Tomsk: TUSUR, 2012.- 136 s.

Bu dərslik ali məktəblərin texniki ixtisaslarının tələbələri üçün bədən tərbiyəsinin əsas standartı ilə nəzərdə tutulmuş mexanikanın əsas bölmələri üzrə 13 fəsildən ibarətdir. Orijinal metodoloji səviyyədə dərslik koordinat metodunun əsaslarını və mexanikanın vektor konseptual aparatını, kinematikanın əsaslarını və tərcümə və dinamikanın əsaslarını əks etdirir. fırlanma hərəkəti sərt cisim, mexaniki sistemlərin enerji və impulsunun saxlanma qanunları; maye və elastik bərk mexanika, cazibə və hərəkətin klassik nəzəriyyəsi göy cisimləri, harmonik rəqslərin əsas xassələri, xüsusi nisbilik nəzəriyyəsinin fiziki əsasları. Fizika üzrə bu dərslik ən qısa, lakin kifayət qədər informativ dildə təqdim edilmişdir. Ümumiyyətlə, bu vəsait təkcə birinci kurs tələbələri üçün deyil, texniki universitetlərin bütün məzunları üçün faydalı görünür. Fizika müəllimləri də bəzi bölmələrin təqdimatında yeni yanaşmalar tapacaqlar.

Format: pdf

Ölçü: 1.7 MB

Baxın, endirin:yandex.disk

MÜNDƏRİCAT
Giriş 6
1 Koordinat metodu. Vektorlar 9
1.1 İlkin fiziki terminlərin tərifləri 9
1.2 Koordinat sistemi 10
1.3 Sürət və sürətlənmə 11
1.4 Sürətin inteqralı kimi koordinat dəyişikliyi 12
1.5 Üçölçülü hərəkət halına ümumiləşdirmə 13
1.6 Vektorlar 14
1.7 Vektor Cəbri 16
2 Maddi nöqtənin kinematikası 19
2.1 Əyri xətti sürət və sürətlənmə 19
2.2 Çarpaz məhsul 21
2.3 Fırlanma hərəkətinin kinematikası 24
2.4 Horizontala bucaq altında atılmış cismin hərəkəti 26
3 Hərəkət qanunları 29
3.1 Hakimiyyət anlayışı 29
3.2 Nyutonun ikinci qanunu. Çəki 30
3.3 Nyutonun üçüncü qanunu 31
3.4 İnertial istinad sistemləri 33
3.5 Qeyri-inertial istinad sistemləri 34
3.6 Qalileonun nisbilik prinsipi 35
3.7 Müxtəlif qüvvələrə dair nümunələr 36
4 Momentum və enerji 40
4.1 Uzadılmış cismin ətalət mərkəzi (kütlə mərkəzi) 40
4.2 Sadə cisimlərin kütlə mərkəzinin mövqeyinin təyini 42
4.3 Bədən impulsu 43
4.4 Mexanik iş və kinetik enerji 44
4.5 Mühafizəkar qüvvələr 46
4.6 Potensial enerji. Gradient 47
4.7 Mexanik enerjinin saxlanma qanunu 49
5 İki hissəciyin toqquşması 51
5.1 Daxili enerji mexaniki sistem 51
5.2 İkiqat toqquşmaların təsnifatı 52
5.3 Tamamilə elastik mərkəzi (ön) zərbə 53
5.4 Mütləq qeyri-elastik təsir 54
5.5 C-sistemində toqquşma 55
5.6 Tamamilə elastik qeyri-mərkəzi təsir 55
6 Mayelərin mexanikası 58
6.1 Paskal qanunu 58
6.2 Hidrostatik təzyiq. Arximedin gücü 59
6.3 İdeal mayenin stasionar axını 60
6.4 Bernulli tənliyindən istifadə nümunələri 62
6.5 Özlü sürtünmə 64
6.6 Boru vasitəsilə özlü mayenin axını 65
6.7 Turbulent axın. Reynolds nömrəsi 66
6.8 Özlü mayedə cisimlər hərəkət edərkən müqavimət qüvvələri 67
7 Bərk cisimlərin elastik xüsusiyyətləri 69
7.1 Stress və gərginlik 69
7.2 Huk qanunu. Young modulu və Poisson nisbəti 71
7.3 Mühitin elastik deformasiyasının enerjisi 72
7.4 Hərtərəfli sıxılma 72
7.5 Sabit çubuğun sıxılma deformasiyası 73
7.6 Bərk cisimlərin istilik deformasiyası 74
7.7 Kəsmə deformasiyası 75
8 Sərt cismin dinamikası 78
8.1 Sərt cismin ətalət anı 78
8.2 Bəzi sadə cisimlərin ətalət momentləri 79
8.3 Güc anı 81
8.4 Bucaq fırlanma anı 82
8.5 Fırlanma dinamikası 83
8.6 Dairəvi gövdənin maili müstəvidən aşağı yuvarlanması 84
9 Sərt cisimlərin 3D fırlanması 87
9.1 Sərt cismin ətalət anının tenzoru 87
9.2 Asimmetrik cismin enerjisi və bucaq impulsu 89
9.3 Giroskop 89
9.4 Mərkəzdənqaçma və Koriolis qüvvələri 91
10 Güc ağırlıq 94
10.1 Nyutonun cazibə qanunu 94
10.2 Uzadılmış cisimlərin yaxınlığında cazibə qüvvəsi 96
10.3 Dalğalı qüvvələr 98
10.4 Kepler problemi 99
10.5 Elliptik orbitlərin parametrləri 101
10.6 Göy cisminin trayektoriyasının hesablanması alqoritmi 103
11 Harmoniklər 104
11.1 Kiçik vibrasiyalar 104
11.2 Enerji salınım hərəkəti 106
11.3 Birölçülü rəqslərin əlavə edilməsi. 106 döyür
11.4 Qarşılıqlı perpendikulyar vibrasiyaların toplanması 107
11.5 Birləşdirilmiş sarkaçların rəqsləri 108
12 Nisbilik prinsipi 112
12.1 İşıq sürəti və Eynşteynin postulatı 112
12.2 Lorentz çevrilmələri 114
12.3 Lorents çevrilmələrinin nəticələri 116
12.3.1 Sinxronluğun nisbiliyi 116
12.3.2 Seqment uzunluqlarının nisbiliyi 117
12.3.3 Hadisələr arasında vaxt intervallarının nisbiliyi. . 118
12.4 Sürətin əlavə edilməsi 119
12.5 İşıq aberasiyası 120
13 Relyativistik dinamika 122
13.1 Nisbi impuls 122
13.2 Relyativistik hissəciklərin enerjisi 123
13.3 Ümumi enerjinin saxlanması qanunu 124
13.4 İki relativistik hissəciyin qeyri-elastik toqquşması 126
13.5 Dördölçülü fəza-zaman 127
13.6 4 vektorun nöqtə hasili 129
13.7 optik effekt Doppler 131
Nəticə 134
Ədəbiyyat 135

Bu dərslik ali məktəblərin texniki ixtisaslarının tələbələri üçün bədən tərbiyəsinin əsas standartı ilə nəzərdə tutulmuş mexanikanın əsas bölmələri üzrə 13 fəsildən ibarətdir.
İlkin metodoloji səviyyədə dərslikdə mexanikanın koordinat metodunun və vektor konseptual aparatının əsasları, sərt cismin köçürmə və fırlanma hərəkətinin kinematikası və dinamikasının əsasları, mexaniki impuls və enerjinin saxlanması qanunları verilmişdir. sistemləri, mayelərin və elastik bərk cisimlərin mexanikasını, səma cisimlərinin cazibə və hərəkətinin klassik nəzəriyyəsini, harmonik rəqslərin əsas xassələrini, fiziki əsaslar xüsusi nisbilik nəzəriyyəsi.
Fəsillərin məzmunu materialın ardıcıl və ardıcıl təqdimatıdır, burada ən mühüm elementlər xüsusi vurğulanır: yeni terminlərin tərifləri, teoremlərin qüvvəsinə malik ifadələr, oxucudan xüsusi diqqət tələb edən faktlar və ya müddəalar. Hər bir fəslin sonunda oxucunun kollokvium və ya müəllimlə söhbət zamanı cavab verməli olduğu nəzarət suallarının siyahısı verilmişdir.
Düsturlar və mətndəki bütün vektor kəmiyyətləri qalın şriftlə göstərilir, məsələn, sürət vektoru v. Vektorların skalyar hasilini amil vektorları - Fv, vektor hasilini isə çarpaz - g xp arasında nöqtə ilə işarələyirlər. Mötərizədə riyazi düsturlar yalnız riyazi əməliyyatların standart qruplaşdırılması və funksiya arqumentlərinin təyin edilməsi üçün istifadə olunur.
Fizika üzrə bu dərslik ən qısa, lakin kifayət qədər informativ dildə təqdim edilmişdir. Ümumiyyətlə, bu vəsait təkcə birinci kurs tələbələri üçün deyil, texniki universitetlərin bütün məzunları üçün faydalı görünür. Fizika müəllimləri də bəzi bölmələrin təqdimatında yeni yanaşmalar tapacaqlar.

iş və enerji. Enerjinin və impulsun saxlanması qanunları

İş və güc

İmpulsun saxlanması qanunu.

Enerji. Potensial və kinetik enerji. Enerjiyə qənaət qanunu.

İş və güc

Bədən müəyyən bir qüvvənin təsiri altında hərəkət etdikdə, qüvvənin hərəkəti mexaniki iş adlanan kəmiyyətlə xarakterizə olunur.

mexaniki iş- bir qüvvənin hərəkətinin ölçüsü, bunun nəticəsində cisimlər hərəkət edir.

Daimi bir qüvvənin işi.Əgər cisim hərəkət istiqaməti ilə müəyyən bucaq  yaradan sabit qüvvənin təsiri altında düz xətt üzrə hərəkət edirsə (şəkil 1), iş tətbiq nöqtəsinin yerdəyişməsi ilə bu qüvvənin hasilinə bərabərdir. qüvvənin və vektorları arasında  bucağın kosinusu ilə; və ya iş qüvvə vektoru ilə yerdəyişmə vektorunun skalyar hasilinə bərabərdir:

Dəyişən qüvvə işi. Dəyişən qüvvənin işini tapmaq üçün qət edilən məsafə bölünür böyük rəqəm kiçik kəsiklər ki, onları düzxətli hesab etmək olar və bu hissənin istənilən nöqtəsində təsir edən qüvvə sabitdir.

Elementar iş (yəni elementar bölmə üzərində iş) dir və dəyişən qüvvənin bütün S yolu boyunca bütün işi inteqrasiya ilə tapılır: .

Dəyişən qüvvənin işinə misal olaraq Huk qanununa tabe olan yayın deformasiyası (uzatması) zamanı görülən işi nəzərdən keçirək.

İlkin deformasiya x 1 =0 olarsa, onda.

Yay sıxıldıqda, eyni iş aparılır.

G əsərin qrafik təsviri (şək. 3).

Qrafiklərdə iş ədədi olaraq kölgəli fiqurların sahəsinə bərabərdir.

İşin görülmə sürətini xarakterizə etmək üçün güc anlayışı təqdim olunur.

Sabit qüvvənin gücü ədədi olaraq bu qüvvənin vaxt vahidi üçün gördüyü işə bərabərdir.

1 Vt 1 saniyədə 1 J iş görən qüvvənin gücüdür.

Dəyişən güc vəziyyətində (kiçik bərabər vaxt intervalları üçün müxtəlif iş aparılır), ani güc anlayışı təqdim olunur:

qüvvənin tətbiqi nöqtəsinin sürəti haradadır.

Bu. güc qüvvənin skalyar hasilinə və onun tətbiqi nöqtəsinin sürətinə bərabərdir.

2. İmpulsun saxlanması qanunu.

Mexanik sistem baxılmaq üçün ayrılmış orqanlar toplusudur. Mexanik sistemi təşkil edən cisimlər həm bir-biri ilə, həm də bu sistemə aid olmayan cisimlərlə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər. Buna uyğun olaraq sistemin cisimlərinə təsir edən qüvvələr daxili və xarici bölünür.

daxili sistemin cisimlərinin bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyi qüvvələr adlanır

Xarici bu sistemə aid olmayan cisimlərin təsirindən qüvvələr adlanır.

Bağlı(və ya təcrid olunmuş) xarici qüvvələr tərəfindən təsirlənməyən cisimlər sistemidir.

Qapalı sistemlər üçün üç fiziki kəmiyyət dəyişməz (saxlanılır) çıxır: enerji, impuls və bucaq impulsu. Buna uyğun olaraq üç qorunma qanunu var: enerji, impuls, bucaq impulsu.

R İmpulsları və xarici qüvvələrin təsir etdiyi 3 cisimdən ibarət sistemi nəzərdən keçirək (şək. 4) Nyutonun 3-cü qanununa görə daxili qüvvələr cütlükdə bərabərdir və əks istiqamətlidir:

Daxili qüvvələr:

Bu cisimlərin hər biri üçün dinamikanın əsas tənliyini yazırıq və bu tənlikləri ərdə-həddə əlavə edirik

N bədən üçün:

.

Mexanik sistemi təşkil edən cisimlərin impulslarının cəminə sistemin impulsu deyilir:

Beləliklə, mexaniki sistemin impulsunun zaman törəməsi sistemə təsir edən xarici qüvvələrin həndəsi cəminə bərabərdir,

Qapalı sistem üçün .

İmpulsun saxlanması qanunu: maddi nöqtələrin qapalı sisteminin impulsu sabit qalır.

Bu qanundan hər hansı bir silahdan atəş açarkən geri çəkilmənin qaçılmazlığı gəlir. Atış zamanı güllə və ya mərmi bir istiqamətə, tüfəng və ya silah isə əks istiqamətə yönəlmiş impuls alır. Bu təsiri azaltmaq üçün silahın kinetik enerjisi elastik deformasiyanın potensial enerjisinə və geri çəkilmə cihazının daxili enerjisinə çevrildiyi xüsusi geri çəkilmə qurğularından istifadə olunur.

Gəmilərin (sualtı qayıqların) avarlı təkərlərin və pervanelərin, su reaktiv dəniz mühərriklərinin (nasos bort suyu udaraq onu arxa tərəfə atır) köməyi ilə hərəkətinin əsasında impulsun saxlanması qanunu dayanır. Bu zaman müəyyən miqdarda su özü ilə müəyyən bir impuls alaraq geriyə atılır və gəmi eyni irəli impuls əldə edir. Eyni qanun reaktiv hərəkətə əsaslanır.

Tamamilə qeyri-elastik təsir- iki cismin toqquşması, nəticədə cisimlər birləşərək bütövlükdə irəliləyir. Belə bir təsirlə mexaniki enerji qismən və ya tamamilə toqquşan cisimlərin daxili enerjisinə çevrilir, yəni. enerjinin saxlanması qanunu yerinə yetirilmir, yalnız impulsun saxlanması qanunu yerinə yetirilir.

Mütləq elastik və tamamilə qeyri-elastik təsirlər nəzəriyyəsi təsir qüvvələrinin cisimlərdə yaratdığı gərginlikləri və deformasiyaları hesablamaq üçün nəzəri mexanikada istifadə olunur. Bir çox təsir problemlərini həll edərkən, onlar tez-tez müxtəlif dəzgah testlərinin nəticələrinə etibar edir, onları təhlil edir və ümumiləşdirirlər. Zərbə nəzəriyyəsi partlayıcı proseslərin hesablamalarında geniş istifadə olunur; Elementar hissəciklər fizikasında nüvələrin toqquşmalarının hesablanmasında, hissəciklərin nüvələr tərəfindən tutulmasında və digər proseslərdə istifadə olunur.

Zərbə nəzəriyyəsinə böyük töhfə 1930-cu illərdə raket ballistikasının fiziki əsaslarını inkişaf etdirərək, səth üzərində yüksək sürətlə uçan cismi vurmaq kimi çətin problemi həll edən rus akademiki Ya.B.Zeldoviç tərəfindən verilmişdir. bir mühitdən.

3. Enerji. Potensial və kinetik enerji. Enerjiyə qənaət qanunu.

Əvvəllər təqdim edilmiş bütün dəyərlər yalnız mexaniki hərəkəti xarakterizə edirdi. Bununla belə, maddənin bir çox hərəkət formaları var, bir hərəkət formasından digərinə daimi keçid var. Siz daxil olmalısınız fiziki kəmiyyət maddənin hərəkətini onun mövcudluğunun bütün formalarında xarakterizə edən, onun köməyi ilə maddənin müxtəlif hərəkət formalarını kəmiyyətcə müqayisə etmək mümkün olardı.

Enerji- bütün formalarda maddənin hərəkətinin ölçüsü. Bütün enerji növlərinin əsas xüsusiyyəti qarşılıqlı çevrilmə qabiliyyətidir. Bədənin sahib olduğu enerjinin miqdarı bədənin enerjisini tamamilə istifadə edərək edə biləcəyi maksimum iş ilə müəyyən edilir. Enerji ədədi olaraq bədənin edə biləcəyi maksimum işə bərabərdir və iş ilə eyni vahidlərlə ölçülür. Enerjinin bir növdən digərinə keçidi zamanı bədənin və ya sistemin keçiddən əvvəl və sonrakı enerjisini hesablamaq və onların fərqini almaq lazımdır. Bu fərq deyilir iş:

Beləliklə, bədənin iş görmək qabiliyyətini xarakterizə edən fiziki kəmiyyət enerji adlanır.

Bir cismin mexaniki enerjisi ya bədənin müəyyən bir sürətlə hərəkəti, ya da bədənin potensial qüvvələr sahəsində olması ilə əlaqədar ola bilər.

Kinetik enerji.

Bir cismin hərəkətinə görə sahib olduğu enerjiyə kinetik deyilir. Bədəndə görülən iş onun kinetik enerjisinin artımına bərabərdir.

Bədənə tətbiq olunan bütün qüvvələrin nəticəsi bərabər olduqda bu işi tapaq.

Bədənin kinetik enerjiyə görə gördüyü iş bu enerjinin itməsinə bərabərdir.

Potensial enerji.

Fəzanın hər bir nöqtəsində başqa cisimlər cismə müxtəlif nöqtələrdə böyüklüyü fərqli ola bilən qüvvə ilə təsir edərsə, cismin qüvvələr sahəsində və ya qüvvə sahəsində olduğu deyilir.

Əgər bütün bu qüvvələrin təsir xətləri bir nöqtədən - sahənin güc mərkəzindən keçirsə və qüvvənin böyüklüyü yalnız bu mərkəzə olan məsafədən asılıdırsa, onda belə qüvvələr mərkəzi adlanır və belə qüvvələrin sahəsi mərkəzi (qravitasiya, nöqtə yükünün elektrik sahəsi) adlanır.

Zamanla sabit olan qüvvələr sahəsi stasionar adlanır.

Qüvvələrin təsir xətlərinin bir-birindən eyni məsafədə yerləşən paralel düz xətlər olduğu sahə homojendir.

Mexanikada bütün qüvvələr mühafizəkar və qeyri-mühafizəkar (və ya dissipativ) bölünür.

İşi trayektoriyanın formasından asılı olmayan, ancaq kosmosda cismin ilkin və son mövqeyi ilə müəyyən edilən qüvvələr adlanır. mühafizəkar.

Qapalı yolda mühafizəkar qüvvələrin işi sıfırdır. Bütün mərkəzi qüvvələr mühafizəkardır. Elastik deformasiya qüvvələri də mühafizəkar qüvvələrdir. Sahədə yalnız mühafizəkar qüvvələr hərəkət edirsə, sahə potensial adlanır (qravitasiya sahələri).

İşi yolun formasından asılı olan qüvvələrə konservativ olmayan (sürtünmə qüvvələri) deyilir.

Potensial enerji sistemin ümumi mexaniki enerjisinin yalnız müəyyən edilən hissəsi adlanır qarşılıqlı tənzimləmə sistemi təşkil edən cisimləri və onlar arasında qarşılıqlı təsir qüvvələrinin xarakterini. Potensial enerji cisimlərin və ya bədən hissələrinin nisbi vəziyyətinə görə sahib olduqları enerjidir.

anlayış potensial enerji aşağıdakı kimi daxil edilir. Əgər bədən potensial qüvvələr sahəsindədirsə (məsələn, Yerin cazibə sahəsində), sahənin hər bir nöqtəsi hansısa funksiya ilə (potensial enerji adlanır) əlaqələndirilə bilər ki, iş AMMA 12 , ixtiyari 1 mövqedən digər ixtiyari mövqeyə 2 hərəkət edərkən sahənin qüvvələri tərəfindən bədən üzərində yerinə yetirilən, 12 yolunda bu funksiyanın azalmasına bərabər idi:

1 və 2-ci mövqelərdə sistemin potensial enerjisinin dəyərləri haradadır.

V

Yazılı əlaqə bir naməlum aşqar sabitinə qədər potensial enerji dəyərini təyin etməyə imkan verir. Ancaq bu vəziyyətin əhəmiyyəti yoxdur, çünki. bütün nisbətlərə yalnız bədənin iki mövqeyinə uyğun gələn potensial enerjilər fərqi daxildir. Hər bir konkret problemdə bədənin müəyyən mövqeyinin potensial enerjisini sıfıra bərabər hesab etmək və sıfır səviyyəsinə nisbətən digər mövqelərin enerjisini götürmək razılaşdırılır. Funksiyanın xüsusi forması qüvvə sahəsinin təbiətindən və sıfır səviyyəsinin seçimindən asılıdır. Sıfır səviyyəsi özbaşına seçildiyi üçün onun mənfi dəyərləri ola bilər. Məsələn, Yerin səthində yerləşən cismin potensial enerjisini sıfır kimi qəbul etsək, onda yer səthinə yaxın olan cazibə qüvvələri sahəsində m-dən yuxarı h hündürlüyünə qaldırılmış kütləsi m olan cismin potensial enerjisi. səthidir (şək. 5).

cazibə qüvvəsinin təsiri altında cismin yerdəyişməsi haradadır;

Dərinliyi H olan quyunun dibində yatan eyni cismin potensial enerjisi bərabərdir

Baxılan misalda söhbət Yer-bədən sisteminin potensial enerjisindən gedirdi.

Potensial enerjiyə təkcə qarşılıqlı təsir edən cisimlər sistemi deyil, tək bir cisim də malik ola bilər. Bu halda potensial enerji bədən hissələrinin nisbi mövqeyindən asılıdır.

Elastik deformasiyaya uğramış cismin potensial enerjisini ifadə edək.

Elastik deformasiyanın potensial enerjisi, deformasiyaya uğramamış cismin potensial enerjisinin sıfır olduğunu qəbul etsək;

harada k- elastiklik əmsalı, x- bədənin deformasiyası.

Ümumi halda, cisim eyni vaxtda həm kinetik, həm də potensial enerjilərə malik ola bilər. Bu enerjilərin cəminə deyilir tam mexaniki enerji orqanlar:

Sistemin ümumi mexaniki enerjisi onun kinetik və potensial enerjilərinin cəminə bərabərdir. Sistemin ümumi enerjisi sistemin malik olduğu bütün enerji növlərinin cəminə bərabərdir.

Enerjinin saxlanması qanunu bir çox eksperimental məlumatların ümumiləşdirilməsinin nəticəsidir. Bu qanunun ideyası maddənin və hərəkətin qorunması qanununu ifadə edən Lomonosova məxsusdur və kəmiyyət ifadəsini alman həkimi Mayer və təbiətşünas Helmholtz vermişlər.

Qanun mexaniki enerjinin saxlanması: yalnız mühafizəkar qüvvələr sahəsində cisimlərin təcrid olunmuş sistemində ümumi mexaniki enerji sabit qalır. Dissipativ qüvvələrin (sürtünmə qüvvələrinin) olması enerjinin dağılmasına (səpilməsinə) səbəb olur, yəni. onu başqa enerji növlərinə çevirməklə və mexaniki enerjinin saxlanma qanununu pozmaqla.

Ümumi enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanunu: təcrid olunmuş sistemin ümumi enerjisi sabit qiymətdir.

Enerji heç vaxt yox olmur və yenidən görünmür, ancaq ekvivalent miqdarda bir formadan digərinə dəyişir. Enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanununun fiziki mahiyyəti budur: maddənin və onun hərəkətinin sarsılmazlığı.

1. Qanunlar konservasiya fizikada simmetriyanın əksi kimi

   Hüquq >> Fizika

   Noether teoreminin nəticələri, in iş dinamik aldı qanunlar konservasiya enerji, impuls və an impuls. Həmçinin göstərilir ki, ... Noether teoremləri, in iş dinamik aldı qanunlar konservasiya enerji, impuls və an impuls. Həmçinin göstərilir ki...

2. Qanunlar konservasiya enerji makroskopik proseslərdə

   Hüquq >> Biologiya

   Nə tamdır enerji Hərəkət prosesində sistem dəyişməz olaraq qalır. Qanun konservasiya impuls tərcümənin nəticəsidir...

3. Qanun konservasiya impuls

   Test işi >> Fizika

   xarici qüvvələr), sonra cəmi nəbz sistem sabit qalır - qanun konservasiya impuls. Sistemdə maddi nöqtələr... . Kinetikdə tam dəyişiklik enerji i - (6-15) ifadəsinə uyğun ballar müəyyən edilir iş

Enerji və impuls fizikada ən vacib anlayışlardır. Belə çıxır ki, mühafizə qanunları ümumiyyətlə təbiətdə mühüm rol oynayır. Saxlanılan kəmiyyətlərin və onların əldə oluna biləcəyi qanunların axtarışı fizikanın bir çox sahələrində tədqiqat mövzusudur. Gəlin bu qanunları ən sadə şəkildə Nyutonun ikinci qanunundan çıxaraq.

İmpulsun saxlanması qanunu.Nəbz, və ya hərəkət miqdarısəh kütlənin məhsulu kimi müəyyən edilir m sürət başına maddi nöqtə V: səh= mV. Nyutonun ikinci qanunu impuls tərifindən istifadə edərək belə yazılır

= dsəh= F, (1.3.1)

burada F bədənə tətbiq olunan qüvvələrin nəticəsidir.

qapalı sistem bədənə təsir edən xarici qüvvələrin cəminin sıfıra bərabər olduğu sistem adlanır:

F= å Fi= 0 . (1.3.2)

Onda Nyutonun ikinci qanununa (1.3.1), (1.3.2) görə qapalı sistemdə cismin impulsunun dəyişməsi

dsəh= 0 . (1.3.3)

Bu halda hissəcik sisteminin impulsu sabit qalır:

səh= å səhi= const. (1.3.4)

Bu ifadədir impulsun saxlanması qanunu, aşağıdakı kimi tərtib edilir: cismə və ya cisimlər sisteminə təsir edən xarici qüvvələrin cəmi sıfıra bərabər olduqda, cismin və ya cisimlər sisteminin impulsu sabit qiymətdir.

Enerjiyə qənaət qanunu. Gündəlik həyatda "iş" anlayışı ilə biz insanın hər hansı faydalı işini başa düşürük. Fizikada o öyrənilir mexaniki iş, bu yalnız bir qüvvənin təsiri altında bədən hərəkət etdikdə baş verir. Mexaniki iş ∆A qüvvənin skalyar hasili kimi müəyyən edilir F bədənə tətbiq edilir və bədənin yerdəyişməsi Δ r bu qüvvə nəticəsində:

A A= (F, Δ r) = F A r cosα. (1.3.5)

(1.3.5) düsturunda işin əlaməti cos α işarəsi ilə müəyyən edilir.

Şkafı yerindən tərpətmək istəyib, güclə üzərinə basırıq, amma eyni zamanda hərəkət etmirsə, onda mexaniki iş görmürük. Bədənin qüvvələrin iştirakı olmadan (ətalətlə) hərəkət etdiyi bir vəziyyəti təsəvvür etmək olar.

bu halda mexaniki iş də görülmür. Əgər cisimlər sistemi iş görə bilirsə, deməli onun enerjisi var.

Enerji təkcə mexanikada deyil, fizikanın digər sahələrində də ən vacib anlayışlardan biridir: termodinamika və molekulyar fizika, elektrik, optika, atom, nüvə və hissəciklər fizikası.

Aid olan istənilən sistemdə fiziki dünya, enerji istənilən prosesdə saxlanılır. Yalnız onun keçdiyi forma dəyişə bilər. Məsələn, bir güllə kərpicə dəydikdə, kinetik enerjinin bir hissəsi (üstəlik, daha çox) istiliyə çevrilir. Bunun səbəbi güllə ilə kərpic arasında onun böyük sürtünmə ilə hərəkət etdiyi sürtünmə qüvvəsinin olmasıdır. Turbin rotoru fırlananda mexaniki enerji elektrik enerjisinə çevrilir və eyni zamanda qapalı dövrədə cərəyan yaranır. Kimyəvi yanacaqların yanması zamanı ayrılan enerji, yəni. enerji molekulyar bağlar, istilik enerjisinə çevrilir. Kimyəvi enerjinin təbiəti, molekulyar və ya atom enerjisini ifadə edən molekullararası və atomlararası bağların enerjisidir.

Enerji bədənin iş görmək qabiliyyətini xarakterizə edən skalyar kəmiyyətdir:

E2-E1= ∆A. (1.3.6)

Mexanik iş görüldükdə bədənin enerjisi bir formadan digərinə dəyişir. Bədənin enerjisi kinetik və ya potensial enerji şəklində ola bilər.

Mexanik hərəkətin enerjisi

V qohum =.

çağırdı kinetik enerji bədənin irəli hərəkəti. SI vahidlər sistemində iş və enerji joul (J) ilə ölçülür.

Enerji təkcə cisimlərin hərəkəti ilə deyil, həm də onların qarşılıqlı düzülüşü və forması ilə müəyyən edilə bilər. Bu enerji deyilir potensial.

Potensial enerji bir-birinə nisbətən bir yay ilə bağlanmış iki yük və ya Yerdən müəyyən bir hündürlükdə yerləşən bir cisim tərəfindən sahibdir. Bu son nümunə, bir cismin Yerdən bir hündürlükdən digərinə hərəkət etdiyi zaman qravitasiya potensial enerjisinə aiddir. Formula uyğun olaraq hesablanır

Presnyakova I.A. birBondarenko M.A. bir

Atayan L.A. 1

1 Bələdiyyə Təhsil müəssisəsi“Qəhrəman adına 51 saylı orta məktəb Sovet İttifaqı Volqoqradın A. M. Çislov Traktorozavodski rayonu "

Əsərin mətni şəkillər və düsturlar olmadan yerləşdirilib.
Tam versiyası iş PDF formatında "İş faylları" sekmesinde mövcuddur

Giriş

Yaşadığımız dünyada hər şey axır və dəyişir, lakin insan həmişə dəyişməz nəsə tapmağa ümid edir. Bu dəyişməz hər hansı bir hərəkətin əsas mənbəyi olmalıdır - bu, enerjidir.

Problemin aktuallığı dəqiq elmlərə marağın artmasından irəli gəlir. Koqnitiv marağın formalaşması üçün obyektiv imkanlar - elmi biliklərin əsas şərti kimi eksperimental əsaslandırma.

Tədqiqat obyekti- enerji və impuls.

Mövzu: enerjinin və impulsun saxlanması qanunları.

Məqsəd:

Müxtəlif mexaniki proseslərdə enerjinin və impulsun saxlanması qanunlarının həyata keçirilməsini araşdırmaq;

Bacarıqları inkişaf etdirin tədqiqat işi nəticəni təhlil etməyi öyrənin.

Bu məqsədə çatmaq üçün aşağıdakılar tapşırıqlar:

- tədqiqatın mövzusu üzrə nəzəri materialın təhlilini aparmışdır;

Qorunma qanunlarının işləmə xüsusiyyətlərini öyrəndik;

Hesab olunur praktik əhəmiyyəti bu qanunlar.

Hipotez tədqiqat ondan ibarətdir ki, qorunma qanunları və enerji və impulsun çevrilməsi - təbiətin universal qanunları.

İşin əhəmiyyəti yeni bacarıq və bacarıqların artırılması imkanlarını müəyyən edən tədqiqatın nəticələrindən fizika dərslərində istifadə etməkdən ibarətdir; Layihənin inkişafı gələcək eksperimental tədqiqatların açıqlanacağı saytın yaradılması ilə gözlənilir.

I fəsil.

1.1 Mexanik enerjinin növləri

Enerji müxtəlif proseslərin və qarşılıqlı təsir növlərinin ümumi ölçüsüdür. Mexanik enerji bir cismin və ya cisimlər sisteminin iş görmək qabiliyyətini xarakterizə edən fiziki kəmiyyətdir. Bir cismin və ya cisimlər sisteminin enerjisi onların müəyyən şərtlərdə edə biləcəyi maksimum iş ilə müəyyən edilir. Mexanik enerjiyə iki növ enerji daxildir - kinetik və potensial. Kinetik enerji hərəkət edən cismin enerjisidir. Kinetik enerjini hesablamaq üçün kütlə cismində olduğunu fərz edirik m bir müddət t dəyişməz qüvvədir F, bu da sürətin müəyyən qədər dəyişməsinə səbəb olur v-v 0 və iş tamamlandı A = fs(1), burada s bədənin zamanla keçdiyi yoldur t qüvvə istiqamətində. Nyutonun ikinci qanununa görə yazırıq Ft = m(v - v 0), haradan F=m.Vaxt ərzində bədənin keçdiyi yol müəyyən edilir orta sürəti:s =vÇərşənbə t.Hərəkət eyni dərəcədə dəyişkən olduğundan, s = t.Bu nəticəyə gəlmək olar ki, kütləli cismin kinetik enerjisi m, sürətlə irəliləyir v, bu şərtlə v 0 = 0 bərabərdir: E k \u003d (3).Müvafiq şəraitdə potensial enerjinin dəyişməsi mümkündür, bunun sayəsində iş görülür.

Bir təcrübə edək: Yayın potensial enerjisini qaldırılmış cismin potensial enerjisi ilə müqayisə edək.Avadanlıqlar: ştativ, məşq dinamometri, 50 q ağırlığında top, saplar, ölçü hökmdarı, məşq tərəziləri, çəkilər.Topun hündürlüyünü müəyyən edək. mexaniki enerjinin saxlanma qanunundan istifadə edərək, uzanan yayın potensial enerjisi hesabına yüksəlir. Təcrübə aparaq və hesablama və təcrübənin nəticələrini müqayisə edək.

İş sifarişi .

1. Tərəzinin köməyi ilə kütləni ölçək m top.

2. Dinamometri bir tripodda düzəldirik və topu kancaya bağlayırıq. İlkin deformasiyaya diqqət yetirin x 0 dinamometr oxuna uyğun yaylar F 0 =mg.

3. Topu stolun səthində tutun, dinamometrlə ştativin ayağını qaldırın ki, dinamometr qüvvə göstərsin. F 0 + F 1 , harada F 1 = 1 N, dinamometr yay uzadılması ilə bərabərdir x 0 + x 1 .

4. Hündürlüyü hesablayın H T, çəkisi sahəsində uzanan yayın elastik qüvvəsinin təsiri altında top yüksəlməlidir: H T =

5. Topu buraxaq və hündürlüyü hökmdarla qeyd edək H E topun qalxdığı yerə.

6. Dinamometri qaldıraraq təcrübəni təkrarlayın ki, onun uzanması bərabər olsun x 0 + x 2 , x 0 + x 3 , dinamometrin oxunuşlarına uyğundur F 0 + F 2 və F 0 + F 3 , harada F 2 = 2 N, F 3 = 3 N.

7. Bu hallarda topun hündürlüyünü hesablayın və xətkeşdən istifadə edərək müvafiq hündürlük ölçülərini aparın.

8. ölçmə və hesablamaların nəticələri hesabat cədvəlinə daxil edilir.

				H T, m	H E, m

kx 2 /2= mgH (0,0125 J= 0,0125J)

9. Təcrübələrdən biri üçün enerjinin saxlanması qanununun yoxlanılmasının etibarlılığını qiymətləndiririk = mgH .

1.2. Enerjiyə qənaət qanunu

Hündürlüyə qaldırılmış bir cismin vəziyyətini dəyişdirmə prosesini nəzərdən keçirək h. Bununla belə, onun potensial enerjisi E p= mh. Bədən sərbəst düşməyə başladı ( v 0 = 0). Payızın əvvəlində E p = max, və E k \u003d 0. Bununla belə, enerji sürtünmə ilə dağılmadıqda yolun bütün aralıq nöqtələrində kinetik və potensial enerjilərin cəmi dəyişməz qalır və s. ona görə də mexaniki enerjinin başqa enerji formalarına çevrilməsi yoxdursa, o zaman Ep+E k = sabit. Belə sistem konservativ kimi təsnif edilir.Qapalı konservativ sistemin enerjisi onda baş verən bütün proseslər və çevrilmələr üçün sabit qalır. Enerji bir növdən digərinə keçə bilər (mexaniki, istilik, elektrik və s.), lakin onun ümumi miqdarı sabit qalır. Bu müddəa enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanunu adlanır. .

Bir təcrübə edək: Uzatılmış yayın potensial enerjisindəki dəyişiklikləri cismin kinetik enerjisinin dəyişməsi ilə müqayisə edək.

	F saat							E k	Δ E k

Avadanlıq : frontal iş üçün iki ştativ, təlim dinamometri, top, saplar, ağ və karbon kağız vərəqləri, ölçü hökmdarı, ştativ ilə təlim tərəziləri, çəkilər.Cismlərin qarşılıqlı təsiri zamanı enerjinin saxlanması və çevrilməsi qanunu əsasında. elastik qüvvələr, uzanan yayın potensial enerjisinin dəyişməsi əks işarə ilə qəbul edilən onunla əlaqəli cismin kinetik enerjisinin dəyişməsinə bərabər olmalıdır: Δ E p= - ∆ E k.Bu ifadənin eksperimental yoxlanılması üçün siz quraşdırmadan istifadə edə bilərsiniz.Biz dinamometri ştativin ayağına bərkidik. Onun qarmağına 60-80 sm uzunluğunda bir iplə bir top bağlayırıq.Başqa bir ştativdə, dinamometrlə eyni hündürlükdə, ayaqda bir oluk düzəldirik. Topu çuxurun kənarına quraşdırdıqdan və onu tutaraq, ikinci tripodu birincisindən ipin uzunluğu ilə uzaqlaşdırırıq. Əgər topu oluğun kənarından uzaqlaşdırsanız x, onda deformasiya nəticəsində yay potensial enerji Δ ehtiyatını əldə edəcəkdir E p =, harada k- yayın sərtliyi.Sonra topu buraxırıq. Elastik qüvvənin təsiri altında top sürət qazanır υ . Sürtünmə qüvvəsinin təsirindən yaranan itkiləri nəzərə almasaq, uzanan yayın potensial enerjisinin tamamilə topun kinetik enerjisinə çevrildiyini güman edə bilərik:. Topun sürəti hündürlükdən sərbəst düşmə zamanı onun uçuş məsafəsini ölçməklə müəyyən edilə bilər h. İfadələrdən v= və t= bundan irəli gəlir v= s. Sonra Δ E k= =. Bərabərliyi nəzərə alaraq F saat = kx alırıq: =.

kx2/2 = (mv) 2 /2

0.04 \u003d 0.04. Uzadılmış yayın potensial enerjisini ölçmək üçün xəta hədlərini qiymətləndirək. E p =, onda nisbi xəta həddi: = + = + Mütləq xəta həddi: Δ Ep=E səh. Topun kinetik enerjisini ölçərkən xətaların hədlərini qiymətləndirək. Çünki E k = , onda nisbi xəta həddi bərabərdir: = + ? +? g + ? h.Qeyri-dəqiqliklər,? g və? h xəta ilə müqayisədə?s laqeyd edilə bilər. Bu halda, ≈ 2? = 2. Uçuş məsafəsinin ölçülməsi üzrə eksperimentin şərtləri elədir ki, fərdi ölçmələrin nəticələrinin orta göstəricidən kənarlaşması sistematik xətanın (Δs təsadüfi) sərhədindən xeyli yüksəkdir. Δ s syst), buna görə də ∆s cf ≈ ∆s təsadüfi olduğunu düşünə bilərik. Az sayda N ölçmə ilə arifmetik ortanın təsadüfi xətasının sərhədi aşağıdakı düsturla tapılır: Δs av = ,

burada düsturla hesablanır:

Beləliklə, = 6. Topun kinetik enerjisinin ölçülməsində mütləq xətanın həddi: Δ E k = E k .

II fəsil.

2.1. İmpulsun saxlanması qanunu

Bir cismin impulsu (momentum) bədənin kütləsi və sürətinin məhsuludur. İmpuls vektor kəmiyyətidir.SI impuls vahidi: = kg*m/s = N*s. Əgər p bədənin impulsudursa, m- bədən kütləsi, v bədənin sürətidir, onda = m(bir). Sabit kütləli cismin impulsunun dəyişməsi yalnız sürətin dəyişməsi nəticəsində baş verə bilər və həmişə qüvvənin təsiri ilə baş verir.Δp impulsun dəyişməsidirsə. m- bədən çəkisi, Δ v = v 2 -v 1 - sürət dəyişikliyi, F- bədəni sürətləndirən sabit qüvvə, Δ t- qüvvənin müddəti, sonra = düsturlarına görə m və = . Bizdə = m= m,

(1) ifadəsini nəzərə alaraq əldə edirik: Δ = mΔ = Δ t (2).

(6) əsasında belə nəticəyə gələ bilərik ki, qarşılıqlı təsirdə olan iki cismin momentumunun dəyişməsi mütləq qiymətcə eynidir, lakin istiqaməti əksinədir (əgər qarşılıqlı təsir göstərən cisimlərdən birinin impulsu artarsa, digər cismin impulsu belə azalır). eyni miqdar) və (7) əsasında cisimlərin qarşılıqlı təsirdən əvvəl və qarşılıqlı təsirdən sonrakı impulslarının cəmi bərabərdir, yəni. qarşılıqlı təsir nəticəsində cisimlərin ümumi impulsları dəyişmir.İmpulsun saxlanma qanunu istənilən sayda cisim olan qapalı sistem üçün keçərlidir: = = sabit. Qapalı cisimlər sisteminin impulslarının həndəsi cəmi bu sistemin cisimlərinin bir-biri ilə hər hansı qarşılıqlı əlaqəsi üçün sabit qalır, yəni. qapalı cisimlər sisteminin impulsu qorunur.,

Təcrübə edək:İmpulsun saxlanması qanununun yerinə yetirilməsini yoxlayaq.

Avadanlıq: frontal iş üçün ştativ; tepsi tağlıdır; diametri 25 mm-3 ədəd olan toplar; millimetr bölmələri ilə 30 sm uzunluğunda ölçü hökmdarı; ağ və karbon kağız vərəqləri; təhsil tərəziləri; çəkilər. Topların birbaşa mərkəzi toqquşması zamanı impulsun saxlanması qanununun yerinə yetirilməsini yoxlayaq. İmpulsun qorunma qanununa görə cisimlərin hər hansı qarşılıqlı təsiri üçün vektor cəmi

m 1 kq

m 2 kq

l 1. m

v 1 .Xanım

səh 1. kq*m/s

l ′ 1

l ′ 2

v ′ 1

v ′ 2

səh ′ 1

səh ′ 2

mərkəzi

qarşılıqlı təsirdən əvvəl impulslar qarşılıqlı təsirdən sonrakı cisimlərin impulslarının vektor cəminə bərabərdir. Bu qanunun etibarlılığı qurğuda topların toqquşmasını öyrənməklə eksperimental olaraq yoxlanıla bilər. Topa üfüqi istiqamətdə müəyyən bir təcil çatdırmaq üçün üfüqi bir bölmə ilə meylli bir qabdan istifadə edirik. Tabladan aşağı yuvarlanan top masanın səthinə dəyənə qədər parabola boyunca hərəkət edir. Sürət proyeksiyaları

sərbəst düşmə zamanı top və onun üfüqi oxdakı impulsu dəyişmir, çünki üfüqi istiqamətdə topa təsir edən qüvvələr yoxdur. Bir topun impulsunu təyin etdikdən sonra iki topla bir təcrübə aparırıq, ikinci topu nimçənin kənarına qoyuruq və ilk topu birinci təcrübədə olduğu kimi işə salırıq. Toqquşmadan sonra hər iki top nimçədən uçur. İmpulsun saxlanması qanununa əsasən, toqquşmadan əvvəl birinci və ikinci topların momentumlarının cəmi toqquşmadan sonrakı impuls və bu topların cəminə bərabər olmalıdır: + = + (1). toplar), və toqquşmadan sonra hər iki top eyni düz xətt boyunca və toqquşmadan əvvəl birinci topun hərəkət etdiyi istiqamətdə hərəkət edir, sonra impulsun qorunması qanununun vektor formasından cəbri formaya keçə bilərik: p 1 +s 2 = səh ′ 1 +s ′ 2 , və ya m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v ′ 1 + m 2 v ′ 2 (2). Sürətdən bəri v 2 toqquşmadan əvvəl ikinci topun sıfıra bərabər olduğu halda (2) ifadəsi sadələşdirilir: m 1 v 1 = m 1 v ′ 1 + m 2 v ′ 2 (3)

Bərabərliyin (3) yerinə yetirilməsini yoxlamaq üçün kütlələri ölçürük m 1 və m 2 toplar və sürəti hesablayın v 1 , v ′ 1 və v ′ 2 . Topun parabola boyunca hərəkəti zamanı üfüqi oxda sürətin proyeksiyası dəyişməyəcək; diapazonuna görə tapmaq olar lüfüqi istiqamətdə və vaxtda topun uçuşu t onun sərbəst düşməsi ( t=):v= = l(4). p1 = p′1 + p′2

0,06 kq*m/s = (0,05+0,01) kq*m/s

0,06 kq*m/s=0,06 kq*m/s

Topların birbaşa mərkəzi toqquşması vəziyyətində impulsun saxlanması qanununun təmin olunduğunu yoxladıq.

Təcrübə edək: yayın elastik qüvvəsinin impulsunu mərminin impulsunun dəyişməsi ilə müqayisə edin Avadanlıqlar: ikitərəfli ballistik tapança; çəkisi olan texniki tərəzilər; kalibrlər; səviyyə; ölçmə lenti; şaqul; 4 N yük üçün yay dinamometri; mufta ilə ştativ laboratoriya; tel döngəsi olan bir boşqab; hər biri iki vərəq yazı və karbon kağızı Məlumdur ki, qüvvənin impulsu sabit qüvvənin təsir etdiyi cismin impulsunun dəyişməsinə bərabərdir, yəni Δ t = m- m. Bu işdə yayın elastik qüvvəsi təcrübənin əvvəlində istirahətdə olan mərmiyə təsir edir ( v 0 = 0): atış mərmi 2 tərəfindən atılır və bu zaman mərmi 1 platformada əl ilə möhkəm tutulur. Beləliklə, skalyar formada olan bu əlaqəni aşağıdakı kimi yenidən yazmaq olar: ft=mv, harada F- yayın orta elastik qüvvəsi, bərabərdir, t- yay qüvvəsinin hərəkət vaxtı, m- mərmi kütləsi 2, v mərmi sürətinin üfüqi komponentidir. Yayın maksimum elastik qüvvəsi və mərminin 2 kütləsi ölçülür. Sürət v münasibətdən hesablayırıq v=, sabit qiymət haradadır və h- hündürlük və s - mərminin məsafəsi təcrübədən götürülür. Gücün təsir müddəti iki tənlikdən hesablanır: v=at və v 2 = 2balta, yəni. t=, harada x- yayın deformasiyasının miqdarı. Dəyəri tapmaq üçün x birinci mərmidə yayın çıxan hissəsinin uzunluğunu ölçün l, ikincisi isə çıxan çubuğun uzunluğuna malikdir və onları toplayın: x = l 1 + l 2 . Uçuş diapazonunu s (plumb xəttindən orta nöqtəyə qədər olan məsafə) və düşmə hündürlüyünü ölçürük h. Sonra tərəzidə mərminin kütləsini təyin edirik m 2 və kalibrlə ölçmə l 1 və l 2 , yayın deformasiyasının qiymətini hesablayırıq x. Bundan sonra, mərmi 1-də topu açırıq və tel döngəsi olan bir plaka ilə sıxırıq. Qabıqları birləşdiririk və dinamometr çəngəlini döngəyə bağlayırıq. Mərmi 2 əlimizlə tutaraq yayı dinamometrlə sıxırıq (mərmilər bağlanmalı olduğu halda) və yayın elastik qüvvəsini təyin edirik Uçuş məsafəsini və düşmə hündürlüyünü bilərək, mərminin sürətini hesablayırıq.

						mv, 10 -2 kq*m/s	fut, 10 -2 kq*m/s

v=, sonra isə qüvvənin təsir vaxtı t = . Nəhayət, mərminin impulsunun dəyişməsini hesablayırıq mv və güc impulsu ft. Yayın elastiklik qüvvəsini dəyişdirməklə təcrübə üç dəfə təkrarlanır və bütün ölçmə və hesablamaların nəticələri cədvələ daxil edilir. h= 0,2 m və m= 0,28 kq olacaq: mv=Ft (3,47*10-2 kq*m/s =3,5*10-2 kq*m/s)

	F maksimum, N					s(təcrübədən)m

Son nəticələrin ölçmə dəqiqliyi daxilində üst-üstə düşməsi impulsun qorunması qanununu təsdiq edir. mv=Ft(3.47*10 -2 kq * m / s \u003d 3,5 * 10 -2 kq*m/s). Bu ifadələri düsturla (1) əvəz etmək və sürətlənməni orta yay qüvvəsi ilə ifadə etmək, yəni. a=, mərminin məsafəsini hesablamaq üçün düstur alırıq: s = . Beləliklə, ölçməklə F maksimum, mərmi çəkisi m, düşmə hündürlüyü h və yayın əyilməsi x = l 1 + l 2 , mərminin məsafəsini hesablayırıq və eksperimental olaraq yoxlayırıq. Yayın elastikliyini, mərminin kütləsini və ya düşmə hündürlüyünü dəyişdirərək təcrübəni ən azı iki dəfə həyata keçiririk.

III fəsil.

3.1. Enerjinin və impulsun saxlanması qanunlarına görə cihazlar

Nyuton sarkacı

Nyutonun beşiyi (Nyuton sarkacını) müxtəlif növ enerjilərin bir-birinə çevrilməsini nümayiş etdirmək üçün İsaak Nyutonun adını daşıyan mexaniki sistemdir: kinetikin potensiala və əksinə. Qarşılıqlı qüvvələr (sürtünmə) olmadıqda, sistem əbədi olaraq işləyə bilərdi, amma əslində bu, mümkün deyil.Əgər birinci top əyilib buraxılarsa, onda onun enerjisi və impulsu dəyişmədən üç orta top vasitəsilə sonuncuya köçürüləcəkdir. , eyni sürəti əldə edəcək və eyni hündürlüyə yüksələcək. Nyutonun hesablamalarına görə, 0,6 sm məsafədə yerləşən diametri 30 sm olan iki top hərəkətə başlayandan bir ay sonra qarşılıqlı cazibə qüvvəsinin təsiri altında birləşəcək (hesablama xarici qüvvənin olmadığı halda aparılır) müqavimət).Nyuton topların sıxlığını yerin orta sıxlığına bərabər götürdü: p 5 * 10^3 kq/m^3 .

Radius R = 15 sm = 0,15 m olan topların səthləri arasında l = 0,6 sm = 0,006 m məsafədə qüvvə toplara təsir edir.

F? \u003d GM² / (2R + l)². Toplar təmasda olduqda, onlara bir qüvvə təsir edir

F? = GM²/(2R)². F?/F? = (2R)²/(2R+l)² = (2R/(2R+l))² = (0,3/(0,3 + 0,006))² = 0,996 ≈ 1, belə ki, fərziyyə düzgündür.Topun kütləsi :

M \u003d ρ (4/3) pR³ \u003d 5000 * 4 * 3,14 * 0,15³ / 3 \u003d 70,7 kq Qarşılıqlı təsir qüvvəsi

F = GM²/(2R)² = 6.67.10?¹¹.70.7²/0.3² = 3.70.10?? H. Cazibə qüvvəsi səbəbindən sürətlənmə: a = F/M = 3.70.10??/70.7 = 5.24.10?? m/s².Yol: s = l/2 = 0,6/2 = 0,3 sm = 0,003 m top t zamanında keçəcək t = √2S/a = √(2*0,003/5,24,10??) = 338 c = 5,6 dəq.Deməli Nyuton yanıldı: deyəsən toplar kifayət qədər tez birləşəcək - 6 dəqiqəyə.

Maksvell sarkacı

Maksvell sarkacı, yivlərin (3) sarıldığı çubuğa (2) möhkəm quraşdırılmış diskdir (1) (şək. 2.1). Sarkacın diski bilavasitə diskin özü və diskdə sabitlənmiş dəyişdirilə bilən üzüklərdir.Saltac sərbəst buraxıldıqda disk hərəkət etməyə başlayır: aşağıya doğru translyasiya və simmetriya oxu ətrafında fırlanma. Hərəkətin ən aşağı nöqtəsində (iplər artıq açıldıqda) ətalətlə davam edən fırlanma yenidən çubuqdakı iplərin sarılmasına və nəticədə sarkacın yüksəlməsinə gətirib çıxarır. Sarkacın hərəkəti daha sonra yenidən yavaşlayır, sarkaç dayanır və yenidən aşağıya doğru hərəkət etməyə başlayır və s. Sarkacın (a) kütlə mərkəzinin translyasiya hərəkətinin sürətini ölçülmüş t vaxtından və məsafədən əldə etmək olar. h tənlikdən sarkaçla səyahət etdi. .M sarkacının kütləsi m onun hissələrinin (ox m0, disk md və halqa mk) kütlələrinin cəminə bərabərdir:

J sarkacının ətalət anı da əlavə kəmiyyətdir və düsturla müəyyən edilir

Harada, - müvafiq olaraq, sarkacın oxunun, diskinin və halqasının ətalət momentləri.

Sarkac oxunun ətalət anı haradadır r- ox radiusu, m 0 = 0,018 kq - oxun kütləsi Diskin ətalət momentlərini aşağıdakı kimi tapmaq olar.

Harada R d - disk radiusu, m d \u003d 0,018 kq - diskin kütləsi Halqanın ətalət anı orta halqa radiusu düsturu ilə hesablanır, m k - halqanın kütləsi, b - halqanın eni.Xətti sürətlənməni bilmək a və açısal sürətlənmə ε(ε · r), tapmaq olar bucaq sürəti onun fırlanması ( ω ):, Sarkacın ümumi kinetik enerjisi kütlə mərkəzinin köçürmə hərəkətinin enerjisi ilə sarkacın ox ətrafında fırlanma enerjisinin cəmidir:

Nəticə.

Qorunma qanunları fiziki nəzəriyyələrin davamlılığının əsaslandığı bünövrəni təşkil edir. Həqiqətən də, mexanika, elektrodinamika, istilik nəzəriyyəsi, müasir fiziki nəzəriyyələr sahəsində ən mühüm fiziki anlayışların təkamülünü nəzərə alaraq, biz əmin olduq ki, bu nəzəriyyələr həmişə eyni klassik qorunma qanunlarını (enerji, impuls və s.) , yaxud onlarla birlikdə eksperimental faktların şərhinin əsasını təşkil edən yeni qanunlar meydana çıxır. “Köhnə və yeni nəzəriyyələrdə qorunma qanunlarının ümumiliyi sonuncunun daxili qarşılıqlı əlaqəsinin başqa bir formasıdır”. İmpulsun qorunması qanununun rolunu çox qiymətləndirmək çətindir. Odur ümumi qayda uzun təcrübə əsasında bir şəxs tərəfindən əldə edilmişdir. Qanundan məharətlə istifadə dəmirçi sexində məmulatların döyülməsi, binaların tikintisində qalaqların vurulması kimi praktiki problemlərin həllini nisbətən asanlaşdırır.

Ərizə.

Həmyerlilərimiz İ. V. Kurçatov, L. A. Artsimoviç ilk nüvə reaksiyalarından birini tədqiq etmiş, belə reaksiyalarda impulsun saxlanması qanununun doğruluğunu sübut etmişlər. Hal-hazırda idarə olunan zəncir nüvə reaksiyaları bəşəriyyətin enerji problemlərini həll edir.

Ədəbiyyat

1. Dünya Ensiklopediyası

2. Dik Yu.İ., Kabardin O.F. “Fizikanın dərindən öyrənilməsi ilə dərslər üçün fiziki emalatxana”. Moskva: «Maarifçilik», 1993 - s.93.

3. Kuhling H. Fizika kitabçası; Alman dilindən tərcümə 2-ci nəşr. M, Mir, 1985 - s.120.

4. Pokrovski A.A. “Fizika üzrə seminar Ali məktəb". Moskva: "Maarifçilik", 1973 - s. 45.

5. Pokrovski A.A. “Orta məktəbdə fizika fənni üzrə seminar”. Moskva: 2-ci nəşr, "Maarifçilik", 1982 - s.76.

6. Rogers E. “Maraqlılar üçün fizika. 2-ci cild. “Moskva: “Мир”, 1969 – s.201.

7. Şubin A.S. “Ümumi fizika kursu”. Moskva: " aspirantura məktəbi", 1976 - s.224.

mexaniki enerji.

İmpulsun iki cismin hərəkət sürətindən asılılığı. Hansı cismin daha böyük kütləsi var və nə qədərdir? 1) Cismlərin kütlələri eynidir 2) 1-ci cismin kütləsi 3,5 dəfə böyükdür 3) 2-ci cismin kütləsi 3,5 dəfə böyükdür 4) Qrafiklərə görə cisimlərin kütlələri müqayisə edilə bilməz.

v sürəti ilə hərəkət edərək, kütləsi 2t olan istirahətdə olan plastilin topu ilə toqquşur. Zərbədən sonra toplar bir-birinə yapışır və birlikdə hərəkət edir. Onların hərəkət sürəti nədir? 1) v/3 2) 2v/3 3) v/2 4) Cavab vermək üçün kifayət qədər məlumat yoxdur

Onlar sürətlərlə düzxətli dəmir yolu boyunca hərəkət edirlər, onların proyeksiyalarının relslərə paralel bir oxdan vaxtından asılılığı şəkildə göstərilmişdir. 20 saniyədən sonra avtomobillər arasında avtomatik qoşma meydana gəldi. Birləşdirilmiş vaqonlar hansı sürətlə və hansı istiqamətə gedəcək? 1) 1,4 m/s, ilkin hərəkətə doğru 1. 2) 0,2 m/s, ilkin hərəkətə doğru 1. 3) 1,4 m/s, ilkin hərəkətə doğru 2. 4) ilkin hərəkət istiqamətində 0,2 m/s. 2.

Bədənin hansı işi görə biləcəyini göstərən dəyər Mükəmməl iş bədənin enerjisinin dəyişməsinə bərabərdir

X tənliyinə görə: = 2 + 30 t - 2 t2, SI-də yazılmışdır. Bədən çəkisi 5 kq. Hərəkətə başladıqdan 3 saniyə sonra bədənin kinetik enerjisi nə qədərdir? 1) 810 J 2) 1440 J 3) 3240 J 4) 4410 J

deformasiya olunmuş bədən

Bu iş görüldü 2 J. Yayı daha 4 sm uzatmaq üçün hansı iş görülməlidir 1) 16 J 2) 4 J 3) 8 J 4) 2 J.

Bədənin trayektoriyanın yuxarı hissəsində olan Ek kinetik enerjisini təyin edin (şəklə bax)? 1) EK=mgH 2) EK=m(V0)2/2 + mgh-mgH 3) EK=mgH-mgh 4) EK=m(V0)2/2 + mgH

eyni ilkin sürət. Birinci dəfə topun sürət vektoru şaquli olaraq aşağıya, ikinci dəfə - şaquli olaraq yuxarıya, üçüncü dəfə - üfüqi istiqamətə yönəldilmişdir. Hava müqavimətinə əhəmiyyət verməyin. Yerə yaxınlaşarkən topun sürətinin modulu belə olacaq: 1) birinci halda daha çox 2) ikinci halda daha çox 3) üçüncü halda daha çox 4) bütün hallarda eyni

30º bucaq altında maili müstəvidə 40 q ağırlığında bir vaqonun sürüşməsini öyrənmək üçün qurğunun fotoşəkili. Hərəkətin başlanması anında yuxarı sensor saniyəölçəni işə salır. Vaqon alt sensordan keçəndə saniyəölçən dayanır. Datçik sensorlar arasında maili müstəvidən aşağı sürüşərkən ayrılan istilik miqdarını hesablayın.

1-ci nöqtədən 3-cü nöqtəyə enir (şəkil). Trayektoriyanın hansı nöqtəsində onun kinetik enerjisi var ən yüksək dəyər? 1) 1-ci nöqtədə. 2) 2-ci nöqtədə. 3) 3-cü nöqtədə. 4) Bütün nöqtələrdə enerji qiymətləri eynidir.

Onlar onun əks yamacı boyunca 2 m hündürlüyə qalxırlar (şəkildə 2-ci nöqtəyə qədər) və dayanırlar. Çəkinin çəkisi 5 kq-dır. Onların dərənin dibində sürəti 10 m/s idi. 1-ci nöqtədən 2-ci nöqtəyə keçərkən kirşənin ümumi mexaniki enerjisi necə dəyişdi? 1) dəyişməyib. 2) 100 J artır. 3) 100 J. azalır. 4) 150 J. 2 azalır.