндағы, F – денеге әсер ететін күш [Н],
m – дененің массасы [кг],
a – дененің алатын үдеуі [м/с²]
k – пропорционалдық коэффициенті (ХБЖ – да k=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:

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

d d m dp
F ma m p
dt dt dt
Динамиканың ІІ заңы тек кана инерциялдық санақ
жүйесінде орындалады.
Денелердің деформациялану нәтижесінде алатын күші,
серпімділік күші деп аталады.
Серпімділік күші Fсердеформацияға тура пропорциональ болады
(Гук заңы):
Fсер kx

Fауыр mg

• 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 F1 және F2 тең

әсерлі күштер деп аталады. F F F
1 2

Суперпозиция принципі: F F1 F2 F3 ... Fn
•• Ньютонның үшінші заңы. Инерциялық санақ
жүйесінде екі дене біріне-бірі түзу бойымен, модулы
бойынша тең және бағыты жөнінен қарама-қарсы
бағытталған, табиғаттары бірдей күштермен ісер етеді
(5-сурет:

массасы дененің массасы денеге және массасы дененің
массасы денеге әсер ететін күштер. Бұл күштер әр түрлі
денелерге түсірілген, сондықтан тең әсерлі күш бола
алмайды.
Өзара әсерлесудің гравитациялық, электромагниттік,
күшті және әлсіз өзара әсерлесу деп аталатын түрлері бар.
Ньютонның ІІІ заңы: Дене бір-бірімен бағыты шағынан
қарама қарсы, ал шамасы жағынан тең күштермен әсерлеcеді:

F1 F2

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,
a1 m2
a2

m1
a1 m1 a 2 m2

Векторлық түрде: m1a1 m2 a2
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.
• Кедергі күш дене газ немесе сұйықта қозғалатын кезде пайда
болады, ол дененің ортаға қатысты жылдамдығына
пропорционал, ал бағыты қозғалыс бағытына қарама-қарсы:
F = k1v,
мұндағы k1 кедергі коефициенті деп аталатын шама
ал v дененің жылдамдығы.
• мұндағы - кедергі коэффициенті, ол дененің өлшемі мен
формасына, оның бетінің күйіне және ортаның қасиетіне
байланысты.
• Динамиканың негізгі теңдеуі берілген санақ жүйесінде дененің
күштер әсерінен жасайтын механикалық қозғалысын
сипаттайды:

Мұндағы денеге әсер еткен барлық күштердің тең әсерлі күші.
Қозғалыс теңдеуінің
траекторияның берілген нүктесіне
жүргізілген жанама мен нормальға
проекциялары (6-сурет):
• Егер массасы m денеге түсірілген күш және алғашқы
шарттар белгілі болса, онда қозғалыстағы дененің кез
келген уақыт мезетіндегі орнын интегралды
пайдаланып табуға болады.

• Бірнеше деп денеге әсер ететін күштердің әсеріне тең
күшті айтады. Тең әсерлі күштің бағыты мен модулі
осы күштерді векторлық қосу арқылы анықталады:

• Тең әсерлі күшке шама жағынан тең, ал бағыты
жағынан қарама-қарсы күшті теңгеруші күш деп
атайды:
Назарларыңызға
рахмет

Ұқсас жұмыстар

Материялық нүкте динамикасы

Күн жүйесі планеталары қозғалысының заңдары

Дененің жылдамдығы артқан кезде

Физика концепциясы

Бүкіләлемдік тартылыс заңы

Ток күшінің бірлігі

ЖУРЕК - ҚАН ТАМЫРЛАР БИОФИЗИКАСЫ

Пән мұғалімі

Пайымдау

Жануарлардың психикалық әрекеттінің жалпы сипаттамасы

Пәндер