Ньютоны хуулиудын үр дүн. Эдгээр туршилтын баримтууд нь Ньютоны хоёр дахь хуулийг батлах, жинлэхийн зэрэгцээ хүчийг хэмжих өөр аргыг зөвтгөх болно.

Амрах уу? Дүрслэх хүч чадалграфикаар. б) тодорхойлох хүч, түүний нөлөөн дор бие махбодь масс хуульНьютон"; Фаридонов Рустам - “Хоёрдугаарт хуульНьютон" хуульНьютон". Практик үе шат ...

Троллейбусны туршлага

Бид тэргэнцэрийг налуу онгоцноос шалан дээр дугуйгаар өнхрүүлж, овоолсон элс асгаж байна. Тэнд хүрч ирээд тэргэнцэр элсэнд тээглээд зогсоно. Элсээ тэгшлээд, тэргэнцрийг дахин толгодоор гулсуулъя. Одоо тэрэгний хурд илүү удаан буурах болно. Хэрэв та элсийг арилгавал тэрэгний хурд буурах нь бараг мэдэгдэхүйц байх болно.

1.В=0, шалтгаан нь онгоцонд байрлах элс юм.

2.Вилүү удаан буурдаг, учир нь үрэлтийн хүчинд нөлөөлдөг.

3. Тэргэнцрийг инерцээр хөдөлгөх, Войролцоогоор өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Хэрэв материаллаг цэг (бие) -д хэрэглэсэн бүх хүчний үр дүн тэгтэй тэнцүү бол цэгийн (биеийн) хурд хэмжээ болон чиглэлд өөрчлөгдөхгүй.

Хуулийн мэдэгдэл:Гадны хүчний нөлөөллөөс тусгаарлагдсан материаллаг цэг (бие) нь үйлчлэгдсэн хүч нь түүнийг (үүнийг) энэ төлөвийг өөрчлөх хүртэл тайван байдал эсвэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг хадгалж байдаг.

Өөрөөр хэлбэл, бие нь тайван байдалд байх эсвэл шулуун шугамд жигд хөдөлдөг, учир нь түүнд нөлөөлж буй бүх хүчний үр дүн тэгтэй тэнцүү байна. Энэ хэвээр байх үед биеийн хурд нь тэг (амрах үед) эсвэл тогтмол (шулуун жигд хөдөлгөөнд) байна.

Инерци- энэ нь бусад биетүүдийн нөлөөлөл байхгүй үед бие нь хурдаа хадгалж байдаг үзэгдэл юм. Чөлөөт биеийн хөдөлгөөнийг инерцийн хөдөлгөөн, хурдыг хадгалахыг инерцийн үзэгдэл гэж нэрлэдэг.

Ньютоны 1-р хууль инерциал тооллын системд хүчинтэй. Ийм лавлах системийг: гелиоцентрик систем, галт тэрэгний хөдөлгөөн, троллейбусны хөдөлгөөн гэж авч болно. Мөн инерциал бус жишиг системтэй харьцуулахад хурдатгалтай хөдөлдөг жишиг систем гэж үздэг. Дэлхий болон бусад биетэй харьцуулахад хурдатгалтай хөдөлж буй жишиг хүрээг инерциал гэж нэрлэдэг.

Ньютоны анхны хуулийн туршилтын баталгаа.

Лонхны хүзүүг бүрхсэн plexiglass дээр хэвтэж буй зоос, хэвтээ хавтгайд plexiglass дээр огцом товших үед лонхонд унадаг.

Тээврийн хэрэгсэл огцом тоормослох үед хамгаалалтын бүс зүүгээгүй зорчигчид инерцээр урагшилсаар, улмаар гэмтэх аюултай.

Дүгнэлт:Тиймээс Ньютоны анхны хуулиас харахад бие нь гадны нөлөөлөл байгаа болон байхгүй үед аль алинд нь хөдөлж болно.

Инерци гэдэг нь биеийн хурдыг тогтмол байлгах үзэгдэл юм. Гадны нөлөөнд автдаггүй (чөлөөт гэж нэрлэгддэг) бие нь амарч эсвэл жигд, шулуун замаар хөдөлдөг.

Хэрэв бусад биетүүд үүн дээр ажиллахгүй эсвэл биетүүдийн үйлдлийг нөхөх юм бол хөрвүүлэх хөдөлгөөнт бие нь хурдаа тогтмол байлгадаг ийм лавлах системүүд байдаг.

Инерцийн лавлагааны системүүд - Дэлхийн төвд гарал үүсэлтэй лавлах систем, нарны төвтэй холбоотой лавлагаа систем.Инерцийн лавлагаатай харьцуулахад хөдөлж буй аливаа систем нь инерциал юм.

Хурдатгалтай хөдөлж буй системүүд нь инерциал биш бөгөөд Ньютоны хуулиуд тэдгээрт хангагддаггүй.

Хэмжилт нь үргэлж стандарттай (хэмжилтийн нэгжтэй) харьцуулалт байдаг тул Ньютоны хоёр дахь хууль нь хүчний нэгжийн сонголтыг урьдчилан тодорхойлдог. Урт, масс, цаг хугацааны нэгжүүд аль хэдийн тогтоогдсон тул энэ тэгшитгэл нь массын нэгжид нэгтэй тэнцэх хурдатгал өгөх хүчийг хүчний нэгж болгон авахыг шаарддаг. SI хүчний нэгж нь Ньютон (N) юм. Ньютон бол нэг кг масс руу 1 м/с 2 хурдатгал өгдөг хүч юм.

Тэдний мөн чанараар уян харимхай харилцан үйлчлэлийн хүч, үрэлтийн хүч, таталцал, цахилгаан соронзон хүчийг ялгадаг.

Дээрээс нь уян харимхай хүчний жишээг үзүүлэв. Үрэлтийн хүч нь харьцах гадаргуугийн харьцангуй хөдөлгөөний хурд ба гадаргуугийн төлөв байдлаас хамаарна. Таталцлын болон цахилгаан соронзон хүч нь оршихуйгаас үүсдэг талбайнуудэсвэл талбайн харилцан үйлчлэл, зайд ажиллах. Үүний дагуу хүчийг хэмжих ажлыг хоёр тусдаа даалгавар болгон хуваадаг: 1) тодорхой тохиолдолд үүсэх талбарыг хэмжих, 2) тухайн талбараас тухайн биед нөлөөлж буй хүчийг хэмжих.

Хүчийг хэмжихийн тулд нэгдүгээрт, хүчний стандарт, хоёрдугаарт, бусад хүчийг энэ стандарттай харьцуулах аргыг бий болгох шаардлагатай.

Мэдэгдэж буй урттай сунгасан, сайн тодорхойлсон пүршийг (жишээлбэл, цилиндр спираль хэлбэртэй ган утсаар хийсэн) авцгаая. Хүчний стандартыг энэ пүрш нь тогтмол хурцадмал үед түүний аль нэг үзүүрт бэхлэгдсэн биед үйлчлэх хүчийг авч үзэх болно. Бусад хүчийг стандарттай харьцуулах нь хэмжилт юм.

Хүчийг хэмжих аргатай болсноор хүч ямар нөхцөлд үүсдэгийг тогтоож, тодорхой тохиолдолд тэдгээрийн хэмжээг олох боломжтой. Жишээлбэл, уян харимхай хүчийг судалснаар сунгасан цилиндр пүрш нь хэрвээ пүршийг хэт том сунгаагүй бол суналтын хэмжээтэй пропорциональ хүчийг үүсгэдэг болохыг тогтоож болно (Хүүкийн хууль). Хүчийг хэмжих ийм төхөөрөмжийг динамометр гэж нэрлэдэг (CGS систем дэх хүчний хэмжээсийн дагуу - dyne). Энэ хууль нь динамометрийн шалгалт тохируулгыг хялбаршуулдаг, учир нь зөвхөн хамгийн их хүч (дээрх хязгаар дотор) тохирох хурцадмал байдлыг тэмдэглэхэд хангалттай бөгөөд бүх динамометрийн хуваарийг тэнцүү хэсгүүдэд хуваана. Үүнтэй адилаар бусад төрлийн хэв гажилтын хувьд үүссэн уян хатан хүчний хэмжээ нь хэв гажилтын шинж чанар, хэмжээнээс хамаарах хамаарлыг тогтоох боломжтой.

Үүнтэй адил үрэлтийн хүчийг хэмжиж болно. Хэрэв та динамометрийг хөдөлж буй биед холбож, динамометрийн хурцадмал байдлыг тогтоовол бие нь шулуун, жигд хөдөлдөг бол үрэлтийн хүч нь динамометрээс үйлчилж буй хүчний эсрэг чиглэлд тэнцүү байх болно (мэдээжийн хэрэг, биед өөр ямар ч хүч ажиллахгүй бол).

Жишээлбэл, хаврын жин дээр биеийг жинлэх алдартай арга нь эдгээр биетүүдийн дэлхийн таталцлыг хэмжих боломжийг олгодог (гэхдээ жинлэх явцад бие нь байрладаг Дэлхий нь сонгосон "тогтмол" -той харьцуулахад хөдөлдөг тул зөвхөн ойролцоогоор. координатын систем бөгөөд энэ нь хэмжилтийн үр дүнг бага зэрэг гажуудуулдаг).

Шалгасны дараа Ньютоны хоёр дахь хууль Туршилтаар бид энэ хуулийн үндсэн дээр тухайн биед мэдэгдэж буй хүчийг ашиглан биеийн хурдатгалыг олох, эсвэл эсрэгээр нь мэдэгдэж байгаа хурдатгалыг ашиглан түүнд нөлөөлж буй хүчний нийлбэрийг, хэрэв ядаж нэг удаа олж болно. Энэ биеийн хувьд бид үйлчлэгч хүч болон дамжуулсан хүчний хурдатгалын аль алиныг нь нэгэн зэрэг тодорхойлно.

Биеийн жинг хэмжих аргыг бий болгоход Ньютоны хоёр дахь хуулийг ашигладаг (массын хэмжээ нь хүч ба хурдатгалын нэгэн зэрэг хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог) Ньютоны хоёр дахь хууль нь нэг талаас хурдатгалтай пропорциональ гэсэн мэдэгдлийг агуулдаг. хүч, нөгөө талаас, биеийн жинг бие махбодид үйлчилж буй хүчийг энэ хүчний өгсөн хурдатгалд харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлох.

Ньютон уян харимхай хүч, таталцлын хүчний тухай хуулийг боловсруулсан боловч илүү нарийн төвөгтэй хүчний мөн чанар, жишээлбэл, атомуудын хоорондох хүчний талаар бараг юу ч мэддэггүй гэдгийг энд онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Гэсэн хэдий ч тэрээр нэг дүрэм, бүх хүчний нийтлэг өмчийг олж мэдсэн нь түүний гурав дахь хуулийг бүрдүүлдэг.

"Үйл ажиллагааны хүч нь урвалын хүчтэй тэнцүү".

Одоо бид хуримтлуулсан мэдлэгийн туршлага дээр үндэслэн Ньютон юу анзаараагүйг тэмдэглэж болно, бид түүний томъёоллыг өнөөгийн шинжлэх ухаанд мэдэгдэж буй бүх төрлийн харилцан үйлчлэлийг харгалзан дүгнэж болно. Ньютоны гурав дахь хуулийн дагуу дурын хоёр бие, тухайлбал хоёр бөөм нь " түлхэх» бие биедээ ижил хүчээр эсрэг чиглэлд. Ньютон гэдэг нь зөвхөн тухайн үед мэдэгдэж байсан харилцан үйлчлэлийг хэлдэг байсан: таталцлын хүч ба уян хатан байдлын хүч. Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл шинжлэх ухааны тогтоосон бусад төрлийн харилцан үйлчлэлийн хувьд хууль хүчинтэй гэж бид одоо баталж чадна.

Ньютоны гурав дахь хуулийн өөр юу сонирхолтой вэ? Харилцан үйлчилдэг бөөмс өөр өөр масстай байг. Үүнээс юу гарах вэ? Хоёрдугаар хуульд зааснаар хүч нь цаг хугацааны импульсийн өөрчлөлттэй тэнцүү тул 1-р бөөмийн импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь 3-р хуулийн дагуу хоёр дахь бөөмийн импульсийн өөрчлөлтийн хурдтай тэнцүү байх болно. , өөрөөр хэлбэл

г х 1 /dt = - d х 2/дт.

Энэ нь, бүрэн өөрчлөлт 1-р бөөмийн импульс тэнцүү ба эсрэг байна бүрэн өөрчлөлтбөөмийн импульс 2. Өөрөөр хэлбэл хоёр бөөмийн нийт импульсийн нийлбэрийн өөрчлөлтийн хурд тэг байна

d(х 1 + х 2)/dt = 0.

Гэсэн хэдий ч харилцан үйлчлэлцдэг хоёр биеэс бүрдэх системийн тухай бидний асуудалд бид дотоод хүчнээс бусад хүч байхгүй гэж үзсэн гэдгийг санах нь зүйтэй. Ийнхүү харилцан үйлчлэгч биетүүдийн системд зөвхөн дотоод хүч байгаа тохиолдолд харилцан үйлчлэгч бөөмсийн системийн нийт импульс өөрчлөгдөөгүй хэвээр байдгийг бид олж мэдсэн. Энэхүү мэдэгдлийг илэрхийлж байна импульс хадгалагдах хууль. Үүнээс үзэхэд хэрэв бид хэмжигдэхүүнийг хэмжих эсвэл тоолох юм бол м 1v 1+м2v 2 + м 3v 3 +… , өөрөөр хэлбэл, бүх бөөмсийн импульсийн нийлбэр, дараа нь тэдгээрийн хооронд үйлчилж буй аливаа хүчний хувьд, тэдгээр нь хичнээн төвөгтэй байсан ч хамаагүй, нийт импульс нь хүчний үйл ажиллагааны өмнө болон дараа хоёулаа ижил үр дүнг авах ёстой. тогтмол хэвээр байна.

Ийнхүү гадны хүч байхгүй үед нийт импульс хадгалагдах хуулийг хэлбэрээр бичиж болно

м 1v 1+м2v 2 + м 3v 3 +…=const.

Учир нь бөөм бүрийн хувьд Ньютоны хоёр дахь хууль нь хэлбэртэй байдаг

f =d(м v)/dt,

дараа нь нийт хүчний аль нэг бүрэлдэхүүн хэсгийн хувьд, жишээлбэл, өгөгдсөн чиглэл X,

f x= d(mv x)/дт.

Яг ижил томъёог бичиж болно y, zбүрэлдэхүүн хэсэг.

Гэсэн хэдий ч, тусгаарлагдсан бөөмсийн системд гадны хүч, хүч байгаа бол эдгээр бүх гадны хүчний нийлбэр нь систем дэх бүх бөөмсийн нийт импульсийн өөрчлөлтийн хурдтай тэнцүү байх болно.

Үрэлт

Тиймээс, Ньютоны хуулиудыг жинхэнэ утгаар нь ойлгохын тулд бид хүчний шинж чанарыг хэлэлцэх ёстой; Энэ бүлгийн зорилго нь энэхүү хэлэлцүүлгийг эхлүүлж, Ньютоны хуулиудад нэмэлт зүйл оруулах явдал юм. Бид хурдатгалын шинж чанарууд болон бусад ижил төстэй ойлголтуудыг аль хэдийн мэддэг байсан бол одоо бид хүчний шинж чанаруудтай харьцах ёстой. Тэдгээрийн нарийн төвөгтэй байдлаас шалтгаалан энэ бүлэгт (өмнөхөөс ялгаатай нь) бид нарийн томъёолол хийхгүй. Тодорхой хүчээр эхлэхийн тулд агаарын нисдэг онгоцонд үзүүлэх эсэргүүцлийг анхаарч үзээрэй. Энэ хүчний хууль юу вэ? (Бид үүнийг олох үүрэгтэй; эцсийн эцэст бүх хүчинд хууль байдаг!) Энэ нь энгийн байх магадлал багатай. Онгоцны агаарын тоормосыг төсөөлөх нь зүйтэй - далавч дахь салхины исгэрэх, эргүүлэг, шуурга, их биений сэгсрэх болон бусад олон бэрхшээлүүд - энэ хууль нь энгийн бөгөөд тохиромжтой байх магадлал багатай гэдгийг ойлгох нь зүйтэй. Хамгийн гайхалтай нь хүч нь маш энгийн загвартай байдаг. F ≈ с·υ 2 (хурдны квадратын тогтмол үржвэр).

Энэ хууль бусадтай харьцуулахад ямар байр суурьтай байна вэ? Энэ нь хууль шиг үү? Ф = ма ? Огт үгүй. Нэгдүгээрт, энэ нь эмпирик бөгөөд салхин хонгилд бүдүүлэг хэмжилт хийх замаар олж авсан. Харин та эсэргүүцэж: “За, хууль Ф = ма бас эмпирик байж болно." Гэхдээ энэ нь үнэхээр гол зүйл мөн үү? Ялгаа нь эмпиризмд биш, харин бидний ойлгож байгаагаар энэ үрэлтийн хууль нь олон нөлөөллийн үр дүнд бий болсон бөгөөд үндсэндээ энгийн зүйл биш юм. Бид үүнийг хэдий чинээ их судална, төдий чинээ үнэн зөв хэмжинэ төдий чинээ их байна илүү хэцүү(үгүй илүү хялбар)тэр бидэнд өөрийгөө танилцуулах болно. Өөрөөр хэлбэл, агаарын хөлгийн тоормосны хуулийг гүнзгийрүүлэн судалснаар бид түүний "худал" гэдгийг улам бүр тодорхой ойлгох болно. Илүү гүнзгий харагдах тусам хэмжилтүүд илүү нарийвчлалтай, үнэн нь илүү төвөгтэй болдог; Энэ нь бидэнд энгийн үндсэн үйл явцын үр дүн мэт харагдахгүй (гэхдээ бид үүнийг анхнаасаа таамаглаж байсан). Маш бага хурдтай үед (жишээлбэл, онгоцонд хүрэх боломжгүй) хууль өөрчлөгддөг: тоормос нь хурдаас бараг шугаман байдлаар хамаардаг: эсвэл жишээлбэл, үрэлтийн улмаас бөмбөг (эсвэл агаарын бөмбөлөг эсвэл өөр зүйл) тоормослох. наалдамхай шингэнтэй (зөгийн бал гэх мэт) - энэ нь бага хурдтай хурдтай пропорциональ, гэхдээ их хурдтай үед эргүүлэг үүсэх үед (мэдээж зөгийн бал биш, харин ус эсвэл агаарт) ойролцоогоор пропорциональ байна. хурдны квадрат дахин үүснэ (F = с·υ 2 ); Цаашид хурд нэмэгдэх тусам энэ дүрэм үйлчлэхгүй. Та мэдээжийн хэрэг: "За, энд коэффициент бага зэрэг өөрчлөгддөг" гэж хэлж болно. Гэхдээ энэ бол зүгээр л заль мэх юм.

Хоёрдугаарт, бусад бэрхшээлүүд байдаг: энэ хүчийг далавч, их бие, сүүлний үрэлтийн хүч гэх мэт хэсэг болгон хуваах боломжтой юу? Мэдээжийн хэрэг, та онгоцны хэсгүүдэд нөлөөлж буй эргэлтийн моментуудыг олж мэдэх шаардлагатай бол та үүнийг хийж чадна, гэхдээ дараа нь далавчны үрэлтийн тусгай хууль гэх мэт хэрэгтэй. Тэгээд гайхалтай баримт нь тодорхой болно. жигүүрт ажиллах нь . нөгөө далавч, өөрөөр хэлбэл, хэрэв та онгоцыг салгаж, нэг далавчаа агаарт үлдээвэл; тэгвэл онгоц бүхэлдээ агаарт байсан бол хүч нь огт өөр байх болно; Шалтгаан нь мэдээж онгоцны хамрыг мөргөх салхи далавч руу урсаж, тоормосны хүчийг өөрчилдөг. Нисэх онгоц бүтээхэд тохиромжтой ийм энгийн, бүдүүлэг эмпирик хууль байгаа нь гайхамшиг мэт санагдаж байгаа ч энэ нь физикийн хуулиудын нэг биш юм. гол : Гүнзгийрэх тусам энэ нь улам бүр төвөгтэй болдог. Коэффициентийн хамаарлын талаархи зарим судалгаа -тайОнгоцны хамрын хэлбэр нь түүний энгийн байдлыг шууд устгадаг. Энгийн хараат байдал үлдсэнгүй. Энэ нь таталцлын хууль эсэхээс үл хамааран: энэ нь энгийн бөгөөд үүнийг улам гүнзгийрүүлэх нь зөвхөн үүнийг онцолж өгдөг.

Агаарт хурдан хөдөлгөөн эсвэл зөгийн бал удаан хөдөлгөөнөөс үүсдэг хоёр төрлийн үрэлтийн талаар бид дөнгөж сая ярилаа. Гэхдээ үрэлтийн өөр нэг төрөл байдаг - хуурай, эсвэл гулсах үрэлт: тэд нэг хатуу бие нөгөө рүү гулсах үед энэ тухай ярьдаг. Үргэлжлүүлэхийн тулд ийм биед хүч чадал хэрэгтэй. Үүнийг үрэлтийн хүч гэж нэрлэдэг. Үүний гарал үүсэл нь маш ойлгомжгүй асуулт юм. Атомын түвшинд харвал шүргэх гадаргуу нь тэгш бус байдаг. Холбоо барих цэгүүдэд атомууд наалддаг; бие дээр дарах үед холболт тасарч, чичиргээ үүсдэг (ямар ч тохиолдолд үүнтэй төстэй зүйл тохиолддог). Өмнө нь үрэлтийн механизм нь энгийн гэж үздэг байсан: гадаргуу нь жигд бусаар бүрхэгдсэн бөгөөд үрэлт нь эдгээр жигд бус байдал дээр гулсах хэсгүүдийг өргөсний үр дүн юм; гэхдээ энэ нь буруу, учир нь тэр үед эрчим хүчний алдагдал гарахгүй, гэхдээ үнэндээ үрэлтэд энерги зарцуулагддаг. Алдагдал механизм нь өөр өөр байдаг: гулсах үед жигд бус байдал нь бутарч, атомын чичиргээ, хөдөлгөөн үүсч, дулаан нь хоёр биед тархдаг. Эндээс харахад энэ үрэлтийг эмпирик байдлаар ойролцоогоор энгийн хуулиар тайлбарлаж болох нь маш гэнэтийн зүйл болж хувирав. Үрэлтийг даван туулах, нэг объектыг нөгөөгийн гадаргуугийн дагуу чирэхэд шаардагдах хүч нь контактын гадаргууд хэвийн (перпендикуляр) чиглэсэн хүчнээс хамаарна. Ойролцоогоор нэлээд сайн байхын тулд үрэлтийн хүч нь тогтмол коэффициенттэй хэвийн хүчтэй пропорциональ байна гэж бид үзэж болно.

F = μ·N, (12.1)

хаана μ - үрэлтийн коэффициент(Зураг 12.1).

Хэдийгээр μ коэффициент нь тийм ч тогтмол биш боловч энэ томъёо нь аливаа практик эсвэл инженерийн нөхцөлд хэр их хүч шаардагдахыг тооцоолох сайн дүрэм болж хувирдаг. Хөдөлгөөний хэвийн хүч эсвэл хурд нь маш их байх үед л хууль бүтэлгүйтдэг: хэт их дулаан ялгардаг. Эдгээр эмпирик хуулиудын аль нэг нь хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд үүнээс цааш ажиллахгүй гэдгийг ойлгох нь чухал юм.

Томъёоны ойролцоо хүчинтэй байдал F = μ·Nэнгийн туршлагаар нотлогдож болно. W жинтэй блокыг θ өнцгөөр налуу хавтгай дээр байрлуулцгаая. Блок өөрийн жингийн дор гулсах хүртэл онгоцыг эгц дээш өргөцгөөе. W sin θ хавтгай дээрх жингийн доош чиглэсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь үрэлтийн хүчтэй тэнцүү байна F,блок жигд гулсах үед. Хавтгайн хэвийн жингийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь W·cosθ; тэр бол ердийн хүч юм Н.Томъёо нь W·sin θ = болно μ· W·cosθ, хаанаас μ = sinθ/cosθ = тгθ. Энэ хуулийн дагуу онгоцны тодорхой налуу үед блок гулсаж эхэлдэг. Хэрэв блок нэмэлт жингээр ачаалагдсан бол томъёоны бүх хүч ижил хэмжээгээр нэмэгдэж, W нь томъёоноос гарах болно. Хэрэв үнэ цэнэ μ өөрчлөгдөөгүй бол ачаалагдсан блок дахин ижил хазайлтаар гулсах болно. Туршлагаас θ өнцгийг тодорхойлсны дараа блок илүү их жинтэй бол гулсах нь ижил налуу өнцгөөр эхэлдэг гэдэгт бид итгэлтэй байх болно. Хэдийгээр жин олон удаа нэмэгдсэн ч энэ дүрэм ажиглагдаж байна. Үрэлтийн коэффициент нь жингээс хамаардаггүй гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн.

Хэрэв та энэ туршилтыг хийвэл, налуугийн зөв өнцгөөр блок тасралтгүй гулсдаггүй, харин зогсолттой байдаг: нэг газар гацаж, нөгөө хэсэгт нь урагшлах болно. Энэ зан үйл нь үрэлтийн коэффициентийг зөвхөн ойролцоогоор тогтмол гэж тооцож болох шинж тэмдэг юм: энэ нь газар бүрт өөр өөр байдаг. Блок дээрх ачаалал өөрчлөгдөхөд адил тодорхойгүй зан төлөв ажиглагдаж байна. Үрэлтийн ялгаа нь гадаргуугийн хэсгүүдийн янз бүрийн гөлгөр, хатуулаг, шороо, зэв болон бусад гадны нөлөөллөөс үүсдэг. "Ган дээр ган", "зэс дээр зэс" гэх мэт үрэлтийн коэффициентүүдийг жагсаасан хүснэгтүүд нь эдгээр жижиг зүйлийг үл тоомсорлодог боловч үнэ цэнийг тодорхойлдог тул бүх луйвар юм. μ . "Зэс дээрх зэс" гэх мэтийн үрэлт нь үнэндээ "зэсэнд наалдсан бохирдуулагчийн эсрэг" үрэлт юм.

Тодорхойлсон төрлийн туршилтуудад үрэлт нь хурдаас бараг хамааралгүй байдаг. Олон хүмүүс объектыг хөдөлгөөнд оруулахын тулд даван туулах ёстой үрэлт (статик) нь аль хэдийн үүссэн хөдөлгөөнийг (гулсах үрэлт) хадгалахад шаардагдах хүчнээс их гэж үздэг. Гэхдээ хуурай металлын хувьд ямар ч ялгааг анзаарахад хэцүү байдаг. Энэ дүгнэлт нь тос, өөхний ул мөр байсан, эсвэл тулгуурыг хавар, эсвэл тулгуурт бэхэлсэн мэт уян хатан зүйлээр бэхэлсэн туршилтаас үүдэлтэй байж магадгүй юм.

Үрэлтийн талаархи тоон туршилтын нарийвчлалд хүрэх нь маш хэцүү бөгөөд технологийн хувьд ийм дүн шинжилгээ хийх нь асар их ач холбогдолтой байсан ч өнөөг хүртэл үрэлтийн талаар сайн дүн шинжилгээ хийгээгүй байна. Хэдийгээр хууль F = μ·NЭнэ нь стандарт гадаргуугийн хувьд бараг үнэн зөв байдаг тул энэ төрлийн хуулийн шалтгааныг үнэхээр ойлгодоггүй. Үүнийг харуулахын тулд μ хурдаас бага зэрэг хамаардаг, ялангуяа нарийн туршилт хийх шаардлагатай байдаг, учир нь доод гадаргуугийн хурдацтай чичиргээ нь илэрхий үрэлтийг ихээхэн бууруулдаг. Өндөр хурдтай туршилт хийхдээ биеийг чичрэхээс болгоомжлох хэрэгтэй, эс тэгвээс харагдах үрэлт тэр дороо буурах болно. Ямар ч тохиолдолд энэ үрэлтийн хууль нь асар их хүчин чармайлт гаргасан ч бүрэн ойлгогдоогүй, тодорхой болж чадахгүй байгаа хагас туршилтын хуулиудыг хэлдэг. Одоо бараг хэн ч хоёр бодисын хоорондох үрэлтийн коэффициентийг тооцоолж чадахгүй.

Хэмжих оролдлого гэж өмнө нь хэлсэн μ цэвэр бодисыг гулсуулах үед (зэс дээрх зэс) эргэлзээтэй үр дүнд хүргэдэг, учир нь холбогдох гадаргуу нь цэвэр зэс биш, харин исэл ба бусад бохирдуулагчийн холимог юм. Хэрэв бид бүрэн цэвэр зэс авахыг хүсч байгаа бол гадаргууг цэвэрлэж, өнгөлж, вакуум орчинд бодисыг хийгүй болгож, шаардлагатай бүх урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээг авбал энэ нь хэвээр байх болно. μ бид үүнийг авахгүй. Учир нь хоёр ширхэг зэс хоорондоо наалдаж, дараа нь онгоцыг доош нь доош нь тавь! Коэффицент μ , дунд зэргийн хатуу гадаргуугийн хувьд ихэвчлэн нэгээс бага байдаг, гэхдээ энд хэд хэдэн нэгж хүртэл ургадаг! Ийм гэнэтийн зан үйлийн шалтгаан нь: ...ижил төрлийн атомууд хүрэлцэх үед тэд өөр өөр зэсийн хэсгүүдэд харьяалагддаг гэдгээ “мэдэхгүй”. Хэрэв тэдгээрийн хооронд өөр атомууд (атом, исэл, тосолгооны материал, бохирдуулагчийн гадаргуугийн нимгэн давхарга) байсан бол зэсийн атомууд нь нэг хэсэг дээр эсвэл өөр өөр атомууд дээр байгаа эсэх нь "тодорхой" байх болно. Энэ нь зэсийн атомуудын хоорондох татах хүчнээс болж байгааг одоо санаарай зэсхатуу бодис бөгөөд яагаад цэвэр металлын үрэлтийн коэффициентийг зөв тодорхойлох боломжгүй байгааг та ойлгох болно.

Шилэн хавтан, шилээр хийсэн энгийн гэрийн туршилтанд ижил үзэгдэл ажиглагдаж байна. Шилийг тавган дээр тавиад гогцоо тавиад татах; энэ нь сайн гулсаж, үрэлтийн коэффициент мэдрэгддэг; Мэдээжийн хэрэг, энэ харьцаа бага зэрэг жигд бус боловч энэ нь харьцаа хэвээр байна. Одоо хавтан болон шилний ишийг чийгшүүлж, татах; тэд хамтдаа наалдсан гэдгийг та мэдрэх болно. Хэрэв та анхааралтай ажиглавал зураас ч олж болно. Баримт нь ус нь гадаргууг бөглөрдөг өөх тос болон бусад бодисыг зайлуулж чаддаг; Шилэн шилний цэвэрхэн контакт хэвээр байна. Энэ холбоо нь маш сайн тул үүнийг эвдэх нь тийм ч хялбар биш юм: үүнийг эвдэх нь шилний хэсгүүдийг урахаас илүү хэцүү байдаг тул зураас үүсдэг.

1) Ньютоны анхны хууль: Чөлөөт биетүүд жигд, шулуунаар хөдөлдөг инерциал гэж нэрлэгддэг ийм лавлах системүүд байдаг.

Механикийн анхны хууль буюу инерцийн хуулийг ихэвчлэн Галилео тогтоосон боловч Ньютон ерөнхий томъёоллыг өгсөн.

Чөлөөт бие -Тэд өөр ямар ч бие, талбайн нөлөөнд автдаггүй биеийг нэрлэдэг. Зарим асуудлыг шийдэхдээ гадны нөлөөлөл тэнцвэртэй байвал биеийг чөлөөтэй гэж үзэж болно.

Чөлөөт материалын цэг амарч байгаа эсвэл шулуун, жигд хөдөлдөг жишиг хүрээг гэнэ. инерцийн лавлагааны системүүд. Инерциал тооллын систем дэх чөлөөт материалын цэгийн шулуун ба жигд хөдөлгөөнийг гэнэ далайн эрэг. Ийм хөдөлгөөнтэй үед материалын цэгийн хурдны вектор тогтмол хэвээр байна ( = const). Амрах цэг нь инерцийн хөдөлгөөний онцгой тохиолдол юм ( =0).

Инерцийн лавлагааны системд амралт эсвэл жигд хөдөлгөөн нь байгалийн төлөв бөгөөд динамик нь энэ төлөвийн өөрчлөлтийг (жишээ нь, хүчний нөлөөн дор биеийн хурдатгалын дүр төрх) тайлбарлах ёстой. Бусад биетийн нөлөөнд автаагүй чөлөөт бие байхгүй. Гэсэн хэдий ч, зай нэмэгдэх тусам мэдэгдэж буй бүх харилцан үйлчлэл багасч байгаа тул ийм биеийг шаардлагатай нарийвчлалтайгаар хийж болно.

Чөлөөт бие хурдаа тогтмол барьдаггүй жишиг хүрээг нэрлэдэг инерциал бус. Инерцийн бус лавлагааны систем нь аливаа инерцийн лавлагааны системтэй харьцуулахад хурдатгалтай хөдөлдөг систем юм. Инерцийн бус жишиг системд чөлөөт бие ч хурдатгалтай хөдөлж болно.

Лавлах системийн жигд ба шулуун хөдөлгөөн нь түүнд тохиолддог механик үзэгдлийн явцад нөлөөлөхгүй. Ямар ч механик туршилтууд нь инерцийн жишиг хүрээний үлдсэн хэсгийг түүний жигд шулуун хөдөлгөөнөөс ялгах боломжийг олгодоггүй. Аливаа механик үзэгдлийн хувьд бүх анхны лавлах системүүд тэнцүү болж хувирдаг. Эдгээр мэдэгдлүүд нь илэрхийлэгддэг. харьцангуйн механик зарчим (Галилейгийн харьцангуйн зарчим)

Харьцангуйн зарчим нь харьцангуйн тусгай онол дахь байгалийн хамгийн ерөнхий хуулиудын нэг бөгөөд энэ нь цахилгаан соронзон болон оптик үзэгдлүүдийг хамардаг.

2) Масс, нягтрал, хүч чадал. Биеийн бусад биетэй харилцан үйлчлэлгүй үед хурдаа хадгалах чадварыг нэрлэдэгинерци. Хөрвүүлэлтийн хөдөлгөөн дэх биеийн инерцийн хэмжүүр болох физик хэмжигдэхүүнийг нэрлэдэг. Биеийн жинг килограммаар хэмждэг: . Масс нь дэлхийн таталцлын хуулийн дагуу биеийн бусад биетэй харилцах чадварыг тодорхойлдог. Эдгээр тохиолдолд масс нь таталцлын хэмжүүр болж ажилладаг бөгөөд үүнийг нэрлэдэг таталцлын масс.

Орчин үеийн физикийн хувьд тухайн биеийн инерцийн болон таталцлын массын утгыг тодорхойлох нь өндөр нарийвчлалтайгаар батлагдсан. Тиймээс тэд зүгээр л ярьдаг биеийн жин(м).

Ньютоны механикт ингэж үздэг

а) биеийн масс нь түүний бүрдэх бүх бөөмсийн (эсвэл материаллаг цэгүүдийн) массын нийлбэртэй тэнцүү;

б) өгөгдсөн биетүүдийн хувьд энэ нь үнэн Масс хадгалагдах хууль:Биеийн системд тохиолддог аливаа үйл явцын үед түүний масс өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Нэг төрлийн биеийн нягт нь . Нягтын нэгж 1 кг/м3.

Хүчээрвектор физик хэмжигдэхүүн гэж нэрлэгддэг бөгөөд энэ нь бусад бие эсвэл талбайн биед үзүүлэх механик нөлөөллийн хэмжүүр юм. Хүчний хэмжээ, чиглэл, үйлчлэх цэгийг өгвөл хүчийг бүрэн тодорхойлсон болно. Хүч чиглэсэн шулуун шугамыг нэрлэнэ.

хүчний үйл ажиллагааны шугам

Хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд бие нь хөдөлгөөний хурдаа өөрчилдөг (хурдатгал олж авдаг) эсвэл гажигтай болдог. Эдгээр туршилтын баримтууд дээр үндэслэн хүчийг хэмждэг.

Хүч бол хурд биш харин биеийн хурдатгалын шалтгаан юм. Бүх тохиолдолд хурдатгалын чиглэл нь хүчний чиглэлтэй давхцдаг боловч хурдны чиглэлтэй давхцдаггүй. Механикийн асуудлуудыг харгалзан үздэгтаталцлын хүч (таталцлын хүч) ба хоёр төрлийн цахилгаан соронзон хүч -Тэгээд уян харимхай хүч

үрэлтийн хүч.

3) Ньютоны хоёр дахь хууль

Ньютоны хоёр дахь хууль нь эргэн тойрон дахь биетүүдийн нөлөөллөөс үүссэн бөөмийн хөдөлгөөнийг дүрсэлж, бөөмийн хурдатгал, түүний масс болон эдгээр биетүүдийн түүн дээр үйлчлэх хүчний хоорондын хамаарлыг тогтоодог. Хэрэв m масстай бөөмийг хүрээлэн буй биетүүд хүчээр үйлчилдэг бол энэ бөөмс ийм хурдатгал авдаг.

, түүний масс ба хурдатгалын үржвэр нь ажиллах хүчинтэй тэнцүү байх болно.

Математикийн хувьд Ньютоны хоёр дахь хуулийг дараах байдлаар бичдэг.

Энэ хуульд үндэслэн хүчний нэгжийг тогтооно - 1 Н (ньютон). 1 N нь 1 кг жинтэй биед 1 м/с 2 хурдатгал өгөхийн тулд түүнд үйлчлэх хүч юм. Хүчтэй бол , тухайн бөөм дээр ямар биетүүд үйлчилдэг нь мэдэгдэж байгаа бол энэ бөөмд зориулан бичсэн Ньютоны 2-р хуулийн тэгшитгэлийг нэрлэнэ.

Ньютоны хоёр дахь хуулийг ихэвчлэн динамикийн үндсэн хууль гэж нэрлэдэг, учир нь шалтгааны зарчим нь математикийн хамгийн бүрэн илэрхийлэлийг олж, эцэст нь механикийн гол асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг бидэнд олгодог. Үүнийг хийхийн тулд та бөөмсийг тойрсон биетүүдийн аль нь түүнд чухал нөлөө үзүүлж байгааг олж мэдэх хэрэгтэй бөгөөд эдгээр үйлдэл бүрийг харгалзах хүчний хэлбэрээр илэрхийлж, энэ бөөмийн хөдөлгөөний тэгшитгэлийг бий болгох хэрэгтэй. Хөдөлгөөний тэгшитгэлээс (мэдэгдэж буй масстай) бөөмийн хурдатгал олддог. Мэдэх

хурдатгал нь түүний хурдаар, хурдны дараа - энэ бөөмийн байрлалыг ямар ч үед тодорхойлж болно.

Дадлагаас харахад Ньютоны хоёр дахь хуулийг ашиглан механикийн гол асуудлыг шийдэх нь үргэлж зөв үр дүнд хүргэдэг. Энэ бол Ньютоны хоёр дахь хуулийн хүчин төгөлдөр байдлын туршилтын баталгаа юм.

4) Ньютоны гурав дахь хууль.

Ньютоны гурав дахь хууль: Биеийн бие биендээ үйлчлэх хүч нь ижил хэмжээтэй бөгөөд нэг шулуун шугамд эсрэг чиглэлд чиглэгддэг.

Энэ нь хэрэв бие дээр байгаа гэсэн үг юм Абиеийн талаас INДараа нь бие дээр нэгэн зэрэг хүч үйлчилнэ INбиеийн талаас Ахүч ажиллах болно , ба = -.

Ньютоны хоёр дахь хуулийг ашиглан бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

Үүнийг дагадаг

өөрөөр хэлбэл хурдатгалын модулиудын харьцаа ба бие биетэйгээ харилцан үйлчлэлцдэг биетүүд нь тэдгээрийн массын урвуу харьцаагаар тодорхойлогддог бөгөөд тэдгээрийн хооронд үйлчилж буй хүчний шинж чанараас бүрэн хамааралгүй байдаг. Илүү их бие нь бага хурдатгал хүлээн авдаг бөгөөд хөнгөн бие нь илүү их хурдатгал авдаг.

Ньютоны гуравдахь хуульд дурдсан хүчнүүд өөр өөр биед үйлчилдэг тул бие биенээ тэнцвэржүүлж чадахгүй гэдгийг ойлгох нь чухал юм.

5) Ньютоны хуулиудын үр дүн

Ньютоны хуулиуд нь хүч ба массын ойлголтын мөн чанарыг илүү сайн ойлгох боломжийг олгодог харилцан уялдаатай хуулиудын систем юм. Хуулийн үр дагавар:

1. Хүч гэдэг нь бусад биетүүдийн өгөгдсөн бөөмд үзүүлэх нөлөөллийн хэмжүүр бөгөөд тэдгээрт хүрэх зай нэмэгдэх тусам буурч, тэг рүү чиглэдэг.