Тақырып №3. Табиғаттағы күштер. Механикадағы сақталу заңдары.

6.2 Сабақ міндеті:

1. Табиғатта кездесетін күштер жайлы және механиканың сақталу заңдарын түсіндіру.

2.Білімгерлердің алған білімдерін дамыту, тереңдету.

3.Іскерлікке, ұқыптылық тәрбиелеу.

6.3 Дәріс тезисі:

Табиғаттағы күштер

Табиғатта денелердiң өзара әсерлесулерiнiң 4 түрi бар

1. Гравитациялық әсерлесулер.

2. Электромагниттiк әсерлесулер.

3. Күштi немесе ядролық әсерлесулер.

4. Әлсiз әсерлесулер.

Серпiмдiлiк күшi

Денелердiң кез-келген көлемi мен пiшiнiн өзгертуiн

деформация деп атайды.

Деформация серпiмдi және серпiмсiз болып екіге бөлiнедi

Егер денеге әсер ететiн күштiң әсерi тоқтағанда дене бастапқы күйге қайтып келетiн болса, онда мұндай деформация серпiмдi деп аталады.

Егер күштiң әсерi тоқтағанда дене бастапқы күйге қайтып келмесе деформация серпiмсiз немесе пластикалық деп аталады.

Серпiмдi деформация кезiнде дененiң абсолют деформациясы түсiрiлген күшке тура пропорционал болады.

,мұндағы: -пропорционалдық коэффициент (қатаңдық), өлшем бірлігі .

Денелердiң қатаңдығы дененiң тегіне және өлшемдерi мен пiшiнiне тәуелдi болады.

Серпiмдiлiк күшi табиғаты жағынан электромагниттiк күштерге жатады. Серпiмдiлiк күшi әрқашан абсолют деформацияға қарама-қарсы бағытталады. - бұл Гук заңы деп аталады. Түсiрiлген күштiң күш түсетiн ауданға қатынасы- механикалық кернеудеп аталады. .

Осы өрнектi ескере отырып, Гук заңын келесi түрде жазуға болады:

,

мұндағы - Юнг модулi, заттың серпiмдi қасиетiн анықтайтын шама, өлшем бiрлiгi – Паскаль, - дененiң салыстырмалы деформациясы.

және екенiн ескере отырып, алатынымыз

.Бұдан серпiмдiлiк коэффициентiнiң өрнегiн аламыз: .

Йкелiс күшi

Бiр-бiрiне қатысты қозғалатын денелердiң арасында немесе бiр ғана денелердiң бөлшектерiнiң арасында пайда болатын және әрқашан қозғалысқа қарама-қарсы бағытталған күштi үйкелiс күшi деп атайды.

Үйкелiс күшi табиғаты жағынан электромагниттiк күштерге жатады. Қатты денелердiң арасында пайда болатын үйкелiс күшiн сыртқы үйкелiс күшi деп атайды.

Ал бiр ғана дененiң бөлшектерiнiң арасында болатын үйкелiс күшiн iшкi үйкелiс күшi деп атайды.

Егер бiр-бiрiне қатысты қозғалатын қатты денелер арасында сұйық қабаты болса, мұндай үйкелiс күшi - сұйық үйкелiс күшi деп, ал сұйық қабаты болмаса - құрғақ үйкелiс күшi деп аталады. Құрғақ үйкелiс күшi сырғанау және домалау үйкелiс күштерi болып екiге бөлiнедi.

Қозғалмай тұрған денелердiң арасында пайда болатын денелердiң күшiн тыныштық үйкелiс күшi деп аталады.

.

Үйкелiс күшi дененiң түсiретiн нормаль қысымына пропорционал. мұндағы: - үйкелiс коэффициентi.

Үйкелiс коэффициентi денелердiң тегіне және беттерiнiң тегiстiгiне тәуелдi болады.

Кедергi күшi

Қатты денелердiң сұйықтар мен газдарда қозғалғанда пайда болатын және дененiң қозғалысына қарсы бағытталатын күштi кедергi күшi деп атайды.

Кедергi күшi денелердiң пiшiнiне, дене бетiнiң тегiстiгiне және ортаның тегіне тәуелдi болады. Аз жылдамдықта кедергi күшi дененiң жылдамдығына тура пропорционал болады.

.

Өте үлкен жылдамдықтарда кедергi күшi жылдамдықтың квадратына тура пропорционал болады.

.

Ауырлық күшi және салмақ

Дененiң жерге тартылу салдарынан денеге түсетiн күштi ауырлық күшi деп атайды.

Ауырлық күшi дененiң қозғалысына тәуелсiз, әрқашан дененiң массасына тура пропорционал.

.

Дененiң жерге тартылу салдарынан тiрекке немесе аспаға түсiретiн күшiн салмақ деп атайды.

Дене түзу сызықты бiрқалыпты қозғалған жағдайда, салмақ: .

Дене тiк жоғары а үдеумен қозғалған жағдайда дененiң салмағы та-ға артады.

.

Дене тiк төмен а үдеумен қозғалған жағдайда дененiң салмағы та-ға кемидi.

.

Дененiң тiрекке немесе аспаға салмақ түсiрмейтiн күйiн –салмақсыздық деп атайды.

Бiр-бiрiмен әсерлесiп, жүйеге кiрмейтiн денелермен әсерлеспейтiн жүйенi тұйық немесе оқшауланған жүйе деп атайды.

Тұйық жүйедегi денелердiң өзара әсерлесуi кезiнде үш физикалық шама сақталады.

1. Импульс

2. Энергия

3. Импульс моментi

Сондықтан тұйық жүйелерде үш сақталу заңы орындалады.

1. Импульстiң сақталу заңы.

2. Энергияның сақталу заңы.

3. Импульс моментiнiң сақталу заңы.

Энергияның сақталу заңының негiзiне уақыттың бiртектiлiгi жатады, яғни кез-келген уақыт мезеттерiнiң бiрдейлiгi.

Импульстiң сақталу заңының негiзiне кеңiстiктiң кез-келген нүктелерiнiң қасиеттерiнiң бiрдейлiгi жатады.

Импульс моментiнiң сақталу заңының негiзiне кеңiстiктiң изотроптығы, яғни кеңiстiктiң бағыттарының қасиеттерiнiң бiрдейлiгi жатады.