Энэ бүлгийн гол зорилго нь оюутан сонгодог механикийн үзэл баримтлалын бүтцийг ойлгоход оршино. Энэ бүлгийн материалыг судалсны үр дүнд оюутан дараахь зүйлийг хийх ёстой.

мэдэх

• сонгодог механикийн үндсэн ойлголт, тэдгээрийг удирдах арга;
• хамгийн бага үйлдэл ба инвариантын зарчим, Ньютоны хуулиуд, хүчний тухай ойлголт, детерминизм, масс, өргөтгөл, үргэлжлэх хугацаа, цаг хугацаа, орон зай;

чадвартай байх

• сонгодог механик дахь аливаа ойлголтын байр суурийг тодорхойлох;
• аливаа механик үзэгдлийн үзэл баримтлалын тайлбарыг өгөх;
• механик үзэгдлийг динамикаар тайлбарлах;

эзэмшдэг

• физик ойлголтыг тайлбарлахтай холбоотой өнөөгийн асуудлын нөхцөл байдлын талаархи ойлголт;
• янз бүрийн зохиогчдын үзэл бодолд шүүмжлэлтэй хандах;
• үзэл баримтлалын дамжуулалтын онол.

Түлхүүр үгс: хамгийн бага үйл ажиллагааны зарчим, Ньютоны хууль, орон зай, цаг хугацаа, динамик, кинематик.

Сонгодог механикийг бий болгох

Ньютон сонгодог механикийг бүтээснээрээ шинжлэх ухааны амжилт гаргасан гэдэгт эргэлзэх хүн цөөн. Энэ нь физик объектуудын хөдөлгөөний дифференциал хуулийг анх удаа танилцуулсантай холбоотой юм. Ньютоны ажлын ачаар бие бялдрын мэдлэг урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй өндөрт өргөгдсөн. Тэрээр наад зах нь хоёр зуун гаруй физикийн хөгжлийн гол чиглэлийг тодорхойлсон онолын шилдэг бүтээлийг бүтээж чадсан. Шинжлэх ухааны физикийн эхлэлийг Ньютонтой холбодог эрдэмтэдтэй санал нийлэхгүй байх нь хэцүү байдаг. Ирээдүйд сонгодог механикийн үндсэн агуулгыг тодорхойлох төдийгүй, боломжтой бол түүний үзэл баримтлалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ойлгох, Ньютоны дүгнэлтэд шүүмжлэлтэй хандахад бэлэн байх шаардлагатай. Түүний дараа физик гурван зууны аялалыг туулсан. Гайхалтай авъяастай Ньютон хүртэл түүний бүх шинэлэг зүйлийг урьдчилан харж чадахгүй байсан нь ойлгомжтой.

Ньютоны сонгосон ойлголтуудын багц нь ихээхэн сонирхол татдаг. Энэ нь нэгдүгээрт, үндсэн ойлголтуудын багц юм: масс, хүч, өргөтгөл, тодорхой үйл явцын үргэлжлэх хугацаа. Хоёрдугаарт, үүссэн ойлголтууд: ялангуяа хурд ба хурдатгал. Гуравдугаарт, хоёр хууль. Ньютоны 2-р хууль нь объектод үйлчлэх хүч, түүний масс, олж авсан хурдатгалын хоорондын хамаарлыг илэрхийлдэг. Ньютоны 3-р хуулийн дагуу биетүүдийн бие биендээ үйлчлэх хүч нь тэнцүү хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй, өөр өөр биед үйлчилдэг.

Харин Ньютоны онолын зарчмуудын талаар юу хэлэх вэ? Орчин үеийн ихэнх судлаачид Ньютоны механик дахь зарчмын үүргийг түүний анхны гэж нэрлэсэн хууль гүйцэтгэдэг гэдэгт итгэлтэй байна. Энэ нь ихэвчлэн дараах томъёогоор өгөгддөг: бие бүр нь амарч, эсвэл жигд, шулуун хөдөлгөөнд орсон хэвээр байгаа бөгөөд энэ төлөвийг өөрчлөхөд хэрэглэсэн хүчээр албадах хүртэл хэвээр байна. Нөхцөл байдлын хурцадмал байдал нь эхлээд харахад энэ байр суурь Ньютоны хоёр дахь хуулиас шууд дагаж мөрддөгт оршино. Хэрэв объектод үйлчлэх хүчний нийлбэр тэгтэй тэнцүү бол тогтмол масстай () биеийн хурдатгал () мөн тэгтэй тэнцүү бөгөөд энэ нь Ньютоны нэгдүгээр хуулийн агуулгатай яг тохирч байна. Гэсэн хэдий ч физикчид эхний хуулийг авч үзэхгүй байх нь үндэслэлтэй юм

Ньютон бол түүний хоёр дахь хуулийн онцгой тохиолдол юм. Ньютон анхны хуулийг сонгодог механикийн үндсэн ойлголт гэж үзэх хангалттай үндэслэлтэй гэж тэд үзэж байна, өөрөөр хэлбэл тэрээр түүнд зарчмын статус өгсөн. Орчин үеийн физикт эхний хуулийг ихэвчлэн ийм байдлаар томъёолдог: чөлөөт материаллаг цэг нь өөрийн хурдны хэмжээ, чиглэлийг хязгааргүй хадгалж байдаг инерциал гэж нэрлэгддэг ийм лавлах системүүд байдаг. Ньютон энэ нөхцөл байдлыг эвгүй ч гэсэн анхны хуулиараа илэрхийлсэн гэж үздэг. Ньютоны хоёрдахь хууль нь зөвхөн эхний хууль хүчинтэй байх хүрээнд л хангагддаг.

Тиймээс Ньютоны эхний хууль нь Ньютоны хоёр ба гурав дахь хуулиудын инвариант байдлын санааг нэвтрүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай юм. Тиймээс энэ нь өөрчлөгдөөгүй байдлын зарчмын үүрэг гүйцэтгэдэг. Зохиогчийн үзэж байгаагаар Ньютоны анхны хуулийг томьёолсны оронд инвариант байдлын зарчмыг нэвтрүүлэх боломжтой: Ньютоны хоёр ба гурав дахь хуулиуд өөрчлөгддөггүй жишиг системүүд байдаг.

Тэгэхээр бүх зүйл байрандаа байх шиг байна. Ньютоны санаа бодлын дагуу түүний бүтээсэн механикыг дэмжигч нь энгийн болон дериватив ойлголтууд, түүнчлэн хууль тогтоомж, өөрчлөгдөөгүй байдлын зарчмуудыг эзэмшдэг. Гэхдээ энэ мэдэгдлийн дараа ч гэсэн Ньютоны механикийн үзэл баримтлалын агуулгыг үргэлжлүүлэн судлах шаардлагатай гэсэн итгэл үнэмшилтэй олон маргаантай зүйл гарч ирэв. Үүнээс зайлсхийх нь сонгодог механикийн жинхэнэ агуулгыг ойлгох боломжгүй юм.

Дүгнэлт

• 1. Ньютоны шинжлэх ухааны гавъяа нь хүчний үйлчлэлээр биет биетүүдийн хөдөлгөөний дифференциал хуулийг бичиж үлдээсэн явдал юм.
• 2. Ньютоны анхны хууль бол хувиршгүй байдлын зарчим юм.

• Хатуухан хэлэхэд Ньютоны анхны хууль бол зарчим юм. Тиймээс бид гурав биш, харин Ньютоны хоёр хуулийн тухай ярьж байна. ( Анхаарна уу авто.)

100 рубльЭхний захиалгын урамшуулал

Ажлын төрлийг сонгох Дипломын ажил Курсын ажил Хураангуй Магистрын ажил Практикийн тухай илтгэл Өгүүлэл Тайлан тойм Тестийн ажил Монограф Асуудал шийдвэрлэх Бизнес төлөвлөгөө Асуултуудын хариулт Бүтээлч ажил Эссе Зураг Эссе Орчуулга Илтгэл Шивэх Бусад Текстийн онцлогийг нэмэгдүүлэх Магистрын ажил Лабораторийн ажил Онлайн туслах

Үнэтэй танилцаарай

Сонгодог (Ньютоны) механик нь вакуум дахь гэрлийн хурдаас хамаагүй бага хурдтай материаллаг объектуудын хөдөлгөөнийг судалдаг.

Сонгодог механик үүсэх эхлэл нь Итали нэртэй холбоотой юм. эрдэмтэн Галилео Галилей (1564-1642). Тэрээр байгалийн үзэгдлийг натурфилософийн үүднээс авч үзэхээс шинжлэх ухаан-онолын үзэл баримтлалд анх шилжсэн хүн юм.

Галилео, Кеплер, Декарт нарын бүтээлүүд сонгодог физикийн үндсийг тавьж, Ньютоны бүтээлүүд энэ шинжлэх ухааны барилгыг барьсан юм.

Галилео

1. сонгодог механикийн үндсэн зарчим - инерцийн зарчмыг бий болгосон

Хөдөлгөөн нь биеийн зөв бөгөөд үндсэн, байгалийн байдал бөгөөд үрэлт болон бусад гадны хүчний үйлчлэл нь биеийн хөдөлгөөнийг өөрчилж, бүр зогсоож чаддаг.

2. сонгодог механикийн өөр нэг үндсэн зарчмыг томъёолсон - харьцангуйн зарчим - Бүх ISO-ийн тэгш байдал.

Энэ зарчмын дагуу жигд хөдөлж буй систем дотор бүх механик процессууд систем амарч байгаа мэт явагддаг.

3. Хөдөлгөөний харьцангуйн зарчим нь нэг ISO-аас нөгөөд шилжих дүрмийг тогтоодог.

Эдгээр дүрмүүдийг Галилейн хувиргалт гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь нэг ISO-г нөгөө рүү төсөөлөхөөс бүрддэг.

Галилейн өөрчлөлтүүд нь механик хөдөлгөөний хуулиудыг боловсруулахад тодорхой шаардлагыг тавьдаг: эдгээр хуулиуд нь аливаа ISO-д өөрчлөгдөөгүй хэвээр байхаар томьёолсон байх ёстой.

Зарим А биеийг координатыг нь x,y,z гэж тодорхойлсон декартын системд оруулъя, мөн бид параллель координатын систем дэх биеийн параметрүүдийг (xl,yl,zl) зураасаар тодорхойлох хэрэгтэй. Энгийн байхын тулд бид биеийн нэг цэгийн параметрүүдийг тодорхойлж, координатын тэнхлэгийг x1-тэй x тэнхлэгтэй нэгтгэнэ. Цус харвалт бүхий координатын систем тайван байдалд байгаа бөгөөд цус харвалтгүйгээр жигд, шулуунаар хөдөлдөг гэж үзье. Дараа нь Галилейн хувиргалтын дүрмүүд нь хэлбэртэй байна

4. чөлөөт уналтын хуулийн томъёолол (чөлөөт унах биеийн зам нь 9.81 м/с2-тэй тэнцүү хурдатгалтай пропорциональ байна.

Галилеогийн судалгааг хөгжүүлж, гүнзгийрүүлэхийн тулд Ньютон томъёолжээ механикийн гурван хууль.

1. Бүх бие амарч эсвэл жигд шугаман хөдөлгөөнд байдаг. Бусад байгууллагын нөлөөлөл түүнийг энэ байдлыг өөрчлөхийг албадах хүртэл.

Нэгдүгээр хуулийн утга нь хэрэв бие махбодид гадны хүчин үйлчлэхгүй бол түүнийг тайван байлгах хэмжүүр байдаг. Гэхдээ хэрэв нэг кадрт бие амарч байвал бие нь тогтмол хурдтайгаар хөдөлдөг өөр олон жишиг хүрээ байдаг. Эдгээр системийг инерцийн систем (ISO) гэж нэрлэдэг.

ISO-тай харьцуулахад жигд, шулуун шугамаар хөдөлж буй аливаа лавлах систем нь ISO юм.

2. Хоёрдахь хууль нь бусад байгууллагуудын биед үзүүлэх үйл ажиллагааны үр дүнг авч үздэг. Үүний тулд хүч гэж нэрлэгддэг физик хэмжигдэхүүнийг нэвтрүүлдэг.

Хүч гэдэг нь нэг биеийн нөгөө биед үзүүлэх механик үйл ажиллагааны векторын тоон хэмжүүр юм.

Масс нь инерцийн хэмжүүр (инерци гэдэг нь биеийн төлөв байдлын өөрчлөлтийг эсэргүүцэх чадвар юм).

Масс их байх тусам биеийн хурдатгал бага байх болно, бусад бүх зүйл тэнцүү байна.

Түүнчлэн Ньютоны хоёр дахь хуулийн өөр нэг физик хэмжигдэхүүн болох биеийн импульсийн талаархи илүү ерөнхий томъёолол байдаг. Момент нь биеийн масс ба түүний хурдны үржвэр юм.

Гадны хүч байхгүй үед биеийн импульс өөрчлөгдөөгүй, өөрөөр хэлбэл энэ нь хадгалагдана. Хэрэв бусад бие махбодид үйлчилдэггүй, эсвэл тэдний үйлдлийг нөхөн төлсөн тохиолдолд ийм нөхцөл байдалд хүрдэг.

3. Хоёр материаллаг биетийн бие биендээ үзүүлэх үйлдлүүд нь тооны хувьд тэнцүү бөгөөд эсрэг чиглэлд чиглэгддэг.

Хүчнүүд бие даан ажилладаг. Хэд хэдэн биет өөр биед үйлчлэх хүч нь тус тусад нь үйлчлэх хүчний векторын нийлбэр юм.

Энэ мэдэгдэл илэрхийлнэ суперпозиция зарчим.

Материаллаг цэгүүдийн динамик, тухайлбал системийн импульс хадгалагдах хууль нь Ньютоны хуулиуд дээр суурилдаг.

Механик системийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийн моментуудын нийлбэрийг системийн импульс гэнэ. Дотоод хүчнүүд, өөрөөр хэлбэл. Системийн биетүүдийн харилцан үйлчлэл нь системийн нийт импульсийн өөрчлөлтөд нөлөөлдөггүй. Үүнээс үүдэн гарч байна импульс хадгалагдах хууль: гадны хүч байхгүй үед материаллаг цэгүүдийн системийн импульс тогтмол хэвээр байна.

Өөр нэг хадгалсан хэмжигдэхүүн бол эрчим хүч– бүх төрлийн бодисын хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийн ерөнхий тоон хэмжүүр. Эрчим хүч оргүйгээс гарч ирдэггүй, алга болдоггүй, зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжих боломжтой.

Эрчим хүчний өөрчлөлтийн хэмжүүр бол ажил юм. Сонгодог механикийн хувьд ажил гэдэг нь тухайн хүчний хэмжээ, чиглэл, түүнчлэн түүнийг хэрэглэх цэгийн шилжилтээс хамаардаг хүчний үйл ажиллагааны хэмжүүр гэж тодорхойлогддог.

Эрчим хүч хадгалагдах хууль: Хэрэв систем дэх гадны хүчний хийсэн ажил тэг байвал нийт механик энерги өөрчлөгдөөгүй (эсвэл хадгалагдсан) хэвээр байна.

Сонгодог механикт бүх механик үйл явц нь механик системийн ирээдүйн төлөв байдлыг үнэн зөв тодорхойлох боломжийг хүлээн зөвшөөрөхөөс бүрддэг хатуу детерминизмын зарчимд захирагддаг гэж үздэг (детерминизм бол үзэгдлийн бүх нийтийн учир шалтгаан, зүй тогтлын тухай сургаал юм). өмнөх төлөвөөрөө.

Ньютон "үнэмлэхүй орон зай" ба "үнэмлэхүй цаг" гэсэн хоёр хийсвэр ойлголтыг нэвтрүүлсэн.

Ньютоны хэлснээр орон зай бол бүх биеийн туйлын хөдөлгөөнгүй нэгэн төрлийн изотроп хязгааргүй сав (өөрөөр хэлбэл хоосон чанар) юм. Мөн цаг хугацаа бол үйл явцын цэвэр нэгэн төрлийн, жигд, тасалдалгүй үргэлжлэх хугацаа юм.

Сонгодог физикт туршилтын аргаар дэлхийг олон бие даасан элементүүдэд задлах боломжтой гэж үздэг байв. Энэ арга нь зарчмын хувьд хязгааргүй юм, учир нь дэлхий бүхэлдээ асар олон тооны хуваагдашгүй бөөмсийн цуглуулга юм. Дэлхийн үндэс нь атомууд, өөрөөр хэлбэл. жижиг, хуваагдашгүй, бүтэцгүй хэсгүүд. Атомууд үнэмлэхүй орон зай, цаг хугацаанд хөдөлдөг. Цагийг бие даасан бодис гэж үздэг бөгөөд шинж чанар нь өөрөө тодорхойлогддог. Орон зай бол мөн бие даасан бодис юм.

Бодис бол мөн чанар, үндсэн зүйл гэдгийг санацгаая. Философийн түүхэнд субстратыг янз бүрийн аргаар тайлбарлаж ирсэн: субстрат, өөрөөр хэлбэл. ямар нэг зүйлийн үндэс; бие даасан оршин тогтнох чадвартай зүйл; сэдвийн өөрчлөлтийн үндэс ба төв болох; логик сэдэв болгон. Тэд цаг хугацаа бол субстанц гэж хэлэхэд тэр нь бие даасан оршин тогтнох чадвартай гэсэн үг юм.

Сонгодог физикийн орон зай нь үнэмлэхүй бөгөөд энэ нь матери, цаг хугацаанаас хамааралгүй гэсэн үг юм. Та бүх материаллаг объектыг сансраас зайлуулж болно, гэхдээ үнэмлэхүй орон зай хэвээр байна. Орон зай нь нэгэн төрлийн, i.e. түүний бүх оноо тэнцүү байна. Орон зай нь изотроп, өөрөөр хэлбэл. түүний бүх чиглэлүүд тэнцүү байна. Цаг хугацаа нь бас нэгэн төрлийн, i.e. түүний бүх мөчүүд тэнцүү байна.

Орон зайг Евклидийн геометрээр дүрсэлсэн бөгөөд үүний дагуу хоёр цэгийн хоорондох хамгийн богино зай нь шулуун шугам юм.

Орон зай, цаг хугацаа хязгааргүй юм. Тэдний хязгааргүй байдлын талаархи ойлголтыг математик анализаас авсан.

Сансар огторгуйн хязгааргүй гэдэг нь бид хичнээн том системийг авсан ч хамаагүй том системийг зааж өгч чадна гэсэн үг юм. Цаг хугацааны хязгааргүй гэдэг нь өгөгдсөн үйл явц хэчнээн удаан үргэлжилсэнээс үл хамааран дэлхий дээр удаан үргэлжлэх нэгийг зааж өгөх боломжтой гэсэн үг юм.

Галилейн өөрчлөлтийн дүрмүүд нь орон зай, цаг хугацааны хуваагдал, үнэмлэхүй байдлаас үүдэлтэй.

Хөдөлгөөнт биеийг орон зай, цаг хугацаанаас тусгаарлахаас сонгодог механикт хурдыг нэмэх дүрэм дараах байдалтай байна: энэ нь бие биентэйгээ харьцангуй хөдөлж буй хоёр биеийн хурдыг нэмэх буюу хасахаас бүрдэнэ.

ux = u"x + υ, uy = u"y, uz = u"z.

Сонгодог механикийн хуулиуд нь дэлхийн шинжлэх ухааны анхны дүр төрхийг бий болгох боломжийг олгов.

Юуны өмнө сонгодог механик нь материйн хөдөлгөөний шинжлэх ухааны үзэл баримтлалыг боловсруулсан. Одоо хөдөлгөөнийг бие махбодийн мөнхийн ба байгалийн төлөв байдал гэж тайлбарладаг бөгөөд энэ нь галилын өмнөх механикаас шууд эсрэг бөгөөд хөдөлгөөнийг гаднаас нь оруулсан гэж үздэг. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн сонгодог физикт механик хөдөлгөөнийг үнэмлэхүй болгосон.

Чухамдаа сонгодог физик нь материйн тухай өвөрмөц ойлголтыг бий болгож, түүнийг бодит буюу жинтэй масс болгон бууруулсан. Энэ тохиолдолд жолоодлогын ямар ч нөхцөлд, ямар ч хурдтай үед биеийн масс өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Хожим нь механикийн хувьд биеийг материаллаг цэгүүдийн оновчтой дүрсээр солих дүрмийг бий болгосон.

Механикийн хөгжил нь объектын физик шинж чанарын талаархи санаа бодлыг өөрчлөхөд хүргэсэн.

Сонгодог физик нь хэмжилтийн явцад илэрсэн шинж чанаруудыг зөвхөн тухайн объектод (шинж чанаруудын үнэмлэхүй байдлын зарчим) хамааралтай гэж үздэг. Объектийн физик шинж чанарыг чанарын болон тоон байдлаар тодорхойлдог гэдгийг санацгаая. Эд хөрөнгийн чанарын шинж чанар нь түүний мөн чанар (жишээлбэл, хурд, масс, энерги гэх мэт) юм. Сонгодог физик нь танин мэдэхүйн хэрэгсэл нь судалж буй объектод нөлөөлдөггүйгээс үндэслэсэн. Төрөл бүрийн механик асуудлын хувьд танин мэдэхүйн хэрэгсэл нь лавлагааны хүрээ юм. Үүнийг нэвтрүүлэхгүйгээр механик асуудлыг зөв томъёолж, шийдвэрлэх боломжгүй юм. Хэрэв объектын шинж чанар нь чанарын болон тоон шинж чанарын хувьд ч хамаарахгүй бол тэдгээрийг үнэмлэхүй гэж нэрлэдэг. Тиймээс бид тодорхой механик асуудлыг шийдэхийн тулд ямар ч лавлагаа системийг авахаас үл хамааран тэдгээрийн тус бүрт объектын масс, биетэд үйлчлэх хүч, хурдатгал, хурд нь чанарын болон тоон байдлаар илэрдэг.

Хэрэв объектын шинж чанарууд нь лавлагааны системээс хамаардаг бол тэдгээрийг ихэвчлэн харьцангуй гэж үздэг. Сонгодог физик нь зөвхөн нэг хэмжигдэхүүнийг мэддэг байсан - тоон шинж чанарын хувьд объектын хурд. Энэ нь жишиг системийг заахгүйгээр объект ийм ийм хурдтай хөдөлж байна гэж хэлэх нь утгагүй гэсэн үг юм: өөр өөр лавлах системд объектын механик хурдны тоон утга өөр байх болно. Объектийн бусад бүх шинж чанарууд нь чанарын болон тоон шинж чанарын хувьд үнэмлэхүй байв.

Харьцангуйн онол нь урт, амьдралын хугацаа, масс гэх мэт шинж чанаруудын харьцангуйн тоон шинж чанарыг аль хэдийн илрүүлсэн. Эдгээр шинж чанаруудын тоон утга нь зөвхөн тухайн объектоос төдийгүй лавлагааны хүрээнээс хамаарна. Үүний дараа объектын шинж чанарыг тоон байдлаар тодорхойлох нь тухайн объект өөрөө биш, харин системтэй холбоотой байх ёстой: объект + лавлах систем. Гэхдээ объект нь өөрөө шинж чанарын чанарын баталгааг тээгч хэвээр байв.

Тодорхойлолт 1

Механик бол физикийн биетүүдийн орон зай, цаг хугацааны өөрчлөлтийн хуулиуд, мөн Ньютоны хуулинд үндэслэсэн постулатуудыг судалдаг физикийн өргөн хүрээтэй салбар юм.

Зураг 1. Динамикийн үндсэн хууль. Avtor24 - оюутны бүтээлийн онлайн солилцоо

Физикийн шинжлэх ухааны энэ чиглэлийг ихэвчлэн "Ньютоны механик" гэж нэрлэдэг. Өнөөдөр сонгодог механикийг дараахь хэсгүүдэд хуваадаг.

• статик - биеийн тэнцвэрийг шалгаж, дүрсэлсэн;
• кинематик - хөдөлгөөний геометрийн шинж чанарыг түүний шалтгааныг харгалзахгүйгээр судалдаг;
• динамик - материаллаг бодисын хөдөлгөөнийг судалдаг.

Механик хөдөлгөөн бол амьд материйн оршин тогтнох хамгийн энгийн бөгөөд нэгэн зэрэг түгээмэл хэлбэрүүдийн нэг юм. Тиймээс сонгодог механик нь байгалийн шинжлэх ухаанд маш чухал байр суурийг эзэлдэг бөгөөд физикийн үндсэн дэд хэсэг гэж тооцогддог.

Сонгодог механикийн үндсэн хуулиуд

Сонгодог механик нь ажлын биетүүдийн хөдөлгөөнийг гэрлийн хурдаас хамаагүй бага хурдтайгаар судалдаг. Харьцангуйн тусгай таамаглалын дагуу асар хурдтай хөдөлж буй элементүүдэд үнэмлэхүй орон зай, цаг хугацаа байдаггүй. Үүний үр дүнд бодисын харилцан үйлчлэлийн шинж чанар нь илүү төвөгтэй болж, ялангуяа тэдний масс хөдөлгөөний хурдаас хамаарч эхэлдэг. Энэ бүхэн нь гэрлийн хурдны тогтмол нь үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг харьцангуй механикийн томъёог авч үзэх объект болсон.

Сонгодог механик нь дараах үндсэн хуулиуд дээр суурилдаг.

1. Галилейгийн харьцангуйн онолын зарчим. Энэ зарчмын дагуу аливаа чөлөөт бие амарч байх эсвэл чиглэлд тогтмол хурдтай хөдөлдөг олон тооны лавлах системүүд байдаг. Шинжлэх ухаанд эдгээр ойлголтуудыг инерциал гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь бие биенээсээ шулуун, жигд хөдөлдөг.
2. Ньютоны гурван хууль. Эхнийх нь бие махбодид инерцийн шинж чанар заавал байх ёстойг тогтоож, чөлөөт бодисын хөдөлгөөн тогтмол хурдтай явагддаг ийм лавлах ойлголтууд байгаа эсэхийг тогтоодог. Хоёр дахь постулат нь хүчний тухай ойлголтыг идэвхтэй элементүүдийн харилцан үйлчлэлийн үндсэн хэмжүүр болгон танилцуулж, онолын баримтад үндэслэн биеийн хурдатгал, түүний хэмжээ, инерцийн хоорондын хамаарлыг дэвшүүлдэг. Ньютоны гурав дахь хууль - эхний биед үйлчилж буй хүч бүрийн хувьд эсрэг хүчин зүйл байдаг бөгөөд хэмжээ нь тэнцүү, чиглэлийн эсрэг байдаг.
3. Дотоод энерги хадгалагдах хууль нь зөвхөн консерватив хүчнүүд ажилладаг тогтвортой, хаалттай системүүдийн хувьд Ньютоны хуулиудын үр дагавар юм. Зөвхөн дулааны энерги үйлчилдэг материаллаг биетүүдийн хаалттай системийн нийт механик хүч тогтмол хэвээр байна.

Механик дахь параллелограммын дүрэм

Ньютоны биеийн хөдөлгөөний гурван үндсэн онолоос тодорхой үр дагавар гарч ирдэг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь параллелограммын дүрмийн дагуу нийт элементийн тоог нэмэх явдал юм. Энэ санааны дагуу аливаа физик бодисын хурдатгал нь үйл явцын онцлогийг тодорхойлдог бусад биетүүдийн үйл ажиллагааг голчлон тодорхойлдог хэмжигдэхүүнээс хамаардаг. Хэд хэдэн элементийн хөдөлгөөний хурдыг нэгэн зэрэг эрс өөрчилдөг гадаад орчноос судалж буй объектод үзүүлэх механик үйлдлийг хүч гэнэ. Энэ нь олон талт шинж чанартай байж болно.

Гэрлийн хурдаас хамаагүй бага хурдыг авч үздэг сонгодог механикт массыг хөдөлж байгаа эсэхээс үл хамааран биеийн үндсэн шинж чанаруудын нэг гэж үздэг. Физик биеийн масс нь системийн бусад хэсгүүдтэй бодисын харилцан үйлчлэлээс хамаардаггүй.

Тайлбар 1

Ийнхүү массыг аажмаар амьд материйн хэмжээ гэж ойлгох болсон.

Масс ба хүчний тухай ойлголт, тэдгээрийг хэмжих аргачлалыг бий болгосноор Ньютон сонгодог механикийн хоёр дахь хуулийг тодорхойлж, томъёолох боломжийг олгосон. Тиймээс масс нь материйн гол шинж чанаруудын нэг бөгөөд түүний таталцлын болон инерцийн шинж чанарыг тодорхойлдог.

Механикийн нэг ба хоёр дахь зарчим нь нэг бие эсвэл материаллаг цэгийн системчилсэн хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг. Энэ тохиолдолд зөвхөн тодорхой үзэл баримтлал дахь бусад элементүүдийн нөлөөг харгалзан үздэг. Гэсэн хэдий ч аливаа бие махбодийн үйлдэл нь харилцан үйлчлэл юм.

Механикийн гуравдахь хууль нь энэ мэдэгдлийг аль хэдийн засаж, дараахь зүйлийг заасан байдаг: үйлдэл нь үргэлж эсрэгээр чиглэсэн, тэнцүү урвалд нийцдэг. Ньютоны томъёололд механикийн энэхүү постулат нь зөвхөн хүчний шууд хамаарал эсвэл нэг материаллаг биетийн үйлдэл гэнэт нөгөө рүү шилжих үед л хүчинтэй. Удаан хугацааны туршид хөдөлгөөн хийх тохиолдолд үйлдэл шилжүүлэх хугацааг үл тоомсорлож болох тохиолдолд гурав дахь хуулийг хэрэглэнэ.

Ерөнхийдөө сонгодог механикийн бүх хуулиуд инерцийн лавлагааны системийн үйл ажиллагаанд хүчинтэй байдаг. Инерцийн бус ойлголтуудын хувьд нөхцөл байдал огт өөр байна. Инерцийн системтэй харьцуулахад координатын хурдасгасан хөдөлгөөнөөр Ньютоны анхны хуулийг ашиглах боломжгүй - үүн дэх чөлөөт биеүүд нь хөдөлгөөний хурдыг цаг хугацааны явцад өөрчилж, бусад бодисын хөдөлгөөний хурд, энергиээс хамаарна.

Сонгодог механикийн хуулиудын хэрэглээний хязгаар

Зураг 3. Сонгодог механикийн хуулиудын хэрэглээний хязгаар. Avtor24 - оюутны бүтээлийн онлайн солилцоо

20-р зууны эхэн үед физикийн нэлээд хурдацтай хөгжлийн үр дүнд сонгодог механикийн хэрэглээний тодорхой хүрээ бий болсон: хурд нь хурдаас хамаагүй бага физик биетүүдийн хөдөлгөөнд түүний хууль тогтоомж, постулатууд биелдэг. гэрэл. Хурд нэмэгдэх тусам аливаа бодисын масс автоматаар нэмэгддэг болохыг тогтоосон.

Сонгодог механик дахь зарчмуудын нийцэмжгүй байдал нь ирээдүй нь тодорхой утгаараа яг одоо байгаа гэдэгт голчлон суурилж байсан бөгөөд энэ нь системийн үйл ажиллагааг аль ч цаг хугацаанд үнэн зөв урьдчилан таамаглах магадлалыг тодорхойлдог.

Тайлбар 2

Ньютоны арга нь нэн даруй байгаль, дэлхий дээрх бүх амьдралын мөн чанарыг ойлгох гол хэрэгсэл болсон. Механикийн хуулиуд, математик шинжилгээний аргууд нь удалгүй тэдний үр нөлөө, ач холбогдлыг харуулсан. Хэмжих технологид тулгуурласан физик туршилт нь эрдэмтдэд урьд өмнө хэзээ ч байгаагүй нарийвчлалыг өгчээ.

Физик мэдлэг улам бүр үйлдвэрлэлийн төв технологи болж, бусад чухал байгалийн шинжлэх ухааны ерөнхий хөгжлийг өдөөж байв.

Физикийн хувьд өмнө нь тусгаарлагдсан бүх цахилгаан, гэрэл, соронзон, дулаан нь бүхэлдээ болж, цахилгаан соронзон таамаглалд нэгдсэн. Хэдийгээр таталцлын мөн чанар нь өөрөө тодорхойгүй хэвээр байсан ч түүний үйлдлийг тооцоолох боломжтой байв. Анхны нөхцөлийг анх тодорхойлсон тохиолдолд биетүүдийн зан төлөвийг ямар ч үед үнэн зөв тодорхойлох чадварт суурилсан Лапласын механик детерминизмын үзэл баримтлалыг бий болгож хэрэгжүүлсэн.

Механикийн бүтэц нь шинжлэх ухааны хувьд нэлээд найдвартай, бат бөх, бас бараг бүрэн гүйцэд юм шиг санагддаг. Үүний үр дүнд физик, түүний хуулиудын талаарх мэдлэг төгсгөлдөө ойртсон мэт сэтгэгдэл төрж байсан - сонгодог физикийн үндэс нь ийм хүчирхэг хүчийг харуулсан.

Википедиагийн материал - үнэгүй нэвтэрхий толь

Сонгодог механик- Ньютоны хуулиуд болон Галилейгийн харьцангуйн зарчимд үндэслэсэн механикийн нэг төрөл (биеийн орон зай дахь байрлалын өөрчлөлтийн хууль, түүнийг үүсгэсэн шалтгааныг судалдаг физикийн салбар). Тиймээс үүнийг ихэвчлэн " гэж нэрлэдэг. Ньютоны механик».

Сонгодог механикийг дараахь байдлаар хуваадаг.

статик (биеийн тэнцвэрийг харгалзан үздэг)

кинематик (хөдөлгөөний геометрийн шинж чанарыг түүний шалтгааныг харгалзахгүйгээр судалдаг)

динамик (биеийн хөдөлгөөнийг харгалзан үздэг).

Сонгодог механик нь хурд нь гэрлийн хурдаас хамаагүй бага, хэмжээ нь атом, молекулын хэмжээсээс ихээхэн давсан биетүүдэд хязгаарлагдмал тохиолдолд маш нарийн үр дүнг өгдөг. Дурын хурдаар хөдөлж буй биетүүдийн тухай сонгодог механикийн ерөнхий ойлголт нь харьцангуй механик, хэмжээ нь атомынхтай харьцуулахуйц биетүүдийн хувьд квантын талбайн онол нь квант харьцангуйн нөлөөг судалдаг.

Гэсэн хэдий ч сонгодог механик нь ач холбогдлоо хадгалсаар байгаа тул:

бусад онолыг бодвол ойлгох, ашиглахад илүү хялбар байдаг

өргөн хүрээнд энэ нь бодит байдлыг маш сайн дүрсэлдэг.

Сонгодог механикийг орой, бейсбол зэрэг биетийн хөдөлгөөнийг, одон орны олон объект (гараг, галактик гэх мэт), заримдаа бүр молекул гэх мэт олон бичил биетийн хөдөлгөөнийг тодорхойлоход ашиглаж болно.

Сонгодог механик бол бие даасан онол бөгөөд өөрөөр хэлбэл түүний хүрээнд бие биентэйгээ зөрчилдсөн мэдэгдэл байдаггүй. Гэсэн хэдий ч түүний бусад сонгодог онолуудтай, жишээлбэл, сонгодог электродинамик ба термодинамиктай хослуулах нь уусдаггүй зөрчилдөөн үүсэхэд хүргэдэг. Ялангуяа сонгодог электродинамик нь гэрлийн хурд нь бүх ажиглагчдын хувьд тогтмол байдаг гэж таамаглаж байгаа нь сонгодог механикт үл нийцдэг. 20-р зууны эхэн үед энэ нь харьцангуйн тусгай онолыг бий болгох хэрэгцээг бий болгосон. Термодинамиктай хамт авч үзвэл сонгодог механик нь энтропийн утгыг нарийн тодорхойлох боломжгүй Гиббсийн парадокс, бүрэн хар бие нь хязгааргүй их энерги ялгаруулах ёстой хэт ягаан туяаны сүйрэлд хүргэдэг. Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэх оролдлого нь квант механик үүсч, хөгжихөд хүргэсэн.

10 тасалбар ДЭЛХИЙН МЕХАНИК ЗУРАГ

Термодинамик(Грек θέρμη - "дулаан", δύναμις - "хүч") - дулаан болон бусад хэлбэрийн энергийн хамаарал, хувирлыг судалдаг физикийн салбар. Химийн термодинамик нь дулаан ялгаруулах эсвэл шингээхтэй холбоотой физик, химийн хувиргалтыг судалдаг дулааны инженерчлэл зэрэг нь тусдаа салбар болжээ.

Термодинамикийн хувьд бид бие даасан молекулууд биш, харин асар олон тооны бөөмсөөс бүрдэх макроскоп биетүүдтэй харьцдаг. Эдгээр биетүүдийг термодинамик систем гэж нэрлэдэг. Термодинамикийн хувьд дулааны үзэгдлийг бие даасан молекул, атомд хамаарахгүй макроскоп хэмжигдэхүүнүүд - даралт, температур, эзэлхүүн, ... -ээр тодорхойлдог.

Онолын физикт дулааны үйл явцын үзэгдэл зүйг судалдаг феноменологийн термодинамикийн зэрэгцээ термодинамикийн механик үндэслэлд зориулан бүтээгдсэн, статистикийн физикийн анхны салбаруудын нэг болсон статистик термодинамик байдаг.

Термодинамикийг хөдөлгүүр, фазын шилжилт, химийн урвал, тээврийн үзэгдэл, тэр ч байтугай хар нүх гэх мэт шинжлэх ухаан, технологийн өргөн хүрээний сэдвүүдэд ашиглаж болно. Термодинамик нь физик, хими, химийн инженерчлэл, сансрын инженерчлэл, механик инженерчлэл, эсийн биологи, биоанагаахын инженерчлэл, материал судлал зэрэг бусад салбарт чухал ач холбогдолтой бөгөөд эдийн засаг зэрэг бусад салбарт хэрэгтэй.

11 тасалбар ЭЛЕКТРОДИНАМИК

Электродинамик- цахилгаан соронзон орныг хамгийн ерөнхий тохиолдолд (өөрөөр хэлбэл цаг хугацаанаас хамааралтай хувьсах талбаруудыг авч үздэг) болон түүний цахилгаан цэнэгтэй биетэй харилцан үйлчлэлийг (цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл) судалдаг физикийн салбар. Электродинамикийн сэдэв нь цахилгаан ба соронзон үзэгдлийн хоорондын холбоо, цахилгаан соронзон цацраг (өөр өөр нөхцөлд, чөлөөт болон бодисын харилцан үйлчлэлийн янз бүрийн тохиолдолд), цахилгаан гүйдэл (ерөнхийдөө, хувьсах) ба түүний цахилгаан соронзон оронтой харилцан үйлчлэл (цахилгаан гүйдэл). Энэ нь хөдөлгөөнт цэнэглэгдсэн бөөмсийн цуглуулгатай адил юм бол авч үзэж болно). Цэнэглэгдсэн биетүүдийн хоорондох аливаа цахилгаан ба соронзон харилцан үйлчлэлийг орчин үеийн физикт цахилгаан соронзон оронгоор дамждаг гэж үздэг тул электродинамикийн сэдэв юм.

Ихэнхдээ нэр томъёоны дагуу электродинамиканхдагчаар ойлгогддог сонгодогМаксвеллийн тэгшитгэлийн системээр дамжуулан зөвхөн цахилгаан соронзон орны тасралтгүй шинж чанарыг тодорхойлдог электродинамик; Цахилгаан соронзон орны орчин үеийн квант онол ба түүний цэнэгтэй бөөмстэй харилцан үйлчлэлийг илэрхийлэхийн тулд тогтвортой нэр томъёог ихэвчлэн ашигладаг. квант электродинамик.

12 тасалбар БАЙГАЛИЙН ШИНЖЛЭХ УХААН дахь тэгш хэмийн тухай ойлголт

Эмми Ноетерийн теоремФизик системийн тасралтгүй тэгш хэм бүр нь тодорхой хадгалалтын хуульд нийцдэг гэж заасан. Тиймээс энерги хадгалагдах хууль нь цаг хугацааны нэгэн төрлийн байдал, импульс хадгалагдах хууль - орон зайн нэгэн төрлийн байдал, өнцгийн импульс хадгалагдах хууль - орон зайн изотропи, цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль - хэмжигч тэгш хэм зэрэгт нийцдэг. .

Теоремыг ихэвчлэн үйлдлийн функцтэй системүүдэд зориулж томъёолдог бөгөөд зарим тасралтгүй бүлгийн хувиргалттай холбоотой Лагранжийн инвариант байдлыг илэрхийлдэг.

Энэ теоремыг Гёттингений сургуулийн эрдэмтэд Д. Гилберта, Ф. KleinaiE. Noether. Хамгийн түгээмэл жорыг 1918 онд Эмми Ноетер баталжээ.

Математик, шинжлэх ухаанд байдаг тэгш хэмийн төрлүүд:

хоёр талын тэгш хэм - толины тусгалтай харьцуулахад тэгш хэм. (Хоёр талын тэгш хэм)

n-р эрэмбийн тэгш хэм - дурын тэнхлэгийн эргэн тойронд 360°/n эргэлтийн өнцөгтэй харьцуулахад тэгш хэм.

Zn бүлгээс тодорхойлсон.

тэнхлэгийн тэгш хэм (радиаль тэгш хэм, радиаль тэгш хэм) - дурын тэнхлэгийн эргэн тойронд дурын өнцгөөр эргэхтэй харьцуулахад тэгш хэм. SO(2) бүлэгт тодорхойлсон.

бөмбөрцөг тэгш хэм - дурын өнцгөөр гурван хэмжээст орон зай дахь эргэлттэй холбоотой тэгш хэм. SO(3) бүлэгт тодорхойлсон. Орон зай эсвэл орчны бөмбөрцөг хэлбэртэй тэгш хэмийг изотропи гэж нэрлэдэг.

Эргэлтийн тэгш хэм нь өмнөх хоёр тэгш хэмийн ерөнхий дүгнэлт юм.

орчуулгын тэгш хэм - тодорхой зайд ямар ч чиглэлд орон зайн шилжилтийн тэгш хэм.

Лоренцын өөрчлөгдөөгүй байдал - Минковскийн орон зайн цаг хугацааны дурын эргэлтийн тэгш хэм.

царигийн инварианц - царигийн хувиргалт дахь квант талбайн онол дахь царигийн онолуудын тэгшитгэлийн хэлбэрийн бие даасан байдал (ялангуяа Ян-Миллийн онолууд).

супер тэгш хэм - бозоныг фермионоор солих тухай онолын тэгш хэм.

илүү өндөр тэгш хэм - бүлгийн шинжилгээнд тэгш хэм.

kinosymmetry нь электрон тохиргооны үзэгдэл юм (энэ нэр томъёог нээсэн С.А. Щукарев нэвтрүүлсэн) хоёрдогч үечлэлийг тодорхойлдог (Э. В. Бирон нээсэн).

13 тасалбар үйлчилгээний газар(Харьцангуйн тусгай онолЗУУН ; Мөнхарьцангуйн тусгай онол

) - вакуум дахь гэрлийн хурдаас бага, түүний дотор гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай хөдөлгөөн, механикийн хуулиуд, орон зай-цаг хугацааны харилцааг дурын хурдаар дүрсэлсэн онол. Харьцангуйн тусгай онолын хүрээнд Ньютоны сонгодог механик нь бага хурдтай ойролцоо утгатай. Таталцлын талбайн хувьд STR-ийн ерөнхий дүгнэлтийг харьцангуйн ерөнхий онол гэж нэрлэдэг. Харьцангуйн тусгай онолоор тодорхойлсон сонгодог механикийн таамаглалаас физик процессын явцад гарсан хазайлтыг гэж нэрлэдэг., мөн ийм нөлөөлөл нь чухал болох хурд харьцангуй хурд.

14 тасалбар OTO

Харьцангуйн ерөнхий онол(GTO; Герман Харьцангуй онол) нь 1915-1916 онд Альберт Эйнштейний гаргасан харьцангуйн тусгай онолыг (STR) хөгжүүлж буй таталцлын геометрийн онол юм. Харьцангуйн ерөнхий онолын хүрээнд бусад хэмжүүрийн онолуудын нэгэн адил таталцлын нөлөө нь цаг хугацааны орон зайд байрлах бие ба талбайн хүчний харилцан үйлчлэлээс бус харин орон зай-цаг хугацааны өөрийн деформациас үүдэлтэй гэж үздэг. ялангуяа масс энерги байгаатай холбоотой. Харьцангуйн ерөнхий онол нь Эйнштейний тэгшитгэлийг ашиглан орон зайн цаг хугацааны муруйлтыг түүн дотор байгаа материтай холбох замаар таталцлын бусад хэмжүүрийн онолуудаас ялгаатай.

Харьцангуй ерөнхий онол нь одоогоор хамгийн амжилттай таталцлын онол бөгөөд ажиглалтаар сайн батлагдсан. Харьцангуйн ерөнхий онолын анхны амжилт нь Мөнгөн усны перигелийн хэвийн бус прецессийг тайлбарлах явдал байв. Дараа нь 1919 онд Артур Эддингтон нар бүтэн хиртэх агшинд нарны ойролцоо гэрлийн гулзайлтын ажиглалтыг мэдээлсэн нь харьцангуйн ерөнхий онолын таамаглалыг чанарын болон тоон хувьд баталжээ. Түүнээс хойш бусад олон ажиглалт, туршилтууд нь таталцлын цаг хугацааны тэлэлт, таталцлын улаан шилжилт, таталцлын талбар дахь дохионы саатал, одоог хүртэл зөвхөн шууд бусаар таталцлын цацраг зэрэг онолын таамаглалуудын нэлээд хэсгийг баталсан. Нэмж дурдахад олон тооны ажиглалтууд нь харьцангуйн ерөнхий онолын хамгийн нууцлаг, чамин таамаглалуудын нэг болох хар нүх байдаг гэдгийг батлах гэж тайлбарладаг.

Харьцангуйн ерөнхий онол гайхалтай амжилтанд хүрсэн хэдий ч шинжлэх ухааны нийгэмлэгт эвгүй байдал ажиглагдаж байгаа нь нэгдүгээрт, үүнийг квант онолын сонгодог хязгаар болгон өөрчлөх боломжгүй, хоёрдугаарт, онол нь өөрөө үүнийг харуулж байгаатай холбоотой. Хар нүх болон орон зай-цаг хугацааны өвөрмөц байдлыг ерөнхийд нь авч үзэхэд үл арилгах физик ялгаа гарч ирэхийг урьдчилан таамаглаж байгаа тул хэрэглэх боломжийн хязгаар. Эдгээр асуудлыг шийдэхийн тулд хэд хэдэн өөр онолыг санал болгосон бөгөөд тэдгээрийн зарим нь квант юм. Гэхдээ орчин үеийн туршилтын өгөгдөл нь харьцангуйн ерөнхий онолын аливаа төрлийн хазайлт нь огт байгаа бол маш бага байх ёстойг харуулж байна.

15 тасалбар ХАББЛЫН ХУУЛЬ ОРЧЛОЛТЫН ТЭЛГЭЭ

Орчлон ертөнцийн тэлэлт- бүхэл бүтэн ертөнцийн хэмжээнд сансар огторгуйн бараг жигд, изотроп тэлэлтээс бүрдэх үзэгдэл. Туршилтаар орчлон ертөнцийн тэлэлт Хабблын хуулийн биелэлт хэлбэрээр ажиглагдаж байна. Шинжлэх ухаан нь Big Bang гэж нэрлэгддэг тэсрэлтийг Орчлон ертөнц тэлэх эхлэл гэж үздэг. Онолын хувьд уг үзэгдлийг урьдчилан таамаглаж, нотолсон А. Фридман харьцангуйн ерөнхий онолыг хөгжүүлэх эхний үе шатанд орчлон ертөнцийн нэгэн төрлийн ба изотропийн талаархи ерөнхий философийн үзэл баримтлалаас үүдэлтэй.

Хабблын хууль(галактикуудын бүх нийтийн уналтын хууль) - галактикийн улаан шилжилт ба тэдгээрийн хоорондын зайг шугаман байдлаар холбодог эмпирик хууль:

Хаана z- галактикийн улаан шилжилт, Д- түүнд хүрэх зай, Х 0 нь Хаббл тогтмол гэж нэрлэгддэг пропорционалийн коэффициент юм. Бага үнээр zойролцоо тэгш байдал хангагдсан байна cz=V r, Хаана В rнь ажиглагчийн харааны шугамын дагуух галактикийн хурд, в- гэрлийн хурд. Энэ тохиолдолд хууль нь сонгодог хэлбэрийг авна.

Энэ нас нь тухайн үеийн орчлон ертөнц тэлэх онцлог үе бөгөөд Фридманы сансар судлалын стандарт загвараар тооцоолсон Орчлон ертөнцийн настай 2 дахин таарч байна.

16 тасалбар ФРИДМАНЫ ЗАГВАР SINGULARITY

Фридманы ертөнц(Фридман-Леметр-Робертсон-Уолкер хэмжигдэхүүн) нь харьцангуй ерөнхий онолын хээрийн тэгшитгэлийг хангадаг сансар судлалын загваруудын нэг бөгөөд Орчлон ертөнцийн суурин бус загваруудын анхных юм. 1922 онд Александр Фридман олж авсан. Фридманы загвар нь нэгэн төрлийн изотропыг тодорхойлдог суурин бусЭерэг, тэг эсвэл сөрөг тогтмол муруйлттай материтай орчлон ертөнц. Эрдэмтний энэхүү бүтээл нь 1915-1917 онд Эйнштейний хийсэн ажлын дараа харьцангуйн ерөнхий онолын гол хөгжил болжээ.

таталцлын онцгой байдал- геодезийн шугамыг сунгах боломжгүй орон зай-цаг хугацааны бүс. Ихэнхдээ орон зай-цаг хугацааны тасралтгүй муруйлт нь хязгааргүй болж хувирдаг, эсвэл хэмжигдэхүүн нь физик тайлбарыг зөвшөөрдөггүй бусад эмгэг шинж чанартай байдаг (жишээлбэл, сансар судлалын өвөрмөц байдал- материйн хязгааргүй нягтрал, температураар тодорхойлогддог Их тэсрэлтийн эхний мөч дэх ертөнцийн төлөв байдал);

17 тасалбар BIG BANG ОНОЛ CMB RADIATION

CMB цацраг(эсвэл сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацрагАнгли сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацраг) - өндөр изотропийн зэрэгтэй сансрын цахилгаан соронзон цацраг, 2.725 К температуртай туйлын хар биетийн спектрийн шинж чанар.

Сансар огторгуйн бичил долгионы арын цацраг байгаа эсэхийг Big Bang онолын хүрээнд онолын хувьд урьдчилан таамаглаж байсан. Хэдийгээр Big Bang-ийн анхны онолын олон тал одоо шинэчлэгдсэн боловч реликт цацрагийн температурыг урьдчилан таамаглах боломжтой болсон суурь үндэслэлүүд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Реликт цацраг нь орчлон ертөнцийн оршин тогтнох эхний үе шатуудаас хадгалагдан үлдсэн бөгөөд түүнийг жигд дүүргэдэг гэж үздэг. Түүний оршин тогтнох нь 1965 онд туршилтаар батлагдсан. Сансар огторгуйн улаан шилжилтийн зэрэгцээ сансрын бичил долгионы арын цацраг нь Их тэсрэлтийн онолын гол баталгааны нэг гэж тооцогддог.

Их тэсрэлт(Англи) Big Bang) нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн эхэн үеийг, тухайлбал, орчлон ертөнцийн тэлэлтийн эхлэлийг дүрсэлсэн сансар судлалын загвар юм.

Ихэвчлэн одоо бид Big Bang-ийн онол болон халуун ертөнцийн загварыг автоматаар нэгтгэдэг боловч эдгээр ойлголтууд нь бие даасан бөгөөд түүхэндээ Их тэсрэлтийн ойролцоо хүйтэн анхны ертөнц гэсэн ойлголт байдаг. Энэ бол Big Bang онолыг халуун орчлон ертөнцийн онолтой хослуулсан бөгөөд энэ нь сансрын бичил долгионы арын цацрагийн оршин тогтнох замаар дэмжигддэг бөгөөд үүнийг цааш авч үзэх болно.

18 тасалбар САНСАНЫ ВАКУМ

Вакуум(лат. вакуум- хоосон байдал) - бодисгүй орон зай. Инженерийн болон хэрэглээний физикийн хувьд вакуумыг атмосферийн даралтаас хамаагүй бага даралттай хий агуулсан орчин гэж ойлгодог. Вакуум нь хийн молекулуудын чөлөөт замын урт λ болон орчны шинж чанарын хоорондын хамаарлаар тодорхойлогддог. г. Доод гλ/ харьцааны утгаас хамаарч вакуум камерын хана хоорондын зай, вакуум дамжуулах хоолойн диаметр гэх мэтийг авч болно. гБага (), дунд () болон өндөр () вакуум байдаг.

Үзэл баримтлалыг ялгах шаардлагатай физик вакуумТэгээд техникийн вакуум.

19 тасалбар КВАНТ МЕХАНИК

Квант механик- үйлдлийг Планкийн тогтмолтой харьцуулж болох физик үзэгдлүүдийг тодорхойлдог онолын физикийн салбар. Квант механикийн таамаглал нь сонгодог механикийн таамаглалаас эрс ялгаатай байж болно. Планкийн тогтмол нь өдөр тутмын объектуудын нөлөөлөлтэй харьцуулахад маш бага утга учир квант нөлөө нь ерөнхийдөө зөвхөн микроскопийн масштабаар илэрдэг. Хэрэв системийн физик үйлдэл Планкийн тогтмолоос хамаагүй их байвал квант механик нь сонгодог механик болж хувирдаг. Хариуд нь квант механик нь квант талбайн онолын харьцангуй бус ойролцоо (өөрөөр хэлбэл системийн их хэмжээний бөөмсийн амрах энергитэй харьцуулахад бага энергийн ойролцоолсон) юм.

Системийг макроскопийн хэмжээнд сайн дүрсэлсэн сонгодог механик нь атом, молекул, электрон-вифотонуудын түвшинд үзэгдлийг дүрслэх чадваргүй юм. Квант механик нь атом, ион, молекул, конденсацлаг бодис болон электрон-цөмийн бүтэцтэй бусад системийн үндсэн шинж чанар, зан үйлийг хангалттай дүрсэлдэг. Квантын механик нь электрон, фотон болон бусад элементийн бөөмсийн үйл ажиллагааг дүрслэх чадвартай боловч квант талбайн онолын хүрээнд энгийн бөөмсийн хувиргалтын харьцангуй үнэн зөв тодорхойлолтыг бүтээдэг. Туршилтууд нь квант механик ашиглан олж авсан үр дүнг баталгаажуулдаг.

Квант кинематикийн үндсэн ойлголтууд нь ажиглагдахуйц ба төлөв байдлын тухай ойлголтууд юм.

Квантын динамикийн үндсэн тэгшитгэлүүд нь Шредингерийн тэгшитгэл, фон Нейманы тэгшитгэл, Линдбладын тэгшитгэл, Хайзенбергийн тэгшитгэл, Паули тэгшитгэл юм.

Квант механикийн тэгшитгэлүүд нь операторын онол, магадлалын онол, функциональ анализ, оператор алгебр, бүлгийн онол зэрэг математикийн олон салбартай нягт холбоотой байдаг.

Үнэхээр хар биетэй- термодинамикт хэрэглэгддэг физик идеализаци, түүн дээр ирж буй цахилгаан соронзон цацрагийг бүх мужид шингээж авдаг, юуг ч тусгадаггүй бие. Нэрийг нь үл харгалзан хар бие нь өөрөө ямар ч давтамжтай цахилгаан соронзон цацраг ялгаруулж чаддаг бөгөөд хар биетийн цацрагийн спектр нь зөвхөн түүний температураар тодорхойлогддог.

Аливаа (саарал, өнгөт) биетүүдийн дулааны цацрагийн спектрийн асуудалд туйлын хар биетийн ач холбогдол нь хамгийн энгийн, өчүүхэн бус тохиолдлыг илэрхийлэхээс гадна асуултанд оршдог. Аливаа өнгө, тусгалын коэффициент бүхий биеийн тэнцвэрт дулааны цацрагийн спектрийг сонгодог термодинамикийн аргаар туйлын хар биений цацрагийн тухай асуудал болгон бууруулсан (мөн түүхийн хувьд энэ нь 19-р зууны төгсгөлд аль хэдийн хийгдсэн). туйлын хар биений цацрагийн асуудал гарч ирэв).

Хамгийн хар бодит бодисууд, жишээлбэл хөө тортог нь үзэгдэх долгионы уртын мужид тохиолдох цацрагийн 99 хүртэлх хувийг (өөрөөр хэлбэл альбедо нь 0.01) шингээдэг боловч хэт улаан туяаны цацрагийг илүү муу шингээдэг. Нарны аймгийн биетүүдийн дотроос Нар нь туйлын хар биетийн шинж чанартай байдаг.

Энэ нэр томъёог 1862 онд Густав Кирхгоф нэвтрүүлсэн.

20 тасалбар КВАНТ МЕХАНИКИЙН ЗАРЧИМ

Орчин үеийн физикийн бүх асуудлуудыг хоёр бүлэгт хувааж болно: сонгодог физикийн асуудлууд ба квант физикийн асуудлууд Энгийн макроскопийн биетүүдийн шинж чанарыг судлахад квант шинж чанарууд нь зөвхөн бичил ертөнцөд мэдрэгддэг тул бараг хэзээ ч квант асуудалтай тулгардаггүй. Тиймээс зөвхөн макроскопийн биетийг судалдаг 19-р зууны физик квант процессын талаар огт мэддэггүй байв. Энэ бол сонгодог физик юм. Бодисын атомын бүтцийг харгалздаггүй нь сонгодог физикийн онцлог юм. Өнөө үед туршилтын технологийн хөгжил нь бидний байгальтай танилцах хил хязгаарыг маш өргөн хүрээтэй тэлж, одоо бид бие даасан атом, молекулуудын нарийн ширийн зүйлийг нарийвчлан мэддэг болсон. Орчин үеийн физик нь бодисын атомын бүтцийг судалж, улмаар 19-р зууны хуучин сонгодог физикийн зарчмуудыг судалдаг. шинэ баримтын дагуу өөрчлөгдөж, эрс өөрчлөгдөх ёстой байв. Зарчмын энэхүү өөрчлөлт нь квант физикт шилжих явдал юм

21 тасалбар ДАЛГАЛАН ТУСГАЙ ДУАЛИЗМ

Бөөм-долгионы дуализм- аливаа объект долгион ба корпускуляр шинж чанарыг хоёуланг нь харуулах зарчим. Энэ нь бичил ертөнцөд ажиглагдаж буй үзэгдлийг сонгодог ойлголтын үүднээс тайлбарлахын тулд квант механикийг хөгжүүлэх явцад нэвтрүүлсэн. Долгион бөөмийн хоёрдмол байдлын зарчмын цаашдын хөгжил нь квант талбайн онол дахь квантжуулсан талбайн тухай ойлголт байв.

Сонгодог жишээ болгон гэрлийг олон физик нөлөөллөөр цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарыг харуулдаг корпускулын урсгал (фотон) гэж тайлбарлаж болно. Гэрэл нь гэрлийн долгионы урттай харьцуулж болохуйц масштабын дифракц ба интерференцийн үзэгдлийн долгионы шинж чанарыг харуулдаг. Жишээлбэл, бүр ганц биеДавхар ан цаваар дамжин өнгөрөх фотонууд нь Максвеллийн тэгшитгэлээр тодорхойлогддог дэлгэц дээр интерференцийн хэв маягийг үүсгэдэг.

Гэсэн хэдий ч туршилт нь фотон нь цахилгаан соронзон цацрагийн богино импульс биш гэдгийг харуулж байна, жишээлбэл, 1986 онд Францын физикч Гранжье, Рожер, Аспе нарын хийсэн туршилтаар тодорхой харуулсан шиг оптик туяа задлагчаар хэд хэдэн цацрагт хуваагдах боломжгүй; . Гэрлийн корпускуляр шинж чанар нь фотоэлектрик эффект ба Комптон эффектээр илэрдэг. Фотон нь долгионы уртаас хамаагүй бага хэмжээтэй (жишээлбэл, атомын цөм) эсвэл ерөнхийдөө цэг хэлбэртэй (жишээ нь электрон) гэж тооцогдох объектуудаар ялгардаг эсвэл бүхэлд нь шингэдэг бөөмс шиг ажилладаг.

Одоогийн байдлаар долгион-бөөмийн хоёрдмол байдлын тухай ойлголт нь зөвхөн түүхэн сонирхолтой байдаг, учир нь энэ нь зөвхөн тайлбар, квант объектуудын зан төлөвийг дүрслэх, сонгодог физикээс аналогийг сонгох арга байсан юм. Үнэн хэрэгтээ квант объектууд нь сонгодог долгион ч биш, сонгодог бөөмс ч биш, зөвхөн зарим нэг ойролцоо байдлаар эхний эсвэл хоёр дахь шинж чанарыг олж авдаг. Арга зүйн хувьд илүү зөв бол квант онолыг сонгодог үзэл баримтлалаас ангид, замын интеграл (пропагатор) -аар дамжуулан томъёолох явдал юм.

22 тасалбар АТОМЫН БҮТЭЦИЙН ОЙЛГОЛТ

Томсоны атомын загвар(загвар "Үзэмтэй пудинг", англи. Чавганы пудингийн загвар).Ж.

Ж.Томсон атомыг дотор нь электронууд оршдог эерэг цэнэгтэй бие гэж үзэхийг санал болгов.Альфа бөөмсийг тараах тухай алдартай туршилтынхаа дараа үүнийг Рутерфорд няцаасан.

Нагаока атомын анхны гаригийн загвар.

1911 онд Эрнест Рутерфорд хэд хэдэн туршилт хийснийхээ дараа атом нь атомын төвд байрладаг хүнд эерэг цэнэгтэй цөмийн эргэн тойронд электронууд тойрог замд эргэлддэг гаригийн нэг төрлийн систем гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн ("Рутерфордын атом"). загвар"). Гэсэн хэдий ч атомын ийм тодорхойлолт нь сонгодог электродинамиктай зөрчилдсөн. Баримт нь сонгодог электродинамикийн дагуу электрон хурдан хурдатгалтай хөдөлж байхдаа цахилгаан соронзон долгион ялгаруулж, улмаар энерги алдах ёстой.Ийм атом дахь электрон цөмд унах хугацаа нь туйлын ач холбогдолгүй болохыг тооцоолол харуулсан. Атомын тогтвортой байдлыг тайлбарлахын тулд Нильс Бор атом дахь электрон зарим эрчим хүчний төлөв байдалд байх үед энерги ялгаруулдаггүй гэсэн постулатуудыг нэвтрүүлэх шаардлагатай болсон ("Бор-Рутерфордын атомын загвар").

Борын үзэл баримтлал нь атомыг дүрслэхийн тулд сонгодог механикийг ашиглах боломжгүй гэдгийг харуулсан.

Атомын цацрагийг цаашид судлах нь квант механикийг бий болгоход хүргэсэн бөгөөд энэ нь ажиглагдсан баримтуудын дийлэнх хэсгийг тайлбарлах боломжийг олгосон юм.

Атом(дэлгэрэнгүй Грек: ἄτομος - хуваагдашгүй) - химийн элементийн хамгийн жижиг химийн хуваагдашгүй хэсэг, түүний шинж чанарыг агуулсан.

Атом нь атомын цөм ба электронуудаас бүрддэг.

Атомын цөм нь эерэг цэнэгтэй протон ба цэнэггүй нейтроноос бүрдэнэ.

Хэрэв цөм дэх протоны тоо электроны тоотой давхцаж байвал атом бүхэлдээ цахилгаан саармаг болж хувирна.

Үгүй бол энэ нь эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй бөгөөд ион гэж нэрлэгддэг.

Цөм дэх протон ба нейтроны тоогоор атомуудыг ангилдаг: протоны тоо нь атом нь тодорхой химийн элементэд хамаарах эсэхийг, нейтроны тоо нь тухайн элементийн изотопыг тодорхойлдог.

Атом хоорондын холбоогоор холбогдсон янз бүрийн хэмжээтэй өөр өөр төрлийн атомууд молекул үүсгэдэг. 23-р тасалбар ҮНДСЭН ХАРИУЦЛАГА.

Бичил ертөнцийн үзэгдлүүд болон сансар огторгуйн хэмжүүрийн аль алинд нь өөр төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэлийн эрэл хайгуул хийгдэж байгаа боловч өнөөг хүртэл өөр төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэл олдоогүй байна.

Физикийн хувьд механик энергийг хоёр төрөлд хуваадаг - боломжит кинетик энерги. Биеийн хөдөлгөөний өөрчлөлтийн шалтгаан (кинетик энергийн өөрчлөлт) нь хүч (потенциал энерги) юм (Ньютоны хоёр дахь хуулийг үзнэ үү. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийг судлахдаа таталцал, утаснуудын хурцадмал байдал, хаврын шахалтын хүч) олон янзын хүчийг анзаарч болно , биеийн мөргөлдөх хүч, үрэлтийн хүч, агаарын эсэргүүцлийн хүч, тэсрэх хүч гэх мэт.Гэхдээ материйн атомын бүтцийг тодруулахад эдгээр бүх хүч нь атомуудын харилцан үйлчлэлийн үр дүн болох нь тодорхой болсон. . Атом хоорондын харилцан үйлчлэлийн үндсэн төрөл нь цахилгаан соронзон байдаг тул эдгээр хүчний ихэнх нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн янз бүрийн илрэлүүд юм. Үл хамаарах зүйлүүдийн нэг нь жишээлбэл, таталцлын хүч бөгөөд үүний шалтгаан нь масстай биетүүдийн таталцлын харилцан үйлчлэл юм.

24 тасалбарын БӨӨМСӨН БА ТЭДНИЙ ШИНЖ

Элементар бөөмс- тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваагдах боломжгүй, дэд цөмийн масштабтай бичил биетүүдийг хэлдэг хамтын нэр томъёо.

Зарим энгийн бөөмс (электрон, фотон, кварк гэх мэт) нь одоогоор бүтэцгүй, анхдагч гэж тооцогддог гэдгийг санах нь зүйтэй. үндсэн хэсгүүд. Бусад энгийн бөөмс (гэгдэх нийлмэл хэсгүүд-протон, нейтрон гэх мэт) нь нарийн төвөгтэй дотоод бүтэцтэй боловч орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу тэдгээрийг хэсэг болгон салгах боломжгүй юм (Хоригдохыг үзнэ үү).

Эгэл бөөмсийн бүтэц, үйл ажиллагааг бөөмийн физик судалдаг.

Үндсэн нийтлэл:Кваркууд

Кварк ба антикваркууд хэзээ ч чөлөөт төлөвт олдож байгаагүй - үүнийг хорих үзэгдлээр тайлбарладаг. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд илэрдэг лептон ба кваркуудын тэгш хэмд үндэслэн эдгээр бөөмс нь илүү суурь хэсгүүд болох преонуудаас бүрддэг гэсэн таамаглал дэвшүүлж байна.

25 тасалбар АЖИЛЛАГААНЫ ТУХАЙ ОЙЛГОЛТ.БИФУРКАЦИЯЛАХ ЦЭГ

Бифуркаци гэдэг нь түүний параметрүүдийг бага зэрэг өөрчлөх замаар динамик системийн хөдөлгөөнд шинэ чанарыг олж авах явдал юм.

Салбарын онолын гол ойлголт нь (бүдүүлэг бус) системийн тухай ойлголт юм (доороос харна уу). Бид ямар ч динамик системийг авч, анхны системийг параметрийн (параметрүүдийн) аль нэг утгын хувьд онцгой тохиолдол болгон олж авдаг динамик системийн ийм (олон) параметрийн гэр бүлийг авч үздэг. Хэрэв параметрийн утгууд нь өгөгдсөн хэмжээтэй ойрхон байвал фазын орон зайг траекторид хуваах чанарын зураг хадгалагдвал ийм системийг нэрлэдэг. ширүүн. Үгүй бол ийм хөрш байхгүй бол системийг дууддаг ширүүн биш.

Ийнхүү параметрийн орон зайд барзгар бус системээс бүрдсэн гадаргуугаар тусгаарлагдсан барзгар системийн бүсүүд үүсдэг. Салбарын онол нь тодорхой муруй дагуу параметрийн тасралтгүй өөрчлөлтөөс чанарын зураглалаас хамаарлыг судалдаг. Чанарын зураг өөрчлөгдөх схемийг нэрлэдэг салаалсан диаграм.

Салбарын онолын үндсэн аргууд нь цочролын онолын аргууд юм. Ялангуяа энэ нь хамаарна жижиг параметрийн арга(Понтрягина).

Салах цэг- системийн тогтоосон үйлдлийн горимыг өөрчлөх. Тэнцвэргүй термодинамик ба синергетикийн нэр томъёо.

Салах цэг- систем нь хэлбэлзэлтэй харьцуулахад тогтворгүй болж, тодорхойгүй байдал үүсдэг системийн эгзэгтэй байдал: системийн төлөв байдал эмх замбараагүй болох уу, эсвэл шинэ, илүү ялгаатай, өндөр дэг журам руу шилжих үү. Өөрийгөө зохион байгуулах онолын нэр томъёо.

26 билет СИНЕРГЕТИК – НЭЭЛТТЭЙ ӨӨРИЙГӨӨ ЗОХИОН БАЙГУУЛАХ СИСТЕМИЙН ШИНЖЛЭХ УХААН

Синергетик(эртний Грекийн συν - нийцтэй байдал ба ἔργον - "үйл ажиллагаа" гэсэн утгатай угтвар) нь шинжлэх ухааны судалгааны салбар хоорондын салбар бөгөөд түүний зорилго нь системийг өөрөө зохион байгуулах зарчимд үндэслэн байгалийн үзэгдэл, үйл явцыг судлах явдал юм. (бүрдсэн дэд системүүд). “...Өөрийгөө зохион байгуулах үйл явц ба хамгийн олон янзын шинж чанартай бүтэц бий болох, хадгалах, тогтвортой байдал, задралыг судалдаг шинжлэх ухаан...”.

Синергетикийг анхлан салбар хоорондын хандлага гэж тунхагласан, учир нь өөрийгөө зохион байгуулах үйл явцыг зохицуулах зарчмууд нь ижил (системийн шинж чанараас үл хамааран) бөгөөд ерөнхий математикийн аппарат нь тэдгээрийг тайлбарлахад тохиромжтой байх ёстой.

Үзэл суртлын үүднээс синергетикийг заримдаа "дэлхийн хувьслын онол" эсвэл "бүх нийтийн хувьслын онол" гэж тодорхойлдог бөгөөд энэ нь кибернетикийг нэгэн цагт "бүх нийтийн" гэж тодорхойлсонтой адил аливаа инновацийн үүсэх механизмыг тайлбарлах нэгдмэл үндэслэл болдог. "Хяналтын онол" нь аливаа зохицуулалт, оновчлолын үйл ажиллагааг тайлбарлахад адилхан тохиромжтой: байгальд, технологид, нийгэмд гэх мэт. Гэсэн хэдий ч ерөнхий кибернетик хандлага нь түүнд тавьсан бүх итгэл найдварыг зөвтгөж чадаагүйг цаг хугацаа харуулж байна. Үүний нэгэн адил, синергетик аргуудын хэрэглээний талаархи өргөн тайлбарыг бас шүүмжилдэг.

Синергетикийн үндсэн ойлголт нь бүтцийн тодорхойлолт юм муж, хаалттай системүүдийн термодинамикийн дундаж стандартын хувьд мууддаггүй, харин нээлттэй байдал, гаднаас эрчим хүчний урсгалын улмаас үүсдэг ийм олон элементийн бүтэц эсвэл олон хүчин зүйлтэй орчны олон талт, хоёрдмол байдлын үр дүнд үүсдэг. , дотоод үйл явцын шугаман бус байдал, нэгээс олон тогтвортой төлөв байдлыг улам хурцатгах тусгай дэглэмүүд бий болсон. Заасан системүүдэд термодинамикийн хоёр дахь хууль ч, энтропийн үйлдвэрлэлийн хамгийн бага хурдны тухай Пригогиний теорем ч хэрэгжихгүй бөгөөд энэ нь шинэ бүтэц, тогтолцоо, түүний дотор анхныхаас илүү төвөгтэй бүтэц үүсэхэд хүргэдэг.

Энэ үзэгдлийг синергетик нь байгальд хаа сайгүй ажиглагддаг хувьслын чиглэлийн бүх нийтийн механизм гэж тайлбарладаг: энгийн ба анхдагчаас нарийн төвөгтэй, илүү төгс хүртэл.

Зарим тохиолдолд шинэ бүтэц үүсэх нь тогтмол, долгионы шинж чанартай байдаг бөгөөд дараа нь тэдгээрийг автомат долгионы процесс гэж нэрлэдэг (өөрөө хэлбэлзэлтэй адил).

27 тасалбар АМЬДРАЛЫН ҮҮСЭЛТИЙН АСУУДАЛ

Амьдрал- бодисын оршин тогтнох идэвхтэй хэлбэр нь түүний физик, химийн оршин тогтнох хэлбэрээс өндөр утгатай; бодис солилцох, хуваагдах боломжийг олгодог эсэд тохиолддог физик, химийн процессуудын цогц юм. Амьд материйн гол шинж чанар нь хуулбарлахад ашигладаг удамшлын мэдээлэл юм. "Амьдрал" гэсэн ойлголтыг амьгүй зүйлээс ялгах шинж чанаруудыг жагсааж байж л их бага нарийвчлалтай тодорхойлж болно. Эсийн гадна амьдрал байдаггүй; вирусууд нь удамшлын материалыг эсэд шилжүүлсний дараа л амьд бодисын шинж чанарыг харуулдаг. эх сурвалжийг тодорхойлоогүй 268 хоног] . Амьд эс нь хүрээлэн буй орчинд дасан зохицох замаар амьд организмын олон янз байдлыг бүрдүүлдэг.

Түүнчлэн, "амьдрал" гэдэг үг нь бие даасан организм үүссэн цагаасаа нас барах хүртэл (онтогенез) оршин тогтнох хугацааг хэлдэг.

1860 онд Францын химич Луи Пастер амьдралын гарал үүслийн асуудлыг авч үзсэн. Тэрээр өөрийн туршилтаар нян хаа сайгүй байдаг, мөн амьгүй бодисыг зохих ёсоор ариутгаагүй бол амьд биетүүд амархан бохирддог гэдгийг баталжээ. Эрдэмтэд бичил биетэн үүсэх боломжтой янз бүрийн тэжээлийг усанд буцалгажээ. Нэмэлт буцалгах үед бичил биетүүд болон тэдгээрийн спорууд үхсэн. Пастер чөлөөтэй төгсгөлтэй битүүмжилсэн колбыг S хэлбэрийн хоолойд хавсаргав. Бичил биетний спорууд муруй хоолой дээр суурьшиж, шим тэжээлийн орчинд нэвтэрч чадахгүй байв. Сайн чанасан тэжээллэг орчин нь ариутгасан хэвээр байсан боловч агаар нэвтрэх боломжтой байсан ч амьдралын гарал үүсэл илрээгүй.

Дараалсан туршилтуудын үр дүнд Пастер биогенезийн онолын үнэн зөвийг баталж, эцэст нь аяндаа үүсэх онолыг үгүйсгэв.

28 тасалбар ОПАРИНЫН АМЬДРАЛЫН ҮҮСЭЛ ҮҮСЭЛТИЙН ТУХАЙ УХААН

Механик- Ньютоны хуулиудад үндэслэн биетүүдийн орон зай дахь байрлалын өөрчлөлтийн хууль, түүнийг үүсгэсэн шалтгааныг судалдаг физикийн салбар. Тиймээс үүнийг ихэвчлэн "Ньютоны механик" гэж нэрлэдэг.

Сонгодог механикийг дараахь байдлаар хуваадаг.

статик(биеийн тэнцвэрийг харгалзан үздэг)

кинематик(хөдөлгөөний геометрийн шинж чанарыг түүний шалтгааныг харгалзахгүйгээр судалдаг)

динамик(энэ нь биеийн хөдөлгөөнийг харгалзан үздэг).

Механикийн үндсэн ойлголтууд:

Орон зай.

Биеийн хөдөлгөөн нь сансар огторгуйд явагддаг гэж үздэг бөгөөд энэ нь Евклидийн, үнэмлэхүй (ажиглагчаас хараат бус), нэгэн төрлийн (сансар огторгуйн аль ч хоёр цэгийг ялгах боломжгүй), изотроп (сансар огторгуйн аль ч хоёр чиглэлийг ялгах боломжгүй) гэж үздэг.Цаг хугацаа

- сонгодог механикт тодорхойлогдоогүй үндсэн ойлголт. Цаг хугацаа нь үнэмлэхүй, нэгэн төрлийн, изотроп (сонгодог механикийн тэгшитгэл нь цаг хугацааны урсгалын чиглэлээс хамаардаггүй) гэж үздэг.Лавлах хүрээ

- лавлагаа бие (механик системийн хөдөлгөөнийг харгалзах бодит эсвэл хийсвэр биет) ба координатын системээс бүрдэнэ.- асуудалд хэмжээсийг үл тоомсорлож болох объект. Ер нь сонгодог механикийн хуулийг дагаж мөрддөг аливаа бие нь тэгээс өөр хэмжээтэй байх ёстой. Тэг биш хэмжээтэй биетүүд нь нарийн төвөгтэй хөдөлгөөнийг мэдэрч чаддаг, учир нь тэдгээрийн дотоод тохиргоо өөрчлөгдөж, жишээлбэл, бие нь эргэлдэж эсвэл гажигтай байдаг. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд материаллаг цэгүүдийн олж авсан үр дүн нь ийм биетүүдэд хамааралтай байдаг, хэрэв бид ийм биетүүдийг олон тооны харилцан үйлчлэлцдэг материаллаг цэгүүдийн нэгдэл гэж үзвэл.

Жин- биеийн инерцийн хэмжүүр.

Радиус вектор- координатын гарал үүслээс тухайн биеийг байрлах цэг хүртэл зурсан вектор нь биеийн орон зай дахь байрлалыг тодорхойлдог.

Хурдцаг хугацааны хувьд замын дериватив гэж тодорхойлсон биеийн байрлал дахь өөрчлөлтийн шинж чанар юм.

Хурдатгал- цаг хугацааны хувьд хурдны дериватив гэж тодорхойлсон хурдны өөрчлөлтийн хурд.

Судасны цохилт- материаллаг цэгийн масс ба түүний хурдны үржвэртэй тэнцүү вектор физик хэмжигдэхүүн.

Кинетик энерги- биеийн массын хагас үржвэрийн хурдны квадратаар тодорхойлогддог материаллаг цэгийн хөдөлгөөний энерги.

Хүч чадал- бие биенүүдийн харилцан үйлчлэлийн түвшинг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн.

Үнэн хэрэгтээ хүчний тодорхойлолт нь Ньютоны хоёр дахь хууль юм.Консерватив хүч

- ажил нь траекторийн хэлбэрээс хамаардаггүй хүч (зөвхөн хүч хэрэглэх эхлэл ба төгсгөлийн цэгээс хамаарна). Консерватив хүч гэдэг нь аливаа хаалттай траекторийн дагуух ажил нь 0-тэй тэнцүү хүчийг хэлнэ. Хэрэв системд зөвхөн консерватив хүч л үйлчилдэг бол системийн механик энерги хадгалагдана.Тархах хүч

- механик системд үйлчилснээр түүний нийт механик энерги буурч (өөрөөр хэлбэл тархаж), бусад механик бус энерги, жишээлбэл дулаан болж хувирдаг хүч.

Механикийн үндсэн хуулиуд- сонгодог механикийн үндэслэсэн гол зарчим бол Г.Галилейгийн эмпирик ажиглалтын үндсэн дээр томъёолсон харьцангуйн зарчим юм. Энэ зарчмын дагуу чөлөөт бие амарч эсвэл хурд, чиглэлийн тогтмол хөдөлгөөнтэй байдаг хязгааргүй олон лавлах системүүд байдаг. Эдгээр лавлагаа системийг инерциал гэж нэрлэдэг бөгөөд бие биенээсээ харьцангуй жигд, шулуун шугамаар хөдөлдөг. Бүх инерцийн лавлагааны системд орон зай, цаг хугацааны шинж чанарууд ижил бөгөөд механик систем дэх бүх процессууд ижил хуульд захирагддаг.

Ньютоны хуулиуд

Сонгодог механикийн үндэс нь Ньютоны гурван хууль юм.

Ньютоны анхны хуульматериаллаг биед инерцийн шинж чанар байгаа эсэхийг тогтоож, чөлөөт биеийн хөдөлгөөн тогтмол хурдтай явагддаг ийм лавлагаа системүүд байгаа эсэхийг тогтоодог (ийм жишиг системийг инерци гэж нэрлэдэг).

Ньютоны хоёр дахь хуульБиеийн харилцан үйлчлэлийн хэмжүүр болох хүчний тухай ойлголтыг нэвтрүүлж, эмпирик баримтад үндэслэн хүчний хэмжээ, биеийн хурдатгал ба түүний инерцийн (массаар тодорхойлогддог) хоорондын холбоог дэвшүүлдэг. Математик томъёололд Ньютоны хоёр дахь хуулийг ихэвчлэн дараах байдлаар бичдэг.

Хаана Ф-биед үйлчлэх хүчний үр дүнд бий болсон вектор;

а- биеийн хурдатгалын вектор;

m нь биеийн жин юм.

Ньютоны гурав дахь хууль- 2-оос эхлэн эхний биед үйлчилж байгаа хүч бүрийн хувьд эсрэг талын хүч, хэмжээ нь тэнцүү, эсрэг чиглэлтэй, эхнийхээс хоёр дахь биед үйлчилдэг.

Эрчим хүч хэмнэх хууль

Эрчим хүчний хэмнэлтийн хууль нь зөвхөн консерватив хүч үйлчилдэг хаалттай системүүдийн хувьд Ньютоны хуулиудын үр дагавар юм. Зөвхөн консерватив хүч үйлчилдэг биетүүдийн хаалттай системийн нийт механик энерги тогтмол хэвээр байна.

Машин ба механизмын онол

Үндсэн ойлголт, тодорхойлолт.

Механизм ба машины онол нь өндөр хүчин чадалтай механизм, машиныг судлах, хөгжүүлэх чиглэлээр ажилладаг.

Механизм- хөдөлгөөнт материаллаг биетүүдийн багц, тэдгээрийн нэг нь тогтмол, бусад нь хөдөлгөөнгүй материаллаг биетэй харьцуулахад тодорхой хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг.

Холбоосууд– механизм нь бүрддэг материаллаг биетүүд.

Тавиур- тогтмол холбоос.

Стенд дүрслэгдсэн байна. Хөдөлгөөнийг анх мэдээлэх холбоосыг дуудна оролт(эхний, тэргүүлэх). Механизмыг зохион бүтээсэн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг холбоос - амралтын өдөрхолбоос

Crank-slider механизм

Хэрэв энэ нь компрессор бол 1-р холбоос нь оролт, 3-р холбоос нь гаралт юм.

Хэрэв энэ нь дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн механизм бол 3-р холбоос нь оролт, 1-р холбоос нь гаралт юм.

Кинематик хос- харьцангуй хөдөлгөөнийг зөвшөөрдөг холбоосуудын хөдлөх холболт. Диаграм дээрх бүх кинематик хосуудыг Латин цагаан толгойн үсгээр, жишээлбэл A, B, C гэх мэтээр тэмдэглэсэн болно.

Хэрэв тийм бол K.P. - эргэлтийн; хэрэв, дараа нь дэвшилтэт.

Холбоосыг дугаарлах дараалал:

оролтын холбоос - 1;

зогсолт бол сүүлчийн дугаар юм.

Холбоосууд нь:

энгийн - нэг хэсгээс бүрдэх;

цогцолбор - бие биендээ хатуу бэхлэгдсэн, ижил хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг хэд хэдэн хэсгээс бүрдэнэ.

Жишээлбэл, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн механизмын холбогч саваа бүлэг.

Бие биетэйгээ холбогдсон холбоосууд нь кинематик гинжийг үүсгэдэг бөгөөд эдгээрийг дараахь байдлаар хуваадаг.

энгийн бөгөөд төвөгтэй;

хаалттай, нээлттэй.

Машин- техникийн төхөөрөмж нь тодорхой төрлийн технологийн процессыг хэрэгжүүлсний үр дүнд хүний ​​​​хөдөлмөрийг автоматжуулах эсвэл механикжуулах боломжтой.

Машинуудыг дараахь төрлүүдэд хувааж болно.

эрчим хүч;

технологийн;

тээвэрлэлт;

мэдээллийн чанартай.

Эрчим хүчний машинуудыг дараахь байдлаар хуваана.

хөдөлгүүр;

хувиргах машинууд.

Хөдөлгүүр- нэг төрлийн энергийг нөгөөд хувиргах техникийн төхөөрөмж. Жишээлбэл, дотоод шаталтат хөдөлгүүр.

Трансформаторын машин- гаднаас эрчим хүч авч, ашигтай ажил гүйцэтгэдэг техникийн төхөөрөмж. Жишээлбэл, шахуурга, машин, пресс.

Хөдөлгүүр ба технологийн (ажлын машин) техникийн хослол - Машины нэгж(MA).

Хөдөлгүүр нь тодорхой механик шинж чанартай байдаг ба ажлын машин ч мөн адил.

 1 – хөдөлгүүрийн голын эргэлтийн хурд;

 2 – ажлын машины гол голын эргэлтийн хурд.

 1 ба  2-г бие биетэйгээ харгалзах ёстой.

Жишээлбэл, хурд n 1 =7000 эрг / мин, n 2 = 70 эрг / мин.

Хөдөлгүүр ба ажлын машины механик шинж чанарыг уялдуулахын тулд тэдгээрийн хооронд өөрийн механик шинж чанартай дамжуулах механизм суурилуулсан.

u P =1/2=700/70=10

Дамжуулах механизм болгон дараахь зүйлийг ашиглаж болно.

үрэлтийн дамжуулалт (үрэлтийг ашиглан);

гинжин дамжуулалт (мотоциклийн хөтөч);

араа.

Хөшүүргийн механизмыг ихэвчлэн ажлын машин болгон ашигладаг.

Хөшүүргийн механизмын үндсэн төрлүүд.

1. Crank-slider механизм.

a) төв (Зураг 1);

б) тэнхлэгээс гадуур (деоксил) (Зураг 2);

e - хазгай байдал

Цагаан будаа. 2

1- бүлүүр, учир нь холбоос нь тэнхлэгийнхээ эргэн тойронд бүрэн эргэлт хийдэг;

2-холбох саваа, тавиуртай холбогдоогүй, хавтгай хөдөлгөөн хийдэг;

3-гулсагч (поршений), орчуулгын хөдөлгөөнийг хийдэг;

2. Дөрвөн үе мөчний механизм.

1,3 холбоосууд нь бүлүүр байж болно.

Хэрэв 1 ба 3-р араа нь бүлүүртэй бол механизм нь давхар бүлүүртэй байна.

Хэрэв 1-р од нь бүлүүр (бүрэн эргэлт хийдэг), 3-р од нь рокер гар (бүрэн бус эргэлт хийдэг) бол механизм нь бүлүүрт-рокер гар юм.

Хэрэв одууд 1.3 - рокер гар бол механизм нь давхар рокер юм.

3. Рокер механизм.

1 - бүлүүр;

2 - рокер чулуу (бут) 1-р одтой хамт A-ийн эргэн тойронд бүрэн эргэлт хийх (1 ба 2 нь ижил), мөн 3-р одны дагуу хөдөлж, түүнийг эргүүлэхэд хүргэдэг;

3 - рокер гар (үзэгдэл).

4. Гидравлик цилиндр

(кинематикийн хувьд рокер механизмтай төстэй).

Загвар зохион бүтээх явцад дизайнер хоёр асуудлыг шийддэг.

шинжилгээ(судалдаг бэлэн механизм);

синтез(шаардлагатай параметрийн дагуу шинэ механизмыг боловсруулж байна);

Механизмын бүтцийн шинжилгээ.

Кинематик хосуудын тухай ойлголт, тэдгээрийн ангилал.

Бие биетэйгээ нягт холбогдсон хоёр холбоос нь кинематик хос үүсгэдэг. Бүх кинематик хосууд нь хоёр бие даасан ангилалд хамаарна.

Хос ангилах жишээ:

"Шураг самар" гэсэн кинематик хосыг авч үзье. Энэ хосын хөдөлгөөний зэрэгийн тоо 1, ногдуулсан холболтын тоо нь 5. Энэ хос нь тавдугаар зэрэглэлийн хос байх ба шураг эсвэл самарны хувьд зөвхөн нэг төрлийн хөдөлгөөнийг чөлөөтэй сонгох боломжтой бөгөөд хоёр дахь хөдөлгөөн нь дагалдан явах.

Кинематик хэлхээ– өөр өөр ангиллын кинематик хосоор холбогдсон холбоосууд.

Кинематик хэлхээ нь орон зайн эсвэл хавтгай байж болно.

Орон зайн кинематик гинж– холбоосууд нь өөр өөр хавтгайд хөдөлдөг гинж.

Хавтгай кинематик гинж– холбоосууд нь ижил буюу зэрэгцээ хавтгайд хөдөлдөг гинж.