Табиғаттағы күштердің түрлері

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 кернеу деп 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:

Үйкелiс 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.

Бүкiл әлемдiк тартылыс заңы Денелердiң бiр-бiрiне тартылыс күшi осы денелердiң массаларының көбейтіндісіне тура пропорционал және денелердiң ара қашықтықтарының квадратына керi пропорционал болады мұндағы: - гравитациялық тұрақты деп аталады.Тартылыс күшi - центрлiк күштерге жатады, яғни денелердiң центрлерiн қосатын түзудiң бойымен бағытталады.Ньютонның бүкiл әлемдiк тартылыс заңымен анықталатын гравитациялық масса деген ұғым бар.Бұл масса денелердiң тартылыс өрiстерiн қоздыру және тартылыс өзгерiстерiнiң әсерiн сезiну қабiлетiн сипаттайды. Сонда бұл қандай масса? Дәл өлшеулердiң нәтижесiнде инерттiк масса гравитациялық массаға тең екенi анықталды. Сондықтан оларды ерекше бөлудiң қажетi жоқ. Денелердiң бiр-бiрiмен тартылу күшi материяның ерекше бiр түрi гравитациялық өрiс арқылы берiледi. Гравитациялық өрiстi сандық сипаттау үшiн гравитациялық өрiстiң кернеулігі деп аталатын шама енгiзiлген.

9. Ауырлық күші, үйкеліс күші, серпімділік күштері қоршаған ортаға қалай әсер етеді? Егер табиғатта мүндай күштер болмаса, не болар еді. Осы күштердің пайдасы мен зияны туралы не білесіз?

Күш - материалдық нүктеге немесе денеге басқа денелер немесе өрістер тарапынан болатын механикалық әсердің өлшемі.^[1]

Күнделікті өмірде біз «күш» ұғымы арқылы бір дененің екінші бір денеге әрекетін сипаттаймыз. Мысалы, қолдың допқа, желдің қайық желкеніне, магниттің темірге, судың жүзгішке әрекеті туралы айтуға болады. Сонымен қатар бұл ұғым ауыспалы мағынада да қолданылады.

Күш деп дененің басқа денелер тарапынан болатын әрекеттің нәтижесінде үдеу алатынын сипаттайтын және осы әрекеттің өлшемі болып табылатын физикалық шаманы айтады.^[2]

Тең әрекетті күш деп денеге бір мезгілде әрекет ететін бірнеше күштің әрекетіндей әрекет жасайтын күшті айтады.

«Білегі күшті бірді жығады, білімі күшті мыңды жығады»,«Көптің күші - бірлікте» деген аталы сөздердің терең мағынасын жеткізу үшін де күш ұғымы қолданылған. Күш ұғымы ғылымда да кеңінен қолданылады және ол физиканың негізгі ұғымдарының біріне жатады.
Инерция құбылысын карастыра отырып, басқа денелермен әрекеттеспейтін дене санак. денесіне қатысты түзу сызықты және бірқалыпты қозғалатынына көзімізді жеткіздік. Басқа денелермен әрекеттесу дененің жылдамдығының өзгеруіне әкеледі. Мысалы, қалақшамен ұшып бара жаткан теннис добының қозғалыс бағытын өзгертуге болады. Әткеншекті тербеткенімізде, онда отырған бала онымен бірге козғала бастайды (69,ә-сурет). Осы келтірілген мысалдар дененің басқа денелермен әрекеттесуі оның жылдамдығының өзгеруіне өкелетінін кәрсетеді.
Бұл жағдайда денелердің жылдамдығы күш әрекетінен өзгереді деп айту кабылданған. Сонымен, күш –денелердің өзара әрекеттесуін сипаттайтын шама.
Әр түрлі дененің козғалыс жылдамдығын бірдей шамаға өзгерту үшін оған әр түрлі күш түсіруіміз керек. Мысалы, автомобильді орнынан қозғалту үшін көп күш жұмсаймыз. Бос және жүгі бар арбаларды орнынан қозғалту үшін және олардын қозғалыс жылдамдығын бірдей шамаға өзгерту үшін оларға шамасы әр түрлі күш түсіреміз. Демек, күштің сан мөні көп те, аз да болуы мүмкін. Күш әрекеті сан мөніне (модуліне) ғана емес, оның бағытына да байланысты болады. Өздерің де ойын үстінде денелерге (допқа, шайбаға, т.б.) әсер ете отырып, өз ойларыңды жүзеге асыру үшін, Бұл әрекетке белгілі бір бағыт бересіңдер.Сонымен күш сандық мәнімен (модулімен) және бағытымен сипатталатын физикалық шама болып табылады. Күшті Ғ әрпімен белгілейді.
Сызбада күш ұшында бағыты кәрсетілген түзу кесінді түрінде беріледі. Кесіндінің ұзындығы шартты түрде қандай да бір таңдап алынған масштабтағы күштің шамасын көрсетеді. Оның бағыты күш әрекетінің бағытымен сәйкес келеді. Кесіндінің басы күштің түсірілу нүктесі болып табылады.
Күштің дененің қандай нүктесіне түсетінінің де мөні зор. Расында да, мұны есікті тұткасына және топсасына таяу нүктеге күш түсіріп ашканда байқауға болады.
SI жүйесінде күш бірлігіне ньютон (Н) алынған. Бұл күш бірлігі ағылшынның ұлы физигі Исаак Ньютонның құрметіне ньютон деп аталған. 1Н- массасы 1 кг дененің жыл-дамдығын 1 м/с-ка өзгертетін күш. Бұдан үлкен күш бірлігі- килоньютон (кН) да қолданылады.
Физика сиякты аукымды ғылым үшін жоғарыда келтірілген күштің анықтамасы оның күрделі мағынасын жеткілікті аша алмайды. Сондықтан Бұл ұғымға жоғары сыныптарда кайтадан оралатын боламыз.^[3]

Тең әсерлі күш[өңдеу]

Тең әсерлі күш – денеге әсер ететін күш жүйелерінің әсеріне тең эквивалентті күш.

Жинақталатын күштер жүйесінің тең әсер етуші күші - өзара перпендикуляр осьтердегі кұраушы күштердің қосындыларына тең, ал бағыты бағыттаушы косинустармен анықталады.

Кеңістіктегі үш жинақталған күштің тең әсер етуші күші (күштер параллелепипедінің ережесі) –– осы күштерге тұрғызылған параллелепипедтің диагоналімен бейнеленеді.^[1]

Ауырлық күші[өңдеу]

Толық мақаласы: Ауырлық күші

Ауырлық күші (, мұндағы m — дененің массасы, g — еркін түсу үдеуі, оның модулі шамамен 9,8 м/с²-ка тең) деп денелердің Жерге тартылу күшін айтады. Бұл күштің әрекетінен еркін денелер Жерге құлайды. Денелердің ауырлық күішінің әрекетінен ғана қозғалуын еркін түсу деп атайды. Мысалы, доптың ауада жерге түсуін еркін түсу деп есептеуге болады. (Ауырлық күшімен салыстырғанда ауаның кедергі күші азрақ болатындықтан, оны ескермеуге болады.)

Серпімділік күші[өңдеу]

Серпімділік күші деп дененің пішіні мен көлемі өзгерген кезде пайда болатын күшті айтады.

Бұл күш денелерді қысу, созу, майыстыру немесе бұрау кезінде пайда болады. Серпімділік күші әрқашан дененің пішіні мен өлшемдерінің өзгеруін тудырған күшке қарама-қарсы бағытталады.

Мысалы, серіппені қолымызбен қысып, одан кейін оны бос жібере салсақ, онда серіппеде туындайтын серпімділік күші оны бастапқы қалпына келтіреді.

Серпімді деформациялар кезінде денеде туындайтын серпімділік күші оның созылуына тура пропорционал: |F| = kΔl, бұл формула Гук заңын өрнектейді, мұндағы Ғ_серп— серпімділік күшінің модулі, k — қатаңдық немесе катаңдық коэффициенті, Δl =l - l₀ — дене ұзындығының өзгеруі

Үйкеліс күші[өңдеу]

Үйкеліс күші деп денелер тікелей жанасқанда пайда болатын күшті айтады және ол күш әрдайым жанасу бетінің бойымен қозгалыс бағытына қарама-қарсы жаққа қарай бағытталады.

Қарастырылатын дененің үйкеліс күші (F_үйк) екінші дененің бетін басып қысатын Р күшке (демек, тіректің N реакция күшінде), үйкелісетін беттердің материалы мен өңделу сапасына байланысты болады.

Тіректің реакция күші [өңдеу]

Тіректің реакция күші деп тіректің денеге әрекет ететін серпімділік кірітін айтады.. Үйкеліс күшінің модулі тіректің реакция күшіне тура пропорционал: , мұндағы — үйкеліс коэффициенті деп аталатын пропорционалдык коэффициент. Үйкеліс коэффициенті жанасатын беттер жұбының өңделу сапасы мен материалына байланысты болады. Табиғатта үйкеліс күші үш түрде керініс табады:

1. сырғанау үйкелісі (мысалы, конькишінің мұз бетімен сырғанауы кезінде),

2. домалау үйкелісі (бір дене екінші дененің бетімен домалау жағдайында туындайтын),

3. тыныштық үйкелісі (мысалы, дененің көлбеу жазықтықта жатуы). Үйкеліс күші, денелер беттерінің кедір-бұдырлығынан және жанасатын беттер молекулаларының езара тартылысынан туындайды.

Күштің шамасын динамометр деп аталатын құралдың көмегімен өлшенеді. Динамометрді пайдалану серпімді деформацияның шамасы (созылуы немесе сығылуы) түсірілген күшке тура пропорционал болуына негізделген. Сондықтан созылған серіппе ұзындығы бойынша күштің мәні туралы айта аламыз.

Теоремалар[өңдеу]

Үш күш туралы теорема - егер еркін қатты дене бір жазықтықта жатқан параллель емес үш күштің әсерінен тепе-теңдік қалыпта тұрса, онда бұл күштердің әсер ету сызығы бір нүктеде қиылысады.^[1]

Сыртқы күш [өңдеу]

Денелерге әсер ететін сыртқы күштер беттік, көлемдік, қадалған, таралған т.б. түрлерге ажыратылады. Поверхностаая сила - беттік күш деп денеге беті арқылы берілетін күшті айтады. Мысалы, арқалықтың не платаның тіреуіші тарапынан болатын қарсы әсер. Объемная сила - көлемдік куш деп дененің көлемі арқылы берілетін әрі оның ішкі нүктесіне түсірілетін күшті айтады. Мысалы, шомбал арқалықтың салмағы немесе үдемелі қозғалған денеде пайда болған инерция күштері. Көлемдік күш Н/м³ немесе кн/м³-пен өлшенеді. Сосредоточенная сила - қадалған күш деп өз өлшемімен салыстырғанда өте шағын бетке түсетін күшті атайды. Кейбір есептерде мұны нүктеге түсірілетін күш деп есептейді. Қадалған күш ньютонмен (Н), килоньютонмен (кН) және меганьютонмен (МН) өлшенеді. Распределенная нагрузка - таралған күш деп дене бетінің ауданына немесе беттік сызыққа әсер ететін салмақты айтады (мысалы, үй шатырына түсетін қар қысымы шатыр ауданына түгел жайылады). Т.к. қарқындылығымен сипатталады. Қарқындылық деп күштің бірлік ауданға немесе бірлік ұзындыққа түсірілген шамасын айтады. Т.к.-тің ауданға қатысты өлшем бірлігі Н/м²немесе кН/м², ал ұзыңдыққа қатысты Н/м немесе кН/м. Дененің бірлік ауданына не оның бөлігіне таралған күштің қарқындылығы бірдей болса, оны тең таралган күш дейді. Әсер ететін уақытына қарай күш тұрақты, үздіксіз, уақытша болып ажыратылады. Мысалы, темір жолдың көпірге түсіретін күші тұрақты, ал көпір үстімен өтетін поездың салмағы уақытша күш болып саналады. Әсер ету жылдамдығына қарай күш статикалық және динамикалық күштерге ажыратылады. Статикалық күштің әсер ету жылдамдығы баяу болады да, үдеу шамасы ескерілмейді, динамикалық күштің әсер ету жылдамдығы шапшан болғандықтан, бұл жағдайда үдеу жөне үйкеліс күштері ескеріледі.

Ішкі күш [өңдеу]

Дененің жеке бөліктері арасында өзара әсерлесу күші, і.к. қималар әдісімен (метод сечений) зерттеледі.

Инерция күші [өңдеу]

Инерция күші - векторлық шама. ʒ = ma, мүндағы m - материалды нүктенің массасы, a -оның үдеуі.

Кризистік күш [өңдеу]

Сырықтың тепе-теңдік қалпынан ауыткуына сөйкес келетін сығу күшінің ең аз мәні.

Бойлық күш [өңдеу]

Тік күш, созылу және сығылу кезінде білеудің көлденең қимасында пайда болатын ішкі күш. Бойлық күш сан мәні бойынша қиылған сырықтың кез келген бөлігінде (сол не оң), сырық өсіне әсер өтетін барлық сыртқы күштер проекциясының алгебралық қосындысына тең, яғни N = ΣҒ_lz. Созылу кезіңдегі Бойлық күшті оң деп санаймыз.

Ауырлық күш [өңдеу]

Кез келген денеге әсер ететін тұрақты күш P=mq, мұнда q -ауырлық күшінің үдеуі, m-массасы.

Серпімділік күш [өңдеу]

Гук заңына негізделіп кернеу деформацияға пропорционал. Мысалы, серіппе үшін с.к. F = сλ тең, мүндағы F-серіппенің ұзару (отыру) шамасы, С-серіпенің қатандықкоэффициенті (Н/м)

Тұтғыр үйкелісінің күші [өңдеу]

Жылдамдыққа байланысты, тұтқыр ортада дененің бояу қозғалысында әсер етеді. R = μV, мұңдағы V-дененің жылдамдығы, μ-кедергі коэффициенті.

Ауырлық күші — жер бетіне жақын орналасқан кез келген материялық бөлшекке әсер ететін күш (Р); Жердің айналуымен шартталған центрден тепкіш инерция күші мен дененің Жермен гравитациялық әсерлесуінің қорытқы күші.^[1]

Ауырлық күші (Р) Жердің тарту күші (F) мен оның тәуліктік айналуынан туатын центрден (орталықтан) тепкіш инерция күшінің (J) геометриялық қосындысына тең: Р = F+J. J күшінің полюстегі мәні нөлге, ал экватордағы мәні Р күшінің 1/288 бөлігіне тең. Сондықтан J күшінің үлесі тым аз болғандықтан, Ауырлық кұшінің шамасы негізінен Жердің тарту күші арқылы анықталады. Мөлшері Жер радиусымен салыстырғанда шағын аймақ үшін ауырлық күшінің бағыты Жердің белгілі бір нүктесіне түсірілген перпендикулярмен бағыттас.

Ал оның еркін түсу үдеуі (g) тұрақты шама болады. Бұл жағдайда ауырлық күшінің еркін түсу үдеуі (g) мен Жерге тартылатын дене массасының (m) көбейтіндісіне (mg) тең. Жер бетінен жоғары көтерілген сайын ауырлық күшінің шамасы да біртіндеп азая береді.^[2]

Жұмысы[өңдеу]

Ауырлық күшінің жұмысы – дененің ауырлық центрі биіктігінің өзгерісін сол дененің салмағына көбейткенге тең.^[1]

Денелердің ауырлық күші әрекетінен қозғалуы - Галилео Галилей өзінің жүргізген тәжірибелерімен барлық еркін денелер, өздерінің массаларына тәуелсіз жерге бірдей үдеумен түсетінін тағайындады. Ал Ньютон тұжырымдаған қозғалыс заңдары мен бүкіләлемдік тартылыс заңы еркін түсудің, яғни денелердің ауырлық күшіәрекетінен қозғалуының негізгі ерекшеліктерін түсіндіруге мүмкіндік берді.

Бүкіләлемдік тартылыс күші көрінісінің бірі—денелердід Жерге тартылу күші. Бұл күшті ауырлық күші деп атайды.

Бүкіләлемдік тартылыс заңына сәйкес денелердің Жерге тартылу күші

формуласымен өрнектеледі, мұндағы m — дененің массасы, М_ж—Жердің массасы, R—Жердің радиусы, һ—дененің Жер бетінен биіктігі.

Ауырлық күші денеге еркін түсу үдеуін тудырады. Ньютонның екінші заңына сәйкес:

формуланы ескере отырып, Жер бетінен һ биіктіктегі еркін түсу үдеуінің модулі үшін:

өрнегін аламыз, ал Жер бетінде (һ = 0)

болады.

формуладан еркін түсу үдеуінің дененің m массасына тәуелсіздігі, ал оның шамасының дене Жер бетінен көтерілген сайын азая беретіні байқалады. Алайда, егер дененің Жер бетінен көтерілу биіктігі 100 км-ден аспаса, онда Жер радиусымен салыстырғанда бұл биіктікті ескермеуге болады. 100 км-ге дейінгі биіктікте еркін түсу үдеуін шамамен 9,8 м/с²-ка тең деп есептеуге болады.

Әйтсе де Жер бетіндегі еркін түсу үдеуі барлық жерде бірдей емес. Жер дәл шар пішіндес болмағандықтан және оның өз осінен айналуы себепті, еркін түсу үдеуі Жердің географиялық ендігіне байланысты болады. Мысалы, полюсте еркін түсу үдеуі 9,83 м/с², экваторда 9,78 м/с², ал 45° ендікте 9,81 м/с². Ал біз есептеулерімізде еркін түсу үдеуін шамамен 9,8 м/с² -ка тең деп аламыз.

Үйкеліс күші - дененің тіреу бетімен сырғанаған кезінде әсер ететін күш; жанасатын денелердің сұйыктар немесе газдардың қабаттарынын салыстырмалы орын ауыстыруына кедергі жасайтын күш;^[1], электромагниттік күштер қатарына жатады. Дене беті тегіс болмайды. Бір дене екінші дененің бетімен қозғалғанда осы тегіс емес жерлер деформацияланады, үйкеліс күштері пайда болады.

Қатты денелер бірінің бетімен бірі қозғалғанда олардың арасында сұйық немесе газ тәрізді зат болмаса, онда пайда болатын үйкелісті құрғақ үйкеліс деп атайды. Құрғақ үйкеліс тыныштық үйкелісі және сырғанау үйкелісі болып екіге бөлінеді. Үйкелістің тербеліс үйкелісі деп аталатын түрі де кездеседі. Тыныштық үйкелісі мына формуламен анықталады: F_үйк=kN

Ал дене қозғалып бара жатқанда сырғанау үйкелісі пайда болады:

F_{сырғанау}=kN

мұндағы, N - тіректің денеге әсер ететін реакция күші; k - үйкеліс коэффиценті. Дененің жылдамдығы артқан сайын сырғанау үйкелісі азая түседі. Үйкелістің пайдалы әрі зиянды жақтары бар. Машиналардың көптеген бөлшектері бірімен бірі әсерлескенде олардың арасындағы үйкеліс зиянды болып шығады. Оны азайту мақсатында бөлшектерді майлайды. Кей кездері үйкеліс коэффициентін азайту мақсатында, сырғанау үйкелісін подшибниктерде қолданып, тербеліс үйкелісімен алмастырады.

Үйкеліс күшінің шеткі шамасы[өңдеу]

Үйкеліс күшінің шеткі шамасы. Үйкеліс коэффициенті мен (ƒ₀) нормаль қысымның (N) көбейтіндісіне тең болады:

F_шет = ƒ₀*N^[2]

Сырғанау үйкеліс күші[өңдеу]

Сырғанау үйкеліс күші - тіреу беті реакциясының жанама құраушысы беттерінің жанасу нүктелерімен сырғанау мүмкіндігіне қарсы бағытталған шама.

Шайқалу үйкеліс күші[өңдеу]

Шайқалу үйкеліс күші - жазық немесе доғал бетте сырғанаусыз домалайтын шар тәрізді немесе цилиндр пішінді денелерге әсер ететін үйкеліс күші.

Тыныштық үйкеліс күші[өңдеу]

Тыныштық үйкеліс күші - толық емес үйкелістің максималь күші.

Үйкеліс күші - шананы кара жолмен сүйрегеннен гөрі мұз бетімен немесе қар үстімен сүйреген ыңғайлы болатынын білесіңдер. Тетікбөлшектері майланбаған велосипедті тебу де, тұрмыстық жиһаздарды еден бетімен жылжыту да киынға түседі. Жол бойымен келе жаткан машинаның қозғалтқышын жүргізуші өшіргеннен кейін ол тоқтайды. Мұз айдынында конъки теуіп жүрген бала да, төбешіктен сырғанап түскен шана да, домалап келе жаткан доп та біраздан соң токтайтын болады.

Тәжірибелер бір дене екінші дененің бетімен қозғалған кезде козғалыс жылдамдығына қарама-қарсы бағытталған және дененің қозғалысына кедергі жасайтын күш пайда болатынын кәрсетеді.Бір денеекінші дененің бетімен қозғалған кезде пайда болатын күш үйкеліс күші деп аталады. F_үйк әрпімен белгіленеді.
Жанасатын денелердің бір-біріне қатысты козғалысына карай үйкеліс сырғанау үйкелісі, домалау үйкеліс және тыныштық үйкелісі болып бөлінеді. Бір дене екінші дененің бетімен сырғанаған жағдайда (мысалы, шаңғының қар үстімен сырғанауы) сырғанау үйкелісі туралы айтылады, донғалақтардың айналуы жағдайында домалау үйкеліс күші пайда болады. Егер денелер бір-біріне қатысты тыныштық қалпын сақтаса (мысалы, тас тау беткейінде жатыр), тыныштық үйкелісі туралы айтылады. Үйкелістің пайда болу себептерінің біріне жанасатын беттердің кедір-бұдыр болуы жатады. Соның салдарынан сансыз төмпешіктер бір-біріне ілінісіп, дененің сырғанауына (мүмкін болатын орын ауыстыруына) кедергі туғызады. Үйкелісті азайту үшін үйкелетін беттерді өңдейді. Алайда жанасатын беттер өте мұқият өңделген жағдайда олардың молекулаларының бір бөлігі бір-біріне өте жақын орналасады да, өзара әрекеттесу күштері байқала бастайды. Жанасатын беттер молекулаларының өзара тартылысы үйкелістің пайда болуының негізгі себебіне жатады.
Үйкелісті азайтудың мүмкін жолдарының бірі - үйкелетін беттерді майлау. Май қабаты үйкелетін денелер беттерінің арасын ажыратады да, олардың бір-біріне жанасуына кедергі жасайды.
Үйкелісті материалдардың тиісті түрін таңдау аркылы реттеуге болады. Мысалы, резеңкенің топырақ, асфальт, ағаш беттерімен ілінісуі ағаштың ағаш бетімен немесе металдың металл бетімен ілінісуіне карағанда күштірек. Сондыктан үйкелісті арттыру үшін кейбір тетік-бөлшектерді резеңкеден немесе негізі резеңке болып табылатын материалдардан жасайды. Жанасатын беттерді көбірек немесе азырақ күшпен қысу арқылы да үйкеліске әсер етуге болады. Үстел бетін алақандарыңмен жаймен, сонан соң қаттырақ басып жүргізіп кәріңдер. Өздерің де бұл кезде козғалысқа әрекет ететін кедергідегі айырмашылықты сезесіңдер. Сонымен үйкеліс жанасатын беттердің қандай материалдан жасалғандығына, олардың өңделу сапасына және бір беттің екінші бір бетке түсіретін қысым күшіне тәуелді болады екен. Үйкеліс көпте, аз да болуы мүмкін, яғни оны сандық жағынан сипаттауға болады. Бұл үшін динамометрге байланған ағаш білеушені горизонталь жаткан тақтай үстімен бірқалыпты козғалысқа келтірейік. Тарту күші мен үйкеліс күші бір-біріне тең болған кезде бірқалыпты козғалыс пайда болады. Сондықтан динамометрдің кәрсететін тарту күші үйкеліс күшінің модулін анықтайды. Біреудің үстіне әр түрлі жүк қоя отырып, оның тақтай бетіне түсіретін күшін өзгертуге болады. Бұл кезде үйкеліс күші де өзгереді. Дененің өзі жанасып тұрған бетке тік бағытта түсіретін күшін нормаль қысым күші деп атайды және оны N әрпімен белгілейді.дене горизонталь бетте жатқан жағдайда нормаль қысым күші денеге әрекет ететін ауырлық күшіне тең: N=mg. Жүргізілген көптеген төжірибелер үйкеліс күші қысым күшіне пропорционал екенін кәрсетеді:

F_үйк = μN.

мұндағы F_үйк - үйкеліс күші, ал үйкеліс коэффициенті деп аталатын шама. Үйкеліс коэффициенті жанасатын беттердің күйіне және үйкелетін материалдар тегіне байланысты болады. Әр түрлі материалдар жұбы үшін сырғанау үйкеліс коэффициентінің мәндері косымшадағы келтірілген. Алайда үйкеліс коэффициенті тек материалдың тегіне ғана емес, сондай-ақ олардың өңделу сапасына және басқа да жағдайларға байланысты болатынын ескерген жөн.

Серпімділік күші (Сила упругости) — деформацияланған дененің ұзаруына пропорционал және деформация салдарынан дене түйіршіктерінің орын ауыстыруына қарама-қарсы бағытталған күш.
Басқаша айтқанда, дене деформацияға ұшыраған кезде денеде белгілі бір күш пайда болады, сол күш әсерінен ол өзінін пішінін және бастапқы күйіне қайта келуге тырысады. Бұл күш атомдар мен молекулалар арасындағы электромагниттік әсерлесудің нәтижесінде пайда болады. Дәл сол күшті- серпімділік күші деп атайды.Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Машинажасау. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007. ISBN 9965-36-417-6</ref>

Жұмысы[өңдеу]

Серпімділік күшінің жұмысы – қатаңдық коэффицентімен деформацияның квадратының көбейтіндісінің жартысына тең.

Бүкіл әлемдік тартылыс заңы қалай ашылды? Ньютон осы заң арқылы не айтқысы келді? Ауа шарлары, ұшақ, тік ұшақтар Жердің гравитациясын жеңу үшін не істейді?

Бүкіл әлемдік тартылыс заңы, Ньютонның тартылыс заңы — кез келген материялық бөлшектер арасындағы тартылыс күшінің шамасын анықтайтын заң. Ол И. Ньютонның 1666 ж. шыққан “Натурал философияның математикалық негіздері” деген еңбегінде баяндалған. Бұл заң былай тұжырымдалады: кез келген материялық екі бөлшек бір-біріне өздерінің массаларының (m1, m2) көбейтіндісіне тура пропорционал, ал ара қашықтығының квадратына (r2) кері пропорционал күшпен (F) тартылады:, мұндағы G — гравитациялық тұрақты. Гравитациялық тұрақтының (G) сан мәнін 1798 ж. ағылшын ғалымы Г. Кавендиш анықтаған. Қазіргі дерек бойынша G=6,6745(8)Һ Һ10–8см3/гҺс2=6,6745(8)Һ

Һ10–11м3/кгҺс2. 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 (қ. 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 F₁₂ және F₂₁ 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. Мысалы, әрқайсысының массасы 100 кг, бір-бірінен қашықтығы 1 метр болатын екі дене бір-біріне шамамен 10⁻⁶ Н, яғни 10⁻⁴ Г күшпен өзара әсер етеді.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: