Сабақтың мақсаты: Денелердің массасын және әсер етуші күштерін ескермей, олардың қозғалыс заңдылықтарын түсіндіру

жүктеу/скачать 36,5 Kb. бет 1/2 Дата 07.02.2022 өлшемі 36,5 Kb. #92267 түрі Сабақ

Ф.4.10-03 Пән атауы: Физика Дайындаған оқытушы: Ешимжанов Е.Ш. 14.09.2020 ж. Курс: 1, Тобы: ЮК-20-01 Сабақтың мақсаты: Денелердің массасын және әсер етуші күштерін ескермей, олардың қозғалыс заңдылықтарын түсіндіру. Тақырып: Кинематика.Бүкіл әлемдік тартылыс заңы. Балалық шағымыздан әрқайсымызға денелердің жерге тартылуы жақсы таныс, мысалы тебілген доп та, бұтағынан үзілген алма да Жерге түседі. Демек, денелерге Жер тарапынан күш әрекет етеді. Жер барлық денелерді өзіне тартады. Күнді айнала қозғалатын планеталар тартылыс өрісі әрекетінен Күнге тартылады және өздері де бір - біріне тартылады. Ай Жерді айнала қозғалады. Барлық кеңістікті жайлаған тартылыстан “Жеті қат көкке ұшсақ та”, “Жеті қабат Жер астына енсек те” құтыла алмаймыз. Сондықтан әлемдегі денелердің бір - біріне тартылуы бүкіләлемдік тартылыс деп аталады. Ағылшын ғалымы И. Ньютон бұл құбылысты зерттеп, табиғаттың ұлы заңы - Бүкіләлемдік тартылыс заңын тұжырымдады. Ньютон тартылу күшінің өрнегін 1666 ж., 23 жасында - ақ анықтаған. Бірақ, ол өзінің теориясын тәжірибелік деректермен салыстырып, көп алшақтық байқағандықтан жария етпейді. Нәтижесінде ол ашқан заң көптеген жылдар бойы белгісіз болып қалды. Алайда, ол қолданған деректер нақты дәл емес. Ньютонға дәлірек өлшеулердің нәтижелері белгілі болғанда, О. Лодж айтқандай, ол “өзінің ескі қолжазбаларын алып есептеуге кірісті… Жаңа деректер есептеу нәтижелерін өзгерте бастады. Ол өз жұмысын керемет тебіреніспен қайта қарады. Қаламы ойына ілесе алмады. Соңында есептеулерден керекті нәтиже алды. Ашқан заңның керемет мәні мен тереңдігі оның басын айналдырып, тұманданған көздері қолжазбаны көрмеді. Шаршаған ол қаламын тастай салады. Әлем құрылымының құпиясы жалғыз өзіне ғана ашылды…”. Ньютонның атымен Халықаралық бiрлiк жүйесiнде күштiң өлшем бiрлiгi – Ньютон аталған. Заңды И. Ньютон 1667 жылы ашты. 1665 жылы 23-жасында Ньютон Айды орбитада ұстап тұратын күш Жерге алманың құлауына септігін тигізетін күш табиғатына ұқсас екендігін болжап айтты. Оның болжамы бойынша Әлемдегі барлық денелер арасында массалар центрін жалғастыратын түзу бойымен тартылыс (гравитациялық күштер) күштері әсер етеді . Айдың Жерді, планеталардың Күнді айнала қозғалуын зерттеу нәтижесінде И. Ньютон ашқан бұл заң табиғаттағы барлық денелерге және олардың барлық бөліктеріне қолданылады. Б. ә. т. з. аспан денелерінің қозғалысы жайындағы ғылым — аспан механикасының іргетасын қалайды. Осы заңның көмегімен аспан денелерінің қозғалу траекториясы есептелінеді және олардың аспан күмбезіндегі орындары алдын ала анықталады. Уран планетасының осы заңға сәйкес есептелінген орбитадан ауытқуы бойынша 1846 ж. Нептун планетасы ашылды. Плутон планетасы да 1930 ж. осындай тәсілмен анықталды. 19 — 20 ғ-ларда бұл заңды алдымен қос жұлдыздарға, сонан соң шалғай орналасқан галактикаларға да пайдалануға болатындығы белгілі болды. Жалпы салыстырмалық теориясының ашылуы (1916) нәтижесінде тартылыс күшінің табиғаты онан әрі айқындала түсті. Шындығында кез келген дене кеңістікте тартылыс өрісін туғызады. Денелердің арасындағы тартылыс күші осы өріс арқылы беріледі. Өте майда бөлшектерден тұратын микродүниедегі (атом, атом ядросы, элементар бөлшектер, т.б.) құбылыстарда Б. ә. т. з-ның әсері сезілмейді. Өйткені онда күшті, әлсіз және электр магниттік өзара әсерлер ( Әлсіз өзара әсер, Күшті өзара әсер, Электр магниттік өзара әсер) тәрізді өрістік әсерлер басым болып келеді. Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады. Осы тартылыс бағынатын заңды Ньютон анықтап, бүкіл әлемдік тартылыс заңы деп аталған. Осы заң бойынша, екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады: мұндағы, G — гравитациялық тұрақты деп аталатын пропорционалдық коэффициент. Бұл күш бір-біріне әсер ететін денелер арқылы өтетін түзудің бойымен бағытталған. Формула шамасы бойынша бір-біріне тең F1 және F2 күштердің сандық мәнін береді. Cуреттегі өзара әсерлесетін денелер біртекті шарлар болса, m1 және m2 – шар массалары, r — олардың центрінің ара қашықтығы. Сонымен, шарлар материялық нүктелер ретінде өзара әсерлеседі , ал олардың массалары шар массаларына тең және олардың центрлерінде орналасқан. Гравитациялық тұрақтының сандық мәні, массалары белгілі денелердің бір-біріне тартылатын күшін өлшеу жолымен анықталған. Осындай өлшеу кезінде көп қиыншылықтар кездеседі, өйткені массалары тікелей өлшенетін денелер үшін тартылыс күштері өте-мөте аз болып шығады. G -тұрақтысының мәнін анықтау үшін ең алғаш ойдағыдай өлшеу жүргізген ағылшын ғалымы Генри Кавендиш (1798ж.) болды. Ол күшті өлшеу үшін өте сезгіш иірілмелі таразы әдісін қолданды. Жеңіл стерженнің ұштарына бекітілген екі қорғасын шар m (әрқайсысының массасы 729 г) симметриялы орналастырылған М шарларының (әрқайсысының массасы 158 кг) жанына қойылған. Стержень серпімді жіпке асып қойылған, шарлардың бір-біріне тартылу күшін осы жіптің бұралуы арқылы өлшеуге болады. Жіптің жоғарғы ұшы орнату бүркеншігіне бекітілген, ал осы бүркеншікті бұру арқылы m және М шарларының ара қашықтығын өзгертуге болады. Әр түрлі әдістермен анықталғандардың ішінде -ның анағұрлым нақтылы мәнін мынадай деп есептейді: Егер m1, m2 және r-лердің бірге тең мәндерін қойсақ, онда күш -ның өзіне тең болады. Сонымен, әрқайсысын массалары 1 кг, центрлерінің бір-бірінен қашықтығы 1 м болатын екі шар өзара 6,670 10-11Н-ға тең күшпен тартылады. Ғаламшарлардың қалай қозғалатынын біле отырып Ньютон оларға қандай күштер әсер ететіндігін анықтағысы келді. Бұл әдіс механиканың кері есебі деп аталады. Механиканың негізгі есебі бойынша массасы мен жылдамдығы белгілі денеге әсер ететін күштің салдарынан кез келген уақыт мезетіндегі дененің орнын анықтау болса , механиканың кері есебінде дененің қалай қозғалатындығына қарай оған әсер ететін күштерді анықтау болып табылады. Ауырлық күші жер центріне қарай бағытталған.Басқа күштер болмағанда дене Жерге еркін түсу үдеуімен құлайды. Жердің әр түрлі нүктелеріндегі еркін түсу үдеуінің орташа мәні 9,81 м/с2. Жердің радиусы мен еркін түсу үдеуінің мәнін біле отырып(Rз = 6,38·106 м), Жер массасын М есептеп шығаруға болады: М=gR23/G=5,98 1024 кг Табиғаттағы көптеген құбылыстар бүкіл әлемдік тартылыс күшімен түсіндіріледі. 1.Күн жүйесіндегі ғаламшарлар қозғалысы, жердің жасанды серігінің қозғалыстары , баллистикалық зымырандардың ұшу траекториясы Жерге жақын денелердің қозғалысы, Денелердің жерге құлауы, Тасу және қайту, Сарқырамалар, Қол сөмкесінің ауырлығы. Жер атмосферасының болуы т.б құбылыстар динамика заңдарымен және бүкіләлемдік тартылыс заңы арқылы түсіндіріледі. жүктеу/скачать 36,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу: