Лекциялар жинағы Физика 1 бөлімі бойынша 050704 мамандығының қазақ бөлімінде сырттай оқитын студенттерге арналған
жүктеу/скачать 2,93 Mb.
|
Лекция Физика 1-каз
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.3 Толық энергияның сақталу заңы Энергия – материяның барлық түрлерінің әсерлесуінің және қозғалыстың жалпы (әмбебап) сандық өлшеуіші.
- Энергия ешқайда жоғалмайды да пайда болмайды да, ол бір түрден екінші түрге өзгеріп отырады.
- 4.4 Энергияның түрленуі. Механикалық энергияның сақталу заңы Механизмдердің ПӘК-і Егер күш жұмысы тұйық контурда нөлге тең болса, онда мұндай күштерді консервативті
- Егер тұйық жүйеде тек консервативті күштер ғана әсер етсе, онда жүйенің толық механикалық энергиясы тұрақты болып қалады.
- Жай механизмдерді қолданғанда біз ұтпаймыз да және жұмыстан да ұтылмаймыз.
- Жай механизмдердің ПӘК-і басқа машиналар немесе механизмдегілердей пайдалы жұмыстың толық жұмысқа қатынасымен есептеледі.
- Галилейдің салыстырмалылық принципі
- Түрлендірулердің инварианттары.
- Бірмезгілділік ұғымының абсолютті сипаты. Уақыт интервалының инварианттылығы.
- Эйнштейннің салыстырмалылық принципі және жарық жылдамдығының тұрақтылығы принципі
яғни, жүйенің массалар центрі, барлық жүйе массасы жиналған және жүйеге әсер етуші барлық сыртқы күштердің геометриялық қосындысына тең күш әсер ететін материялық нүкте сияқты қозғалады. Бұл өрнек массалар центрінің қозғалыс заңын көрсетеді. p m С сәйкес қозғалыс мөлшерінің сақталу заңдылығынан оқшауланған жүйенің массалар центрі бірқалыпты түзусызықты қозғалады немесе тыныштық қалпын сақтайды. 4.3 Толық энергияның сақталу заңы Энергия – материяның барлық түрлерінің әсерлесуінің және қозғалыстың жалпы (әмбебап) сандық өлшеуіші. Материя қозғалысының әр-түрлі формалары энергияның әр-түрлі формаларымен байланысқан: механикалық, жылулық, электромагниттік, ядролық және т.б. Қандайда бір құбылыстарда материяның қозғалыс формасы өзгермейді (мысалы, ыстық дене суық денені қыздырғанда), басқа бір құбылыстарда басқа формаға түрленеді (мысалы, үйкеліс кезінде механикалық қозғалыс жылулық қозғалысқа айналады). Бірақ, барлық жағдайларда да басқа денеге берілген энергия екінші дене алған энергияға тең болады. Энергия ешқайда жоғалмайды да пайда болмайды да, ол бір түрден екінші түрге өзгеріп отырады. Бұл заңдылық толық энергияның сақталу немесе түрлену заңы деп аталады. 4.4 Энергияның түрленуі. Механикалық энергияның сақталу заңы Механизмдердің ПӘК-і Егер күш жұмысы тұйық контурда нөлге тең болса, онда мұндай күштерді консервативті деп, ал керсінше болса, диссипативті дейді. Консервативті күштерге: ауырлық күші, серпімді-деформациялану күші Кулон күші және т.б. мысал бола алады. Диссипативті күштерге үйкеліс күші мысал бола алады. Егер тұйық жүйеде тек консервативті күштер ғана әсер етсе, онда жүйенің толық механикалық энергиясы тұрақты болып қалады. Егер тұйық жүйеде үйкеліс күші әсер етпесе, онда толық механикалық энергия тұрақты болып қалады. Жай механизмдерге әр-түрлі рычагтар, блоктар, көлбеу жазықтықтар жатады. Жай механизмдерді қолдану мақсаты: күшті үнемдеу немесе жолды үнемдеу Жай механизмдерді қолданғанда біз ұтпаймыз да және жұмыстан да ұтылмаймыз. h биіктіктегі массасы m болатын дөңгелек (шар) қажет. Бірінші рет горизонталь жазықтық, екінші рет көлбеулік бұрышы =30 тең көлбеу жазықтық арқылы домалатамыз. Екі жағдайдағы жұмысты анықтау керек. Бірінші жағдайда күш жұмысы потенциалдық энергияның өзгерісіне тең 
A mgh2 mgh1 mgh mg 0 mgh немесе жұмыстың анықтамасы бойынша. F s cosmg h ( 1) mgh , мұндағы F=–mg; h=s; cos180 =–1. Екінші жағдайда жұмыс тең әсерлі күшке қарама-қарыс орындалады F mg N . 
Суреттен F mg sin екенін көруге болады. Оның жұмысы A Fl cos mg sin h cos 0 mgh , sin h Нәтиже екеуінде де бірдей, себебі жол l тең, мұндағы l – sin гипотенуза, h – тікбұрышты үшбұрыштың қарама-қарсы жатқан катеті.
мұндағы AП=A+ A, бұл жерде A – шығын, ол үйкеліс күшіне қарама-қарсы жұмыс бола алады. Кез-келген жүйеде үйкеліс күші болғандықтан жай механизмдердің ПӘК-і әрқашанда бірден кіші болады. лекция АРНАЙЫ САЛЫСТЫРМАЛЫ ТЕОРИЯ ЭЛЕМЕНТТЕРІ Бірінші болып Г. Галилей айтқан – барлық координаталардың инерциялық жүйелеріндегі механикалық құбылыстар біркелкі жүреді деген пайымдау – Галилейдің салыстырмалылық принципі деп аталады. Әрбір санақ жүйесіне декарттық координаталар жүйесін енгіземіз. Қозғалмайтын санақ жүйесіндегі К координаталарды (x, y, z) арқылы, ал қозғалыстағыны K' – (x', y', z') арқылы белгілейік. Айтайық: " K' координаталар жүйесі К жүйесіне қарасты V жылдамдығымен қозғалуда". Уақыттың әрбір мезетінде қозғалушы координаттар жүйесі қозғалмайтын жүйеге қарасты белгілі бір орында болады. 
1-сурет Егер, t=0 мезетінде екі координаталар жүйелерінің де басы сәйкес келген болса, ал t мезетінде қозғалушы координаталар жүйесінің басы қозғалмайтын жүйенің x=vt нүктесінде болады. жүйесінде қайсыбір Р нүктесінің x, y, z координаталары мен K' жүйесіндегі тура сол нүктенің x', y', z' координаталары арасындағы байланыс мынандай түрге беріледі: x' = x – vt, y' = y, z' = z, t' = t. Бұл формулалар Галилей түрлендірулері деп аталады. Керісінше қозғалмайтын жүйе ретінде K' жүйесін алуға болады. Онда Галилей түрлендірулері мынадай болады: x = x' + vt', y = y', z = z', t = t'. Түрлендірулердің инварианттары. Координаталардың түрлендірілуі кезінде сандық мәндері өзгермейтін шамалар түрлендірудің инварианттары деп аталады. Ұзындықтың инварианттылығы. Ұзындық Галилей түрлендірулерінің инварианты болып табылады:   x2 ' x1' 2 y2 ' y1' 2 z2 ' z1' 2   x2 x1 2 y2 y1 2 z2 z1 2 l' .
Бірмезгілділік ұғымының абсолютті сипаты. Уақыт интервалының инварианттылығы. Уақыт интервалы Галилей түрлендірулерінің инварианты болып табылады: t t2 t1 t2 ' t1 ' t' . Жылдамдықтар қосындысы. K' координаталар жүйесінде материялы нүкте қозғалып келе жатыр делік. Қозғалмайтын координаталар жүйесінде оның жылдамдығының проекциялары мына теңдіктермен беріледі: Ux=Ux'+v, Uy=Uy', Uz=Uz'. Бұлар классикалық механикадағы жылдамдықтарды қосудың формулалары болып табылады. Үдеудің инварианттылығы. Осының алдындағы теңдіктерді dt dt' екендігін есте ұстай отырып, дифференциалдасақ, мынаны табамыз:
Осы формулалар көрсеткендей, үдеу Галилей түрлендірулеріне қарасты инвариантты болады. Салыстырмалы теорияның негізін Эйнштейннің салыстырмалылық принципі және жарық жылдамдығының тұрақтылығы принципі деп аталатын екі постулаты құрайды. Біріншісіне сәйкес, табиғаттың барлық заңдары барлық инерциялдық санақ жүйелерінде бірдей. Екі әлемдік нүктелердің арасындағы қашықтықтың квадраты (бұл қашықтықты кеңістікті-уақытты интервал деп атайды және S символымен белгілейді) мына формуламен анықталады: S 2 c2 t2 x2 y2 z2 . Лоренц түрлендірулері. Инерциялы екі санақ жүйесін қарастырайық та оларды К және K' деп белгілейік. K' жүйесі К жүйесіне қарасты V жылдамдығымен қозғалсын делік. x және x' остерін V векторы бойымен бағыттап, y және y', сонымен қоса z және z' остерін бір біріне параллелді деп жорамалдайық. Салыстырмалылық принципінің айтуына сай К және K' жүйелері мүлдем тең құқықты.
2-сурет Галилей түрлендірулерінен жылдамдықтар қосындысы заңы шығады:
Бұл заң жарық жылдамдығының тұрақтылығы принципімен қарама-қайшылықта болады. Расында да, егер K' жүйесіндегі жарық сигналы V векторы бағытында с жылдамдығымен таралатын болса, онда (2) сәйкес, K жүйесіндегі сигнал жылдамдығы c+v тең болып шығады, яғни с-дан асып түседі. Бұдан шығатыны, Галилей түрлендірулері басқа формулалармен алмастырылулары қажеттігі туындайды. Осы формулаларды келтірейік:
формулаларының жиынтығы Лоренц түрлендірулері атына ие. Егер (6.3) теңдеуі штрихталған шамаларға қатысты шешілетін болса, K жүйесінен K' жүйесіне өтуге керекті түрлендірулер формулалары пайда болады:
v< жүктеу/скачать 2,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||