1 Дәріс. Өсімдіктер. Төменгі және жоғары сатыдағы өсімдіктер. Өсімдіктің даму кезеңдері
Дәріс 6-7 Жер және ғарыш. Күш және қозғалыс
жүктеу/скачать 0,86 Mb.
|
Дәрістер жинағы
| Дәріс 6-7 Жер және ғарыш. Күш және қозғалыс
Жоспар 1. Жер және ғарыш. 2. Күш және қозғалыс Жер планетасы бұдан 4,7 млрд жыл бұрын қалыптасып, оның эволюциясының алғашқы кезеңі атмосфера, гидросфера, литосфераның абиогенді физико-химиялық қалыптасуы мен олардың арасындағы қатынастардың қарқындауы арқылы болды. Вулкандар әсерінен жүретін геологиялық және геохимиялық үрідстер нәтижесінде азот пен көміртегі оксидтері бөлініп шығып, сутегі, метан, аммиак және су буларынан тұратын атмосфераны қалыптастырды. Биота 4,7 млрд жыл бұрын қалыптаса бастады және Жердің географиялық қабықшасының эволюциясында үлкен роль атқарды. Биота қоршаған ортаға бейімделіп қана қоймай, сонымен бірге орта жағдайларын өзіне қолайлы бағытта өзгертті де. Жер эволюциясының алғашқы 4 млрд жылында биота литосфера, гидросфера мен атмосфераға айтарлықтай өзгеріс енгізетін фактор бола қойған жоқ. Жер эволюциясының екінші кезеңі прокариоттардың — бір клеткалы ядросыз организмдердің, 3,3 млрд жыл бұрын қарапайым көкжасыл балдырлардың пайда болуымен сипатталады. Алайда, биотикалық фактор әлі де Жердің құрылымдық-структуралық белсенді компоненті болған жоқ еді. Үшінші кезең 1,9-2,0 млрд жыл бұрын, эукариоттар – бір клетаклы ядролы организмдер пайда болған кезден басталады. Нәтижесінде 1,2-1,0 млрд жыл бұрын мұхитта қарапайым көп клетаклы өсімдіктер мен жануарлар пайда бола бастады. Төртінші кезеңде биотаның қарқындап дамуы Жердің географиялық қабықшасы эволюциясының аса маңызды факторларының біріне айналды. Бұл соңғы 600 млн жылда өтті. Осы кезеңде биота фотосинтез арқылы Жердің көмірқышқыл газды атмосферасын азотты-оттекті атмосфеарға айналдырып, атмосфераға миллиондаған тонна молекулалық оттегі бөліп, озон қабатын қалыптастырып, омыртқалы жануарлардың құрылыққа шығуына алғы шарттар жасады. Органикалық әлемнің эволюциясының осы кезеңінде атмосфера фотосинтездің негізгі компоненті – көмірқышқыл газына байытылып, ал оттегі мөлшері біршама азайды. Палеозойдың көп бөлігінің барысында СО2 атмосферадағы концентрациясы 0,1-0,4% болды. СО2 бұндай концентрациясында авторофты өсімдіктердің көпшілігінің өнімділігі ең жоғарғы шегіне жетіп, түзілген орасан зор биомасса түрлі өзгерістерге ұшырап, нәтижесінде жанғыш органикалық пайдалы қазбалардың мол қоры түзілді. Бұнымен қатар автотрофты өсімдіктердің массасы, онымен бірге Жер бетіндегі тірі организмдердің массасы азайды. Бесінші кезең — Жерге бұдан 65 млн жыл бұрын диаметрі 9 км алып аспан денесінің құлауы және экологиялық жағдайдың кенет өзгеруі нәтижесінде жануарлардың көпшілігі, оның ішінде динозаврлар да қырылып, бұл сүт қоректілердің дамуына себеп болды. 4,5-5 млн жыл бұрын адам тәрізді маймылдардан гоминидтер тұқымдастығының ажырауы бесінші кезеңнің соңы болды. Адамның алғашқы қауымдық ата-тегі табиғи құралдарды қолдан жасауды үйренді. Олар австралопитектерге жақын, 2,5 млн жыл бұрынғы ертедегі гоминидтер (Homo habіlіs — қабілетті адам) тас дәуір –олдувай дәуірінің бізге белгілі мәдениетін жасаушылар болды. Алғашқы палеолитте (шамамен 900-300 мың жыл бұрын) австралопитек- гоминидтер біршама жетілген құралдар жасай бастап, архантроптардың (Homo erectus – тік жүретін адм) ертедегі ашелл және шелл мәдениетін сақтаушылардың қалыптасуына жағдай жасады. Бесінші кезеңде 40-100 мың жыл бұрын антропогенез процесі қазіргі заманғы адамның (Homo sapіens – саналы адам) физикалық типінің қалыптасуымен аяқталды, ал бұдан соң 12-7 мың жыл бұрын алғашқы қауымдық қауымлық құрылым аяқталып, құл иеленушілік қоғам қалыптасып, Жер дамуының антропогендік кезеңі басталды: орман ағаштары кесіліп, өртеліп, мал және егін шаруашылығы дами бастады. Аса маңызды оқиғалардың хронологиясы 15 млрд жыл бұрын — Үлкен жарылыс. 3 минуттан кейін — Әлемнің заттық негізі түзілді (фотондар, нейтрино мен антинейтрино сутегі, гелий және электрондар ядроларының қоспасымен). Бірнеше жүз мың жылдан кейін – атомдар (жеңіл элементтердің) пайда болды. 14 — 12 млрд жыл бұрын — әртүрлі масштабтағы құрылымдардың (галактикалардың) түзілуі. 10 млрд жыл бұрын – алғашқы жұлдыздар пайда болып, ауыр элементтердің ядролары түзілді. 5 млрд жыл бұрын – Күн пайда болды. 4,7 млрд жыл бұрын – Жер пайда болды. 4,5 млрд жыл бұрын – Жерде тіршілік пайда болды. 3,3 млрд жыл бұрын – бір клетаклы ядросыз организмдер пайда болды. 2 млрд жыл бұрын – клеткада ядро түзілді. 1 млрд жыл бұрын – организмдер жануарлар мен өсімдіктерге бөлінді. 500 млн жыл бұрын – жануарларда қаңқа пайда болды (хордалы жануарлар). 450 млн жыл бұрын — өсімдіктер құрлыққа шықты. 320 млн жыл бұрын – жануарлар құрлыққа шықты (алғашқы амфибиялар – ихтиостегиялар – балық құйрықты және төрт жүзу жарғақты жануарлар). 290 млн жыл бұрын – динозаврлар пайда болды. 167 млн жыл бұрын – алғашқы ұшқыш кесірткелер (птерозаврлар мен археоптерикстер). 150 млн жыл бұрын – алғашқы сүт қоректілер пайда болды. 65 млн жыл бұрын – динозаврлар жойылып, сүт қоректілер эволюциясына жол ашылды. 14 млн жыл бұрын — қарапайым гоминидтер – рамапитектер пайда болды. 5-6 млн жыл бұрын – антропогенездің басы. Қазіргі заманңы ғылымға тек қана даталар ғана белгілі екендігін айта кету маңызды, ғалымға сонымен қатар, лкен жарылыстан басталып осы күнге дейін жалғасып жатқан Әлемнің эволюциясының механизмдері де белгілі. Бұл – бір ғана жүз жылдықта ғылымның қол жеткізген фантастикалық қорытынды деуге болатын жағдай. Атақты америкалық астроном Карл Саган (1934 жылы туылған) Әлемнің эволюциясының көрнекті моделін жасады, ол бойынша, космостық жыл шамамен біздің 15 млрд жылымызға, ал 1 секунд – 500 жылға тең; сонда эволюцияның уақыты жердегі бірліктермен есептегенде төмендегідей болады екен: лкен жарылыс 1 қаңтар 0 сағ 0 мин Галактиканың түзілуі 10 қаңтарда Күн системасының түзілуі 9 қыркүйекте Жердің түзілуі 14 қыркүйекте Жерде тіршіліктің пайда болуы 25 қыркүйекте Мұхиттағы планктон 18 желтоқсанда Алғашқы балықтар 19 желтоқсан Алғашқы динозаврлар 24 желтоқсанда Алғашқы сүт қоректілер 26 желтоқсанда Алғашқы құстар 27 желтоқсанда Алғашқы приматтар 29 желтоқсанда Алғашқы гоминидтер 30 желтоқсанда Алғашқы адамдар 31 желтоқсанда шамамен 22 сағат 30 минутта пайда болған. 2. Күш (лат. fortis) - материалдық нүктеге немесе денеге басқа денелер немесе өрістер тарапынан болатын механикалық әсердің өлшемі. Күнделікті өмірде біз «күш» ұғымы арқылы бір дененің екінші бір денеге әрекетін сипаттаймыз. Мысалы, қолдың допқа, желдің қайық желкеніне, магниттің темірге, судың жүзгішке әрекеті туралы айтуға болады. Сонымен қатар бұл ұғым ауыспалы мағынада да қолданылады. Күш деп дененің басқа денелер тарапынан болатын әрекеттің нәтижесінде үдеу алатынын сипаттайтын және осы әрекеттің өлшемі болып табылатын физикалық шаманы айтады. Тең әрекетті күш деп денеге бір мезгілде әрекет ететін бірнеше күштің әрекетіндей әрекет жасайтын күшті айтады. «Білегі күшті бірді жығады, білімі күшті мыңды жығады»,«Көптің күші - бірлікте» деген аталы сөздердің терең мағынасын жеткізу үшін де күш ұғымы қолданылған. Күш ұғымы ғылымда да кеңінен қолданылады және ол физиканың негізгі ұғымдарының біріне жатады. Инерция құбылысын қарастыра отырып, басқа денелермен әрекеттеспейтін дене санақ. денесіне қатысты түзу сызықты және бірқалыпты қозғалатынына көзімізді жеткіздік. Басқа денелермен әрекеттесу дененің жылдамдығының өзгеруіне әкеледі. Мысалы, қалақшамен ұшып бара жатқан теннис добының қозғалыс бағытын өзгертуге болады . Әткеншекті тербеткенімізде, онда отырған бала онымен бірге қозғала бастайды (69,ә-сурет). Осы келтірілген мысалдар дененің басқа денелермен әрекеттесуі оның жылдамдығының өзгеруіне əкелетінін көрсетеді. Бұл жағдайда денелердің жылдамдығы күш әрекетінен өзгереді деп айту қабылданған. Сонымен, күш –денелердің өзара әрекеттесуін сипаттайтын шама. Әртүрлі дененің қозғалыс жылдамдығын бірдей шамаға өзгерту үшін оған әртүрлі күш түсіруіміз керек. Мысалы, автомобильді орнынан қозғалту үшін көп күш жұмсаймыз. Бос және жүгі бар арбаларды орнынан қозғалту үшін және олардын қозғалыс жылдамдығын бірдей шамаға өзгерту үшін оларға шамасы әртүрлі күш түсіреміз. Демек, күштің сан мəні көп те, аз да болуы мүмкін. Күш әрекеті сан мəніне (модуліне) ғана емес, оның бағытына да байланысты болады. Өздерің де ойын үстінде денелерге ( допқа, шайбаға, т.б.) әсер ете отырып, өз ойларыңды жүзеге асыру үшін, Бұл әрекетке белгілі бір бағыт бересіңдер.Сонымен күш сандық мәнімен (модулімен) және бағытымен сипатталатын физикалық шама болып табылады. Күшті F әрпімен белгілейді. Сызбада күш ұшында бағыты көрсетілген түзу кесінді түрінде беріледі. Кесіндінің ұзындығы шартты түрде қандай да бір таңдап алынған масштабтағы күштің шамасын көрсетеді. Оның бағыты күш әрекетінің бағытымен сәйкес келеді. Кесіндінің басы күштің түсірілу нүктесі болып табылады. Күштің дененің қандай нүктесіне түсетінінің де мəні зор. Расында да, мұны есікті тұтқасына және топсасына таяу нүктеге күш түсіріп ашқанда байқауға болады. SI жүйесінде күш бірлігіне ньютон (Н) алынған. Бұл күш бірлігі ағылшынның ұлы физигі Исаак Ньютонның құрметіне ньютон деп аталған. 1Н- массасы 1 кг дененің жыл-дамдығын 1 м/с-ка өзгертетін күш. Бұдан үлкен күш бірлігі- килоньютон (кН) да қолданылады. Физика сияқты ауқымды ғылым үшін жоғарыда келтірілген күштің анықтамасы оның күрделі мағынасын жеткілікті аша алмайды. Сондықтан Бұл ұғымға жоғары сыныптарда қайтадан оралатын боламыз. Тең әсерлі күш – денеге әсер ететін күш жүйелерінің әсеріне тең эквивалентті күш. Жинақталатын күштер жүйесінің тең әсер етуші күші - өзара перпендикуляр осьтердегі кұраушы күштердің қосындыларына тең, ал бағыты бағыттаушы косинустармен анықталады. Кеңістіктегі үш жинақталған күштің тең әсер етуші күші (күштер параллелепипедінің ережесі) –– осы күштерге тұрғызылған параллелепипедтің диагоналімен бейнеленеді. Ауырлық күші Ауырлық күші ({\displaystyle F=mg} , мұндағы m — дененің массасы, g — еркін түсу үдеуі, оның модулі шамамен 9,8 м/с2-ка тең) деп денелердің Жерге тартылу күшін айтады. Бұл күштің әрекетінен еркін денелер Жерге құлайды. Денелердің ауырлық күішінің әрекетінен ғана қозғалуын еркін түсу деп атайды. Мысалы, доптың ауада жерге түсуін еркін түсу деп есептеуге болады. (Ауырлық күшімен салыстырғанда ауаның кедергі күші азрақ болатындықтан, оны ескермеуге болады.) Серпімділік күші Толық мақаласы: Серпімділік күші Серпімділік күші деп дененің пішіні мен көлемі өзгерген кезде пайда болатын күшті айтады. Бұл күш денелерді қысу, созу, майыстыру немесе бұрау кезінде пайда болады. Серпімділік күші әрқашан дененің пішіні мен өлшемдерінің өзгеруін тудырған күшке қарама-қарсы бағытталады. Мысалы, серіппені қолымызбен қысып, одан кейін оны бос жібере салсақ, онда серіппеде туындайтын серпімділік күші оны бастапқы қалпына келтіреді. Серпімді деформациялар кезінде денеде туындайтын серпімділік күші оның созылуына тура пропорционал: |F| = kΔl, бұл формула Гук заңын өрнектейді, мұндағы Ғсерп— серпімділік күшінің модулі, k — қатаңдық немесе катаңдық коэффициенті, Δl =l - l0 — дене ұзындығының өзгеруі Үйкеліс күші Толық мақаласы: Үйкеліс күші Дөңдегі блок және сәйкес төмендегі блок еркін дене диаграмасы. Үйкеліс күші деп денелер тікелей жанасқанда пайда болатын күшті айтады және ол күш әрдайым жанасу бетінің бойымен қозгалыс бағытына қарама-қарсы жаққа қарай бағытталады. Қарастырылатын дененің үйкеліс күші (Fүйк) екінші дененің бетін басып қысатын Р күшке (демек, тіректің N реакция күшінде), үйкелісетін беттердің материалы мен өңделу сапасына байланысты болады. Тіректің реакция күші Тіректің реакция күші деп тіректің денеге әрекет ететін серпімділік кірітін айтады.. Үйкеліс күшінің модулі тіректің реакция күшіне тура пропорционал: {\displaystyle |F|=\nu N}, мұндағы {\displaystyle \nu } — үйкеліс коэффициенті деп аталатын пропорционалдык коэффициент. Үйкеліс коэффициенті жанасатын беттер жұбының өңделу сапасы мен материалына байланысты болады. Табиғатта үйкеліс күші үш түрде керініс табады: сырғанау үйкелісі (мысалы, конькишінің мұз бетімен сырғанауы кезінде), домалау үйкелісі (бір дене екінші дененің бетімен домалау жағдайында туындайтын), тыныштық үйкелісі (мысалы, дененің көлбеу жазықтықта жатуы). Үйкеліс күші, денелер беттерінің кедір-бұдырлығынан және жанасатын беттер молекулаларының езара тартылысынан туындайды. Динамометр Күштің шамасын динамометр деп аталатын құралдың көмегімен өлшенеді. Динамометрді пайдалану серпімді деформацияның шамасы (созылуы немесе сығылуы) түсірілген күшке тура пропорционал болуына негізделген. Сондықтан созылған серіппе ұзындығы бойынша күштің мәні туралы айта аламыз. Теоремалар Үш күш туралы теорема - егер еркін қатты дене бір жазықтықта жатқан параллель емес үш күштің әсерінен тепе-теңдік қалыпта тұрса, онда бұл күштердің әсер ету сызығы бір нүктеде қиылысады. Сыртқы күш Денелерге әсер ететін сыртқы күштер беттік, көлемдік, қадалған, таралған т.б. түрлерге ажыратылады. Поверхностаая сила - беттік күш деп денеге беті арқылы берілетін күшті айтады. Мысалы, арқалықтың не платаның тіреуіші тарапынан болатын қарсы әсер. Объемная сила - көлемдік куш деп дененің көлемі арқылы берілетін әрі оның ішкі нүктесіне түсірілетін күшті айтады. Мысалы, шомбал арқалықтың салмағы немесе үдемелі қозғалған денеде пайда болған инерция күштері. Көлемдік күш Н/м3 немесе кн/м3-пен өлшенеді. Сосредоточенная сила -қадалған күш деп өз өлшемімен салыстырғанда өте шағын бетке түсетін күшті атайды. Кейбір есептерде мұны нүктеге түсірілетін күш деп есептейді. Қадалған күш ньютонмен (Н), килоньютонмен (кН) және меганьютонмен (МН) өлшенеді. Распределенная нагрузка - таралған күш деп дене бетінің ауданына немесе беттік сызыққа әсер ететін салмақты айтады (мысалы, үй шатырына түсетін қар қысымы шатыр ауданына түгел жайылады). Т.к. қарқындылығымен сипатталады. Қарқындылық деп күштің бірлік ауданға немесе бірлік ұзындыққа түсірілген шамасын айтады. Т.к.-тің ауданға қатысты өлшем бірлігі Н/м2 немесе кН/м2 , ал ұзыңдыққа қатысты Н/м немесе кН/м. Дененің бірлік ауданына не оның бөлігіне таралған күштің қарқындылығы бірдей болса, оны тең таралган күш дейді. Әсер ететін уақытына қарай күш тұрақты, үздіксіз, уақытша болып ажыратылады. Мысалы, темір жолдың көпірге түсіретін күші тұрақты, ал көпір үстімен өтетін поездың салмағы уақытша күш болып саналады. Әсер ету жылдамдығына қарай күш статикалық және динамикалық күштерге ажыратылады. Статикалық күштің әсер ету жылдамдығы баяу болады да, үдеу шамасы ескерілмейді, динамикалық күштің әсер ету жылдамдығы шапшан болғандықтан, бұл жағдайда үдеу жөне үйкеліс күштері ескеріледі. жүктеу/скачать 0,86 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|