MODDIY NUQTA DINAMIKASI.
Ma’ruza rejasi:
Moddiy nuqta dinamikasi.Dinamikaning vazifasi. Nyuton qonunlarining
zamonaviy talqin etilishi. Nyutonning birinchi qonuni. Nyutonning ikkinchi qonuni
va xarakat tenglamasi. Impuls. Kuch- impulsdan vaqt bo‘yicha olingan birinchi
tartibli xosilasi. Nyutonning uchinchi qonuni.
Jism tezlanishini yuzaga keltiruvchi sabablarni va uning harakatini shu sabablar
bilan bog‘lanishini o‘rganuvchi mexanikaning bo‘limiga dinamika deb ataladi.
Biz o‘tgan mexanikaning kinematika qismida jismlarning ya’ni moddiy
nuqtalarning harakatini, bu harakatni keltirib chiqargan sabablarga bog‘lamasdan
o‘rgangan edik. Mexanikaning dinamika qismida esa jismlarni harakatga keltirgan
kuchlar bilan bog‘liq holda o‘rganamiz.
Dinamikaning vazifasi asosan ikki qismdan iborat:
1) jism harakati ma’lum bo‘lsa, unga ta’sir etuvchi kuchni aniqlash;
2) jismga ta’sir etuvchi kuch ma’lum bo‘lgan holda harakat qonunini aniqlashdan
iborat.
Dinamikaning asosini Nyuton qonunlari tashkil etadi. Nyuton o‘zidan oldin yashab
o‘tgan olimlarning tajribalarini va ma’lumotlari tahlil qilib dinamikaning asosiy uchta
qonunini yaratdi.
Nyutonning birinchi qonuni quyidagicha ta’riflanadi: har qanday jism tinch yoki
to‘g‘ri chiziqli tekis harakati holatini bu jismga boshqa jismlar ta’sir qilmaguncha
saqlaydi.
Jismlar o‘zlarining tinch yoki to‘g‘ri chiziqli tekis harakatini saqlash
qobiliyatiga inertsiya deb ataladi. Inertsiya materiyaning umumiy xususiyatlaridan
biridir. Nyutonning birinchi qonuni inertsiya qonuni deb ham ataladi. Inertsiyaning
namoyon bo‘lishiga biz hayotimizda juda ko‘p bor duch kelamiz. Masalan,
harakatlanayotgan avtobusning tezligi birdan o‘zgarganda yo‘lovchilar dastlabki
holatlarini saqlagan holda, agar tezlik kamaysa–oldinga, tezlik ortsa – orqaga og‘adilar.
1-Rasm.
Nyutonning birin
chi qonuni har qanday sanoq sistemasida ham bajarilavermaydi. Bir–biriga
nisbatan biror tezlanish bilan harakatlanayotgan ikki sanoq sistemasiga nisbatan
jismning holatini kuzataylik. Agar jism ulardan biriga nisbatan tinch turgan bo‘lsa,
ikinchisiga nisbatan u tezlanish bilan harakatlanadi. Demak, bir vaqtning o‘zida
Nyutonnning birinchi qonuni ikkala sistemaning qanoatlantirishi mumkin emas.
Berilgan sanoq sistemasida Nyutonning birinchi qonuni bajarilsa, bu sistemani
inertsial sanoq sistemasi deyiladi. Nyuton qonuni bajarilmaydigan sanoq sistemasiga
noinertsial sanoq sistemasi deb ataladi.
Jismlar yoki ularning zarralari orasidagi ta’sirlashuvni yo‘nalish va miqdor jihatdan
ifodalovchi vektor kattalikka kuch deb ataladi. Jism o‘z harakatini o‘zgartirmaslikka
yoki uning o‘z holatini saqlash xossasi uning inertligini belgilaydi. Inertlik o‘lchovi
sifatida massa olinadi.
Moddiy nuqta mexanik harakatini tashqi kuchlar ta’sirida qanday o‘zgarishi
dinamikaning asosiy ikkinchi qonunida bayon etiladi.
Nyutonning ikkinchi qonuni quyidagicha ta’riflanadi: inertsial sanoq sistemasida
joylashgan jismning olgan tezlanishi jismga ta’sir etayotgan kuchga to‘g‘ri, uning
massasiga teskari proporsional bo‘lib, shu kuch yo‘nalishida bo‘ladi.
m
F
a
(22)
Agar jismga bir necha kuch ta’sir etsa, uning olgan tezlanishi shu kuchlarning teng
ta’sir etuvchisining kattaligi va yo‘nalishi bilan aniqlanadi, yani
m
F
a
(23)
Harakatlanayotgan jism massasining tezlik vektoriga ko‘paytmasiga jism impulsi
deb ataladi.
m
P
(24)
Jism impulsi fizik nuqtai nazardan jism ko‘rsatishi mumkin bo‘lgan ta’sirni
belgilaydi. Demak, impulsning vaqt davomida o‘zgarishi jismga kuch ta’sir
etayotganidan dalolat beradi, ya’ni
dt
P
d
F
(25)
(25) – ifoda Nyutonning ikkinchi qonunining umumiy ko‘rinishidir. (25) – ga
ko‘ra, jismga ta’sir etuvchi kuch, impulsdan vaqt bo‘yicha olingan birinchi tartibli
hosilaga teng.
Jismlarning bir–biri bilan ta’sirlashuvi bir tamonlama bo‘lmaydi. Bir jismning
ikkinchi jismga ko‘rsatgan ta’siri, ikkinchi jismning birinchi jismga aks ta’sirini
yuzaga keltiradi. Nyutonning uchinchi qonuni ular orasidagi miqdoriy munosabatni
ifodalaydi.
Inertsial sanoq sistemasida o‘zaro ta’sirlashayotgan ikki jismning ta’sir va aks
ta’sir kuchlari miqdor jihatdan teng va ta’sirlashish nuqtalarini birlashtiruvchi to‘g‘ri
chiziq bo‘ylab qarama – qarshi yo‘nalgan, ya’ni,
21
12
F
F
(26)