Դիտարկենք մեքենայի շարժումը: Օրինակ, եթե մեքենան յուրաքանչյուր քառորդ ժամում (15 րոպեում) անցնում է 15 կմ, յուրաքանչյուր կես ժամում (30 րոպեում)՝ 30 կմ և ամեն ժամում՝ 60 կմ, ապա այն համարվում է միատեսակ շարժվող:

Անհավասար շարժում.

Եթե ​​մարմինը անցնում է հավասար հեռավորություններ ժամանակի ցանկացած հավասար ընդմիջումներով, ապա նրա շարժումը համարվում է միատեսակ:

Միատեսակ շարժումը շատ հազվադեպ է: Երկիրը գրեթե հավասարաչափ պտտվում է Արեգակի շուրջը, մեկ տարվա ընթացքում Երկիրը մեկ պտույտ է կատարում Արեգակի շուրջ:

Գրեթե երբեք մեքենայի վարորդը չի կարողանում պահպանել շարժման միատեսակությունը. տարբեր պատճառներով անհրաժեշտ է արագացնել կամ դանդաղեցնել երթևեկությունը: Ժամացույցի սլաքների շարժումը (րոպե և ժամ) միայն թվում է միատեսակ, ինչը հեշտ է ստուգել՝ հետևելով երկրորդ սլաքի շարժմանը: Նա շարժվում է, իսկ հետո կանգ է առնում: Մյուս երկու սլաքները շարժվում են ճիշտ նույն կերպ, միայն դանդաղ, և, հետևաբար, նրանց ցնցումները չեն երևում: Գազերի մոլեկուլները, հարվածելով միմյանց, որոշ ժամանակ կանգ են առնում, հետո նորից արագանում։ Հաջորդ բախումների ժամանակ, արդեն այլ մոլեկուլների հետ, նրանք կրկին դանդաղեցնում են իրենց շարժումը տարածության մեջ։

Սրանք բոլորը անհավասար շարժման օրինակներ են: Այսպես է շարժվում գնացքը՝ հեռանալով կայարանից, անցնելով ավելի ու ավելի շատ ճանապարհների նույն ընդմիջումներով։ Դահուկորդը կամ դահուկորդը մրցումներում տարբեր ժամանակներում անցնում է հավասար ճանապարհներ: Ահա թե ինչպես է շարժվում օդ բարձրացող ինքնաթիռը, բացվող դուռը, ձյան փաթիլը, որը ընկնում է։

Եթե ​​մարմինը տարբեր ճանապարհներ է անցնում ժամանակի հավասար ընդմիջումներով, ապա նրա շարժումը կոչվում է անհավասար:

Անհավասար շարժումը կարելի է դիտարկել փորձարարական եղանակով։ Նկարում պատկերված է կաթիլիչով տրոլեյբուս, որից կաթիլները ընկնում են կանոնավոր ընդմիջումներով։ Երբ տրոլեյբուսը շարժվում է դրա վրա բեռի ազդեցության տակ, մենք տեսնում ենք, որ կաթիլների հետքերի միջև հեռավորությունները նույնը չեն։ Իսկ դա նշանակում է, որ ժամանակի նույն ընդմիջումներով սայլը անցնում է տարբեր ճանապարհներով։

Արագություն. Արագության միավորներ.

Մենք հաճախ ասում ենք, որ որոշ մարմիններ ավելի արագ են շարժվում, մյուսները՝ դանդաղ։ Օրինակ, զբոսաշրջիկը քայլում է մայրուղով, մեքենան շտապում է, ինքնաթիռը թռչում է օդում: Ենթադրենք, որ նրանք բոլորը շարժվում են միատեսակ, այնուամենայնիվ, այդ մարմինների շարժումը տարբեր կլինի։

Մեքենան ավելի արագ է, քան հետիոտնը, իսկ ինքնաթիռը ավելի արագ է, քան մեքենան: Ֆիզիկայի մեջ շարժման արագությունը բնութագրող մեծությունը կոչվում է արագություն։

Ենթադրենք, որ զբոսաշրջիկը 1 ժամում անցնում է 5 կմ, մեքենան՝ 90 կմ, իսկ ինքնաթիռի արագությունը ժամում 850 կմ է։

Մարմնի միատեսակ շարժումով արագությունը ցույց է տալիս, թե ինչ հեռավորություն է անցել մարմինը մեկ միավոր ժամանակում:

Այսպիսով, օգտագործելով արագություն հասկացությունը, այժմ կարող ենք ասել, որ զբոսաշրջիկը, մեքենան և ինքնաթիռը շարժվում են տարբեր արագություններով:

Միատեսակ շարժման դեպքում մարմնի արագությունը մնում է հաստատուն:

Եթե ​​հեծանվորդը անցնում է 5 վրկ 25 մ հավասար հեռավորություն, ապա նրա արագությունը հավասար կլինի 25մ/5վ = 5մ/վ։

Միատեսակ շարժման ժամանակ արագությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է որոշակի ժամանակահատվածում մարմնի անցած ճանապարհը բաժանել այս ժամանակահատվածի վրա.

արագություն = ճանապարհ/ժամանակ:

Արագությունը նշվում է v տառով, ուղին s է, ժամը՝ t։ Արագությունը գտնելու բանաձևը կունենա հետևյալ տեսքը.

Միատեսակ շարժման մեջ գտնվող մարմնի արագությունը քանակն է հարաբերակցությանը հավասարճանապարհ դեպի այն ժամանակը, որի համար անցել է այս ճանապարհը:

Միջազգային համակարգում (SI) արագությունը չափվում է վայրկյանում մետրերով (մ/վ):

Սա նշանակում է, որ արագության միավորը այնպիսի միատեսակ շարժման արագությունն է, որի ժամանակ մարմինը մեկ վայրկյանում անցնում է 1 մետրի հավասար տարածություն։

Մարմնի արագությունը կարող է չափվել նաև կիլոմետր/ժամ (կմ/ժ), կիլոմետր/վրկ (կմ/վ), սանտիմետր/վ (սմ/վ):

Օրինակ. Միատեսակ շարժվող գնացքը 2 ժամում անցնում է 108 կմ տարածություն։ Հաշվեք գնացքի արագությունը.

Այսպիսով, s = 108 կմ; t = 2 ժ; v=?

Լուծում. v = s/t, v = 108 կմ/2 ժ = 54 կմ/ժ: Պարզ և հեշտությամբ:

Հիմա եկեք արտահայտենք գնացքի արագությունը SI միավորներով, այսինքն՝ կիլոմետրերը կվերածենք մետրերի, իսկ ժամերը՝ վայրկյանների.

54 կմ/ժ = 54000 մ/ 3600 վ = 15 մ/վ:

Պատասխանել v = 54 կմ/ժ, կամ 15 մ/վ:

Այսպիսով, արագության թվային արժեքը կախված է ընտրված միավորից:

Արագությունը, բացի թվային արժեքից, ունի ուղղություն.

Օրինակ, եթե ցանկանում եք նշել, թե որտեղ է գտնվելու ինքնաթիռը 2 ժամ հետո՝ թռիչք կատարելով Վլադիվոստոկից, ապա պետք է նշեք ոչ միայն դրա արագության արժեքը, այլև նպատակակետը, այսինքն. նրա ուղղությունը։ Այն արժեքները, որոնք, բացի թվային արժեքից (մոդուլից), ունեն նաև ուղղություն, կոչվում են վեկտոր:

Արագությունը վեկտորային ֆիզիկական մեծություն է:

Բոլոր վեկտորային մեծությունները նշվում են համապատասխան տառերով սլաքով: Օրինակ՝ արագությունը v նշանով նշվում է սլաքով, իսկ արագության մոդուլը նույն տառով, բայց առանց v սլաքի։

Որոշ ֆիզիկական մեծություններ ուղղություն չունեն։ Դրանք բնութագրվում են միայն թվային արժեքով: Սրանք են ժամանակը, ծավալը, երկարությունը և այլն: Դրանք սկալյար են:

Եթե ​​մարմնի շարժման ընթացքում նրա արագությունը փոխվում է ճանապարհի մի հատվածից մյուսը, ապա նման շարժումը անհավասար է։ Մարմնի ոչ միատեսակ շարժումը բնութագրելու համար ներկայացվում է միջին արագություն հասկացությունը։

Օրինակ, Մոսկվայից Սանկտ Պետերբուրգ գնացքը շարժվում է 80 կմ/ժ արագությամբ։ Ի՞նչ արագություն նկատի ունեք: Ի վերջո, կանգառներում գնացքի արագությունը զրոյական է, կանգ առնելուց հետո այն մեծանում է, իսկ կանգառից առաջ նվազում է։

Այս դեպքում գնացքը շարժվում է անհավասարաչափ, ինչը նշանակում է, որ 80 կմ/ժ հավասար արագությունը գնացքի միջին արագությունն է։

Այն սահմանվում է մոտավորապես այնպես, ինչպես արագությունը միատեսակ շարժման մեջ:

Որոշելու համար Միջին արագությունըանհավասար շարժում ունեցող մարմինները, անհրաժեշտ է բաժանել անցած ամբողջ տարածությունը շարժման ամբողջ ժամանակի վրա.

Հարկ է հիշել, որ միայն միատեսակ շարժման դեպքում s/t հարաբերակցությունը ցանկացած ժամանակահատվածի համար կլինի հաստատուն:

Մարմնի անհավասար շարժման դեպքում միջին արագությունը բնութագրում է մարմնի շարժումը ամբողջ ժամանակահատվածում: Այն չի բացատրում, թե ինչպես է մարմինը շարժվել այս ընդմիջման տարբեր ժամանակներում:

Աղյուսակ 1-ում ներկայացված են որոշ մարմինների շարժման միջին արագությունները:

Աղյուսակ 1

Որոշ մարմինների շարժման միջին արագությունները, ձայնի, ռադիոալիքների և լույսի արագությունը։

Շարժման ճանապարհի և ժամանակի հաշվարկ:

Եթե ​​մարմնի արագությունը և ժամանակը հայտնի են միատեսակ շարժման համար, ապա կարելի է գտնել նրա անցած ճանապարհը:

Քանի որ v = s/t, ուղին որոշվում է բանաձևով

Միատեսակ շարժման մեջ գտնվող մարմնի անցած ճանապարհը որոշելու համար անհրաժեշտ է մարմնի արագությունը բազմապատկել շարժման ժամանակով:

Այժմ, իմանալով, որ s = vt, մենք կարող ենք գտնել այն ժամանակը, որի ընթացքում մարմինը շարժվել է, այսինքն.

Անհավասար շարժման ժամանակը որոշելու համար անհրաժեշտ է մարմնի անցած ճանապարհը բաժանել շարժման արագության վրա։

Եթե ​​մարմինը շարժվում է անհավասարաչափ, ապա, իմանալով նրա շարժման միջին արագությունը և այն ժամանակը, որի ընթացքում տեղի է ունենում այդ շարժումը, նրանք գտնում են ճանապարհը.

Օգտագործելով այս բանաձևը, կարող եք որոշել մարմնի անհավասար շարժման ժամանակը.

Իներցիա.

Դիտարկումներն ու փորձերը ցույց են տալիս, որ մարմնի արագությունն ինքնին չի կարող փոխվել։

Փորձ սայլերի հետ: Իներցիա.

Ֆուտբոլի գնդակը ընկած է խաղադաշտում: Ֆուտբոլիստը հարվածով նրան շարժման մեջ է դնում։ Բայց գնդակն ինքնին չի փոխի իր արագությունը և չի սկսի շարժվել, քանի դեռ այլ մարմիններ չեն գործել դրա վրա: Հրացանի տակառի մեջ մտցված փամփուշտը դուրս չի թռչի, քանի դեռ այն դուրս չի մղվել փոշու գազերի միջոցով:

Այսպիսով, և՛ գնդակը, և՛ գնդակը չունեն իրենց սեփական արագությունը, քանի դեռ այլ մարմիններ չեն գործել դրանց վրա։

Գետնին գլորվող ֆուտբոլի գնդակը կանգ է առնում գետնի վրա շփման պատճառով:

Մարմինը նվազեցնում է իր արագությունը և կանգ է առնում ոչ թե ինքնուրույն, այլ այլ մարմինների ազդեցության տակ։ Մեկ այլ մարմնի գործողության ներքո տեղի է ունենում նաև արագության ուղղության փոփոխություն։

Թենիսի գնդակը ռակետին հարվածելուց հետո փոխում է ուղղությունը: Հոկեյի փայտիկին հարվածելուց հետո թակոցը նույնպես փոխում է ուղղությունը: Գազի մոլեկուլի շարժման ուղղությունը փոխվում է, երբ այն հարվածում է մեկ այլ մոլեկուլի կամ նավի պատերին։

Նշանակում է, Մարմնի արագության (մեծության և ուղղության) փոփոխություն տեղի է ունենում նրա վրա մեկ այլ մարմնի գործողության արդյունքում։

Եկեք փորձ անենք։ Եկեք սեղանի վրա տեղադրենք տախտակը անկյան տակ: Լցնել սեղանի վրա, տախտակի վերջից մի փոքր հեռավորության վրա, ավազի բլուր: Տեղադրեք տրոլեյբուսը թեք տախտակի վրա: Սայլը, թեքված տախտակից ցած գլորվելով, արագ կանգ է առնում՝ հարվածելով ավազին։ Տրոլեյբուսի արագությունը շատ արագ նվազում է։ Նրա շարժումը անհավասար է:

Հավասարեցնենք ավազը և նորից ազատենք սայլը նախկին բարձրությունից։ Այժմ սայլը ավելի մեծ տարածություն կանցնի սեղանի վրա՝ նախքան կանգ առնելը: Նրա արագությունը փոխվում է ավելի դանդաղ, և շարժումը ավելի մոտ է դառնում համազգեստին:

Եթե ​​դուք ամբողջությամբ հանեք ավազը սայլի ճանապարհից, ապա սեղանի վրա միայն շփումը խոչընդոտ կհանդիսանա դրա շարժման համար: Դեպի կանգառ սայլը նույնիսկ ավելի դանդաղ է ընթանում, և այն ավելի շատ կշարժվի, քան առաջին և երկրորդ անգամները:

Այսպիսով, որքան փոքր է մեկ այլ մարմնի գործողությունը սայլի վրա, այնքան երկար է պահպանվում նրա շարժման արագությունը և ավելի մոտ է այն համազգեստին:

Ինչպե՞ս կշարժվի մարմինը, եթե այլ մարմիններ ընդհանրապես չեն գործում նրա վրա: Ինչպե՞ս կարելի է դա որոշել փորձով: Մարմինների շարժման ուսումնասիրության մանրակրկիտ փորձարկումներն առաջին անգամ իրականացրել է Գ.Գալիլեոն։ Նրանք թույլ տվեցին հաստատել, որ եթե մարմնի վրա այլ մարմիններ չեն գործում, ապա այն կա՛մ հանգստի վիճակում է, կա՛մ շարժվում է ուղիղ գծով և հավասարաչափ՝ Երկրի համեմատ:

Մարմնի արագության պահպանման երեւույթը նրա վրա գործող այլ մարմինների բացակայության դեպքում կոչվում է իներցիա.

Իներցիա- լատիներենից իներցիա- անշարժություն, անգործություն.

Այսպիսով, մարմնի շարժումը նրա վրա մեկ այլ մարմնի գործողության բացակայության դեպքում կոչվում է իներցիա։

Օրինակ՝ ատրճանակից արձակված փամփուշտը կթռչի՝ պահպանելով իր արագությունը, եթե դրա վրա չգործեր մեկ այլ մարմին՝ օդը (ավելի ճիշտ՝ դրա մեջ գտնվող գազի մոլեկուլները)։ Արդյունքում փամփուշտի արագությունը նվազում է։ Հեծանվորդը, կանգ առնելով ոտնակով, շարունակում է շարժվել։ Նա կկարողանար պահպանել իր շարժման արագությունը, եթե շփման ուժը չգործեր նրա վրա։

Այսպիսով, Եթե ​​մարմնի վրա այլ մարմիններ չեն գործում, ապա այն շարժվում է հաստատուն արագությամբ։

Հեռախոսային փոխազդեցություն.

Դուք արդեն գիտեք, որ անհավասար շարժման դեպքում մարմնի արագությունը ժամանակի ընթացքում փոխվում է։ Մարմնի արագության փոփոխությունը տեղի է ունենում մեկ այլ մարմնի ազդեցությամբ:

Փորձ սայլերի հետ: Սայլերը շարժվում են սեղանի համեմատ:

Եկեք փորձ անենք։ Սայլին ամրացնում ենք առաձգական ափսե։ Այնուհետև թեքեք և կապեք թելով։ Սեղանի համեմատ տրոլեյբուսը հանգստանում է: Արդյո՞ք սայլը կշարժվի, եթե առաձգական ափսեը ուղղվի:

Դա անելու համար կտրեք շարանը: Թիթեղը կուղղվի: Սայլը կմնա նույն տեղում։

Այնուհետեւ, թեքված ափսեին մոտ, մենք դնում ենք մեկ այլ նմանատիպ սայլ: Կրկին վառենք թելը։ Դրանից հետո երկու սայլերն էլ սկսում են շարժվել սեղանի համեմատ։ Նրանք գնում են տարբեր ուղղություններով:

Սայլի արագությունը փոխելու համար անհրաժեշտ էր երկրորդ մարմին։ Փորձը ցույց է տվել, որ մարմնի արագությունը փոխվում է միայն նրա վրա մեկ այլ մարմնի (երկրորդ սայլի) գործողության արդյունքում։ Մեր փորձով մենք նկատեցինք, որ երկրորդ սայլը նույնպես սկսեց շարժվել։ Երկուսն էլ սկսեցին շարժվել սեղանի համեմատ։

Նավի փորձ. Երկու նավակներն էլ շարժվում են։

տրոլեյբուսներ գործել միմյանց վրա, այսինքն՝ փոխազդում են։ Սա նշանակում է, որ մի մարմնի գործողությունը մյուսի վրա չի կարող լինել միակողմանի, երկու մարմիններն էլ գործում են միմյանց վրա, այսինքն՝ փոխազդում են։

Մենք դիտարկել ենք երկու մարմինների փոխազդեցության ամենապարզ դեպքը։ Երկու մարմիններն էլ (սայլերը) մինչև փոխազդեցությունը հանգստանում էին միմյանց նկատմամբ և սեղանի համեմատ:

Նավի փորձ. Նավակը մեկնում է ցատկին հակառակ ուղղությամբ։

Օրինակ՝ փամփուշտը նույնպես հանգստանում էր ատրճանակի համեմատ՝ նախքան կրակելը: Շփվելիս (կրակոցի ժամանակ) փամփուշտը և ատրճանակը շարժվում են տարբեր ուղղություններով։ Ստացվում է երեւույթը՝ վերադառնում։

Եթե ​​նավակի մեջ նստած մարդը հրում է իրենից մեկ այլ նավ, ապա փոխազդեցություն է տեղի ունենում։ Երկու նավակներն էլ շարժվում են։

Եթե ​​մարդը նավից ցատկում է ափ, ապա նավը շարժվում է ցատկին հակառակ ուղղությամբ։ Տղամարդը ազդել է նավակի վրա. Իր հերթին նավակը գործում է մարդու վրա։ Այն ձեռք է բերում արագություն, որն ուղղված է դեպի ափ։

Այսպիսով, փոխազդեցության արդյունքում երկու մարմիններն էլ կարող են փոխել իրենց արագությունը։

Մարմնի զանգված. Զանգվածային միավոր.

Երբ երկու մարմին փոխազդում են, առաջին և երկրորդ մարմինների արագությունները միշտ փոխվում են։

Փորձ սայլերի հետ: Մեկը մյուսից մեծ է։

Մի մարմին փոխազդեցությունից հետո ձեռք է բերում արագություն, որը կարող է զգալիորեն տարբերվել մեկ այլ մարմնի արագությունից: Օրինակ, աղեղն արձակելուց հետո նետի արագությունը շատ ավելի մեծ է, քան այն արագությունը, որը ձեռք է բերում աղեղային լարը փոխազդեցությունից հետո:

Ինչու է դա տեղի ունենում: Եկեք կատարենք 18-րդ պարբերությունում նկարագրված փորձը: Միայն հիմա, եկեք վերցնենք տարբեր չափերի սայլեր: Թելը այրվելուց հետո ճոպանուղիները շարժվում են տարբեր արագությամբ: Սայլը, որը փոխազդեցությունից հետո ավելի դանդաղ է շարժվում, կոչվում է ավելի զանգվածային. Նա ավելին ունի քաշը. Սայլը, որը փոխազդեցությունից հետո շարժվում է ավելի մեծ արագությամբ, ավելի փոքր զանգված ունի։ Սա նշանակում է, որ սայլերը տարբեր զանգվածներ ունեն։

Այն արագությունները, որոնք սայլերը ձեռք են բերել փոխազդեցության արդյունքում, կարող են չափվել։ Այս արագությունները օգտագործվում են փոխազդող սայլերի զանգվածները համեմատելու համար:

Օրինակ.Փոխազդեցությունից առաջ սայլերի արագությունները հավասար են զրոյի։ Փոխազդեցությունից հետո մի սայլի արագությունը հավասարվեց 10 մ/վրկ-ի, իսկ մյուսինը՝ 20 մ/վ։ Քանի որ երկրորդ սայլի կողմից ձեռք բերված արագությունը, Առաջինի արագությունից 2 անգամ, ապա դրա զանգվածը 2 անգամ փոքր է առաջին սայլի զանգվածից։

Եթե ​​փոխազդեցությունից հետո սկզբում հանգստացող սայլերի արագությունները նույնն են, ապա դրանց զանգվածները նույնն են։ Այսպիսով, Նկար 42-ում ցուցադրված փորձի ժամանակ փոխազդեցությունից հետո սայլերը իրարից հեռանում են հավասար արագությամբ: Հետեւաբար, նրանց զանգվածները նույնն էին: Եթե ​​փոխազդեցությունից հետո մարմինները ձեռք են բերել տարբեր արագություններ, ապա նրանց զանգվածները տարբեր են։

Կիլոգրամի միջազգային ստանդարտ. Նկարում՝ կիլոգրամի ստանդարտը ԱՄՆ-ում։

Քանի անգամ է առաջին մարմնի արագությունը մեծ (պակաս) երկրորդ մարմնի արագությունից, այդքան անգամ առաջին մարմնի զանգվածը փոքր (մեծ) է երկրորդի զանգվածից:

Ինչպես մարմնի արագության ավելի քիչ փոփոխություներբ փոխազդում է, այնքան մեծ է նրա զանգվածը: Նման մարմինը կոչվում է ավելի իներտ.

Եվ հակառակը, քան մարմնի արագության ավելի շատ փոփոխություններերբ փոխազդում է, որքան քիչ զանգված ունի, այնքան ավելի քիչայն իներտորեն.

Սա նշանակում է, որ բոլոր մարմիններին բնորոշ է փոխազդեցության ընթացքում իրենց արագությունը տարբեր կերպ փոխելու հատկությունը։ Այս գույքը կոչվում է իներցիա.

Մարմնի զանգվածը ֆիզիկական մեծություն է, որը բնութագրում է նրա իներցիան։

Պետք է իմանալ, որ ցանկացած մարմին՝ Երկիր, մարդ, գիրք և այլն։ - ունի զանգված.

Զանգվածը նշվում է մ տառով: SI զանգվածի միավորը կիլոգրամն է ( 1 կգ).

Կիլոգրամստանդարտի զանգվածն է: Ստանդարտը պատրաստված է երկու մետաղների համաձուլվածքից՝ պլատինե և իրիդիում: Կիլոգրամի միջազգային ստանդարտը պահպանվում է Սեւրում (Փարիզի մոտ)։ Միջազգային ստանդարտից պատրաստվել և ուղարկվել են ավելի քան 40 ճշգրիտ օրինակ տարբեր երկրներ. Միջազգային ստանդարտի կրկնօրինակներից մեկը մեր երկրում է՝ Չափագիտության ինստիտուտում։ Դ.Ի.Մենդելեևը Սանկտ Պետերբուրգում:

Գործնականում օգտագործվում են նաև զանգվածի այլ միավորներ. տոննա (Տ), գրամ (Գ), միլիգրամ (մգ).

1 տ	= 1000 կգ (10 3 կգ)	1 գ	= 0,001 կգ (10 -3 կգ)
1 կգ	= 1000 գ (10 3 գ)	1 մգ	= 0,001 գ (10 -3 գ)
1 կգ	= 1,000,000 մգ (10 6 մգ)	1 մգ	= 0,000001 կգ (10 -6 կգ)

Հետագայում ֆիզիկա ուսումնասիրելիս զանգված հասկացությունն ավելի խորը կբացահայտվի։

Կշեռքի վրա մարմնի քաշի չափում.

Մարմնի քաշը չափելու համար կարող է օգտագործվել 19-րդ կետում նկարագրված մեթոդը:

Ուսումնական կշեռքներ.

Համեմատելով փոխազդեցության ընթացքում մարմինների ձեռք բերած արագությունները՝ որոշեք, թե մի մարմնի զանգվածը քանի անգամ է մեծ (կամ պակաս) մյուսի զանգվածից։ Այս կերպ հնարավոր է չափել մարմնի զանգվածը, եթե հայտնի է փոխազդող մարմիններից մեկի զանգվածը։ Գիտության մեջ այսպես են սահմանվում զանգվածները երկնային մարմիններինչպես նաև մոլեկուլներ և ատոմներ:

Գործնականում մարմնի քաշը կարելի է չափել կշեռքի միջոցով: Կշեռքները տարբեր տեսակի են՝ ուսումնական, բժշկական, վերլուծական, դեղագործական, էլեկտրոնային և այլն։

Հատուկ կշիռների հավաքածու.

Հաշվի առեք մարզման կշեռքները: Նման կշեռքի հիմնական մասը ռոքերն է։ Ռոքերի մեջտեղում սլաք է կցվում՝ աջ կամ ձախ շարժվող ցուցիչ: Բաժակները կախված են ռոքերի ծայրերից: Ի՞նչ պայմանով կշեռքները կլինեն հավասարակշռության մեջ:

Փորձի մեջ օգտագործված տրոլեյբուսները տեղադրենք հավասարակշռման թավայի վրա (տես § 18): քանի որ փոխազդեցության ընթացքում սայլերը ձեռք են բերել նույն արագությունները, մենք պարզեցինք, որ դրանց զանգվածները նույնն են։ Հետեւաբար, կշեռքները հավասարակշռության մեջ կլինեն։ Սա նշանակում է, որ կշեռքի վրա ընկած մարմինների զանգվածները հավասար են միմյանց։

Այժմ կշեռքի մեկ թավայի վրա դնում ենք մարմինը, որի զանգվածը պետք է գտնել։ Մյուսի վրա կդնենք կշիռներ, որոնց զանգվածները հայտնի են, մինչև կշեռքը հավասարակշռվի։ Ուստի կշռված մարմնի զանգվածը հավասար կլինի կշիռների ընդհանուր զանգվածին։

Կշռելիս օգտագործվում է կշիռների հատուկ հավաքածու։

Տարբեր կշեռքներ նախատեսված են տարբեր մարմիններ կշռելու համար՝ և՛ շատ ծանր, և՛ շատ թեթև: Այսպես, օրինակ, վագոնի կշեռքի օգնությամբ կարելի է որոշել վագոնի զանգվածը 50 տոննայից մինչև 150 տոննա, մոծակի զանգվածը՝ 1 մգ, կարելի է գտնել անալիտիկ հաշվեկշռի միջոցով։

Նյութի խտությունը.

Կշռեք հավասար ծավալի երկու գլան: Մեկը ալյումին է, մյուսը՝ կապար։

Մեզ շրջապատող մարմինները կազմված են տարբեր նյութերից՝ փայտից, երկաթից, ռետինից և այլն։

Ցանկացած մարմնի զանգվածը կախված է ոչ միայն չափից, այլև նրանից, թե ինչ նյութից է այն բաղկացած։ Հետևաբար, նույն ծավալներն ունեցող, բայց տարբեր նյութերից բաղկացած մարմիններն ունեն տարբեր զանգվածներ։

Եկեք կատարենք այս փորձը: Կշռեք նույն ծավալով, բայց տարբեր նյութերից բաղկացած երկու բալոն: Օրինակ՝ մեկը ալյումին է, մյուսը՝ կապար։ Փորձը ցույց է տալիս, որ ալյումինի զանգվածը կապարից փոքր է, այսինքն՝ ալյումինը կապարից թեթև է։

Միևնույն ժամանակ տարբեր նյութերից կազմված նույն զանգվածներով մարմիններն ունեն տարբեր ծավալներ։

1 տոննա կշռող երկաթե գերանը զբաղեցնում է 0,13 խմ։ Իսկ 1 տոննա կշռող սառույցը 1,1 խմ ծավալ ունի։

Այսպիսով, 1 տ զանգվածով երկաթե ձողը զբաղեցնում է 0,13 մ 3 ծավալ, իսկ սառույցը նույն զանգվածով 1 տ՝ 1,1 մ 3 ծավալ։ Սառույցի ծավալը գրեթե 9 անգամ գերազանցում է երկաթե ձողի ծավալը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ տարբեր նյութեր կարող են ունենալ տարբեր խտություն:

Հետևում է, որ տարբեր նյութերից բաղկացած, օրինակ, 1 մ 3 ծավալ ունեցող մարմինները տարբեր զանգվածներ ունեն։ Օրինակ բերենք. 1 մ 3 ծավալով ալյումինն ունի 2700 կգ զանգված, նույն ծավալի կապարը՝ 11300 կգ։ Այսինքն՝ նույն ծավալով (1 մ 3) կապարն ունի ալյումինի զանգվածից մոտ 4 անգամ գերազանցող զանգված։

Խտությունը ցույց է տալիս, թե ինչ է նյութի զանգվածը՝ վերցված որոշակի ծավալով։

Ինչպե՞ս կարող եք գտնել նյութի խտությունը:

Օրինակ. Մարմարե սալիկն ունի 2մ 3 ծավալ, զանգվածը՝ 5400 կգ։ Անհրաժեշտ է որոշել մարմարի խտությունը:

Այսպիսով, մենք գիտենք, որ 2 մ 3 ծավալով մարմարը ունի 5400 կգ զանգված: Սա նշանակում է, որ 1 մ 3 մարմարը կունենա 2 անգամ պակաս զանգված։ Մեր դեպքում՝ 2700 կգ (5400: 2 = 2700): Այսպիսով, մարմարի խտությունը հավասար կլինի 2700 կգ-ի 1 մ 3-ի համար:

Այսպիսով, եթե հայտնի են մարմնի զանգվածը և դրա ծավալը, կարելի է որոշել խտությունը։

Նյութի խտությունը գտնելու համար անհրաժեշտ է մարմնի զանգվածը բաժանել նրա ծավալով։

Խտությունը ֆիզիկական մեծություն է, որը հավասար է մարմնի զանգվածի և դրա ծավալի հարաբերությանը.

խտություն = զանգված/ծավալ:

Այս արտահայտության մեջ ներառված մեծությունները նշում ենք տառերով՝ նյութի խտությունը՝ ρ (հունարեն «ro» տառ), մարմնի զանգվածը՝ m, ծավալը՝ V։ Այնուհետև ստանում ենք խտությունը հաշվելու բանաձևը.

Նյութի խտության SI միավորը կիլոգրամն է խորանարդ մետր(1 կգ / մ 3):

Նյութի խտությունը հաճախ արտահայտվում է գրամներով մեկ խորանարդ սանտիմետրով (1գ/սմ3)։

Եթե ​​նյութի խտությունը արտահայտված է կգ/մ 3-ով, ապա այն կարող է փոխակերպվել գ/սմ 3-ի հետևյալ կերպ.

Օրինակ. Արծաթի խտությունը 10500 կգ/մ 3 է։ Արտահայտեք այն գ/սմ 3-ով:

10,500 կգ \u003d 10,500,000 գ (կամ 10,5 * 10 6 գ),

1 մ3 \u003d 1,000,000 սմ 3 (կամ 10 6 սմ 3):

Այնուհետև ρ \u003d 10,500 կգ / մ 3 \u003d 10,5 * 10 6 / 10 6 գ / սմ 3 \u003d 10,5 գ / սմ 3:

Պետք է հիշել, որ նույն նյութի խտությունը պինդ, հեղուկ և գազային վիճակներում տարբեր է։ Այսպիսով, սառույցի խտությունը 900 կգ / մ 3 է, ջրի 1000 կգ / մ 3, իսկ ջրի գոլորշիները `0,590 կգ / մ 3: Չնայած սրանք բոլորը նույն նյութի վիճակներ են՝ ջուր։

Ստորև բերված են որոշ պինդ, հեղուկների և գազերի խտությունների աղյուսակներ:

աղյուսակ 2

Որոշ պինդ մարմինների խտություններ (ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման դեպքում, t = 20 °C)

Պինդ	ρ, կգ / մ 3	ρ, գ/սմ 3	Պինդ	ρ, կգ / մ 3	ρ, գ/սմ 3
Օսմիում	22 600	22,6	Մարմար	2700	2,7
Իրիդիում	22 400	22,4	Պատուհանի ապակի	2500	2,5
Պլատին	21 500	21,5	ճենապակե	2300	2,3
Ոսկի	19 300	19,3	Բետոն	2300	2,3
Առաջնորդել	11 300	11,3	Աղյուս	1800	1,8
Արծաթե	10 500	10,5	Ռաֆինացված շաքարավազ	1600	1,6
Պղինձ	8900	8,9	plexiglass	1200	1,2
փողային	8500	8,5	Կապրոն	1100	1,1
Պողպատ, երկաթ	7800	7,8	Պոլիէթիլեն	920	0,92
Անագ	7300	7,3	Պարաֆին	900	0,90
Ցինկ	7100	7,2	Սառույց	900	0,90
Չուգուն	7000	7	Կաղնու (չոր)	700	0,70
Կորունդ	4000	4	Սոճի (չոր)	400	0,40
Ալյումինե	2700	2,7	Խցանափայտ	240	0,24

Աղյուսակ 3

Որոշ հեղուկների խտություններ (ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման t=20 °C)

Աղյուսակ 4

Որոշ գազերի խտություն (ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման t=20 °C)

Զանգվածի և ծավալի հաշվարկն ըստ խտության.

Նյութերի խտության իմացությունը շատ կարևոր է տարբեր գործնական նպատակների համար։ Մեքենա նախագծելիս ինժեները կարող է նախապես հաշվարկել ապագա մեքենայի զանգվածը՝ ելնելով նյութի խտությունից և ծավալից։ Շինարարը կարող է որոշել, թե որքան է լինելու կառուցվող շենքի զանգվածը։

Ուստի, իմանալով նյութի խտությունը և մարմնի ծավալը, միշտ կարելի է որոշել դրա զանգվածը։

Քանի որ նյութի խտությունը կարելի է գտնել բանաձևով ρ = m/V, ապա այստեղից կարող եք գտնել զանգվածը i.e.

m = ρV.

Մարմնի զանգվածը հաշվարկելու համար, եթե հայտնի են նրա ծավալը և խտությունը, անհրաժեշտ է խտությունը բազմապատկել ծավալով։

Օրինակ.Որոշեք պողպատե մասի զանգվածը, ծավալը 120 սմ 3 է։

Համաձայն աղյուսակ 2-ի, մենք գտնում ենք, որ պողպատի խտությունը 7,8 գ/սմ 3 է: Եկեք գրենք խնդրի պայմանը և լուծենք այն։

Տրված է:

V \u003d 120 սմ 3;

ρ \u003d 7,8 գ / սմ 3;

Լուծում:

մ \u003d 120 սմ 3 7,8 գ / սմ 3 \u003d 936 գ:

Պատասխանել: մ= 936

Եթե ​​մարմնի զանգվածը և նրա խտությունը հայտնի են, ապա մարմնի ծավալը կարելի է արտահայտել բանաձևից m = ρV, այսինքն. մարմնի ծավալը կլինի.

V = m/ρ.

Մարմնի ծավալը հաշվարկելու համար, եթե հայտնի են նրա զանգվածը և խտությունը, անհրաժեշտ է զանգվածը բաժանել խտության վրա։

Օրինակ. Շիշը լցնող արեւածաղկի ձեթի զանգվածը 930 գ է, որոշեք շշի ծավալը։

Համաձայն աղյուսակ 3-ի՝ մենք գտնում ենք, որ արևածաղկի ձեթի խտությունը 0,93 գ/սմ 3 է:

Եկեք գրենք խնդրի պայմանը և լուծենք այն։

Տրված է.

ρ \u003d 0,93 գ / սմ 3

Լուծում:

V \u003d 930 / 0,93 գ / սմ 3 \u003d 1000 սմ 3 \u003d 1լ.

Պատասխանել: Վ= 1 լ.

Ծավալը որոշելու համար օգտագործվում է բանաձև, որպես կանոն, այն դեպքերում, երբ ծավալը դժվար է գտնել պարզ չափումների միջոցով:

Ուժ.

Մեզանից յուրաքանչյուրը մշտապես հանդիպում է միմյանց վրա մարմինների գործողության տարբեր դեպքերի։ Փոխազդեցության արդյունքում փոխվում է մարմնի շարժման արագությունը։ Դուք արդեն գիտեք, որ մարմնի արագությունը որքան շատ է փոխվում, այնքան փոքր է նրա զանգվածը: Սա ապացուցելու համար նայենք մի քանի օրինակների:

Մեր ձեռքերով տրոլեյբուսը հրելով՝ կարող ենք այն շարժման մեջ դնել։ Մարդու ձեռքի գործողության ներքո տրոլեյբուսի արագությունը փոխվում է։

Ջրի մեջ թաթախված խցանի վրա ընկած երկաթի կտորը ձգվում է մագնիսի միջոցով։ Երկաթի մի կտորն ու խցանը մագնիսի ազդեցությամբ փոխում են իրենց արագությունը։

Գործելով աղբյուրի վրա ձեր ձեռքով, դուք կարող եք սեղմել այն: Նախ՝ շարժման մեջ է մտնում գարնան վերջը։ Այնուհետեւ շարժումը փոխանցվում է իր մնացած մասերին։ Սեղմված զսպանակը, երբ ուղղվում է, կարող է, օրինակ, գնդակը շարժման մեջ դնել:

Երբ աղբյուրը սեղմվում է, մարդու ձեռքը գործող մարմինն էր: Երբ զսպանակը երկարացվում է, գործող մարմինը հենց զսպանակն է։ Այն շարժման մեջ է դնում գնդակը:

Ռակետով կամ ձեռքով կարող եք կանգնեցնել կամ փոխել թռչող գնդակի ուղղությունը:

Բերված բոլոր օրինակներում մի մարմին մեկ այլ մարմնի ազդեցությամբ սկսում է շարժվել, կանգ է առնում կամ փոխում է իր շարժման ուղղությունը։

Այսպիսով, Մարմնի արագությունը փոխվում է, երբ այն փոխազդում է այլ մարմինների հետ։

Հաճախ չի նշվում, թե որ մարմինը և ինչպես է այն գործել այս մարմնի վրա։ Դա պարզապես ասում է մարմնի վրա ազդող կամ կիրառվող ուժ. Այսպիսով, ուժը կարելի է համարել որպես արագության փոփոխության պատճառ։

Մեր ձեռքերով տրոլեյբուսը հրելով՝ կարող ենք այն շարժման մեջ դնել։

Փորձեք երկաթի կտորով և մագնիսով:

Գարնանային փորձ. Մենք գնդակը դրեցինք շարժման մեջ։

Փորձ ռակետի և թռչող գնդակի հետ:

Մարմնի վրա ազդող ուժը կարող է ոչ միայն փոխել նրա մարմնի, այլև առանձին մասերի արագությունը։

Հենարանների վրա ընկած տախտակը կախվում է, եթե մարդը նստում է դրա վրա:

Օրինակ, եթե մատներդ սեղմես ռետինի կամ պլաստիլինի կտորի վրա, այն կփոքրանա և կփոխի իր ձևը։ Այն կոչվում է դեֆորմացիա.

Դեֆորմացիան մարմնի ձևի և չափի ցանկացած փոփոխություն է:

Բերենք մեկ այլ օրինակ. Հենարանների վրա պառկած տախտակը կախվում է, եթե մարդը նստում է դրա վրա, կամ որևէ այլ բեռ: Տախտակի կեսը շարժվում է ավելի մեծ հեռավորության վրա, քան եզրերը:

Ուժի ազդեցությամբ տարբեր մարմինների արագությունը միաժամանակ կարող է փոխվել նույն կերպ։ Դրա համար անհրաժեշտ է տարբեր ուժեր կիրառել այդ մարմինների նկատմամբ։

Այսպիսով, բեռնատարը գործի դնելու համար ավելի շատ հզորություն է անհրաժեշտ, քան մեքենայի համար։ Սա նշանակում է, որ ուժի թվային արժեքը կարող է տարբեր լինել՝ մեծ կամ փոքր։ Ի՞նչ է ուժը:

Ուժը մարմինների փոխազդեցության չափանիշ է։

Ուժը ֆիզիկական մեծություն է, ինչը նշանակում է, որ այն կարելի է չափել:

Գծագրում ուժը ցուցադրվում է որպես ուղիղ գծի հատված՝ վերջում սլաքով:

Ուժը, ինչպես արագությունը, այն է վեկտորային քանակություն . Այն բնութագրվում է ոչ միայն թվային արժեքով, այլև ուղղվածությամբ։ Ուժը F տառով նշվում է սլաքով (ինչպես հիշում ենք, սլաքը ցույց է տալիս ուղղությունը), և դրա մոդուլը նույնպես F տառն է, բայց առանց սլաքի։

Ուժի մասին խոսելիս կարևոր է նշել, թե մարմնի որ կետին է կիրառվում գործող ուժը։

Գծագրում ուժը պատկերված է որպես ուղիղ գծի հատված՝ վերջում սլաքով: Հատվածի սկիզբը՝ Ա կետը ուժի կիրառման կետն է։ Հատվածի երկարությունը պայմանականորեն նշանակում է որոշակի մասշտաբի ուժի մոդուլ:

Այսպիսով, Մարմնի վրա ազդող ուժի արդյունքը կախված է նրա մոդուլից, ուղղությունից և կիրառման կետից։

Գրավչության ֆենոմեն. Ձգողականություն.

Քարը մեր ձեռքից բաց թողնենք – գետնին կընկնի։

Եթե ​​ձեռքիցդ քար բացես, այն գետնին կընկնի։ Նույնը տեղի կունենա ցանկացած այլ մարմնի հետ: Եթե ​​գնդակը նետվում է հորիզոնական ուղղությամբ, այն ուղիղ և հավասարաչափ չի թռչում: Նրա հետագիծը կլինի կոր գիծ:

Քարը թռչում է կոր գծով։

Երկրի արհեստական ​​արբանյակը նույնպես ուղիղ գծով չի թռչում, այն թռչում է Երկրի շուրջը։

Երկրի շուրջը արհեստական ​​արբանյակ է պտտվում.

Ինչո՞վ են պայմանավորված նկատվող երեւույթները։ Եվ ահա թե ինչ. Այդ մարմինների վրա գործում է ուժ՝ դեպի Երկիր ձգող ուժ: Երկրի նկատմամբ գրավչության պատճառով մարմինները ընկնում են, բարձրանում Երկրի վրա, այնուհետև իջնում: Եվ նաև այս գրավչության պատճառով մենք քայլում ենք Երկրի վրա և չենք թռչում դեպի անծայրածիր Տիեզերք, որտեղ շնչելու օդ չկա:

Ծառերի տերեւները ընկնում են գետնին, քանի որ հողը քաշում է նրանց։ Երկրի գրավչության պատճառով ջուրը հոսում է գետերում։

Երկիրը դեպի իրեն է ձգում ցանկացած մարմին՝ տներ, մարդիկ, Լուսինը, Արևը, ջուրը ծովերում և օվկիանոսներում և այլն: Իր հերթին Երկիրը ձգվում է այս բոլոր մարմիններով:

Գրավչություն գոյություն ունի ոչ միայն Երկրի և թվարկված մարմինների միջև։ Բոլոր մարմինները ձգվում են միմյանց: Լուսինն ու երկիրը ձգվում են միմյանց: Երկրի ձգումը դեպի Լուսին առաջացնում է ջրի մակընթացություն: Օվկիանոսներում և ծովերում ջրի հսկայական զանգվածներ օրական երկու անգամ բարձրանում են բազմաթիվ մետրերով: Դուք քաջատեղյակ եք, որ Երկիրը և մյուս մոլորակները շարժվում են Արեգակի շուրջ՝ ձգվելով դեպի այն և միմյանց:

Տիեզերքի բոլոր մարմինների ձգումը միմյանց նկատմամբ կոչվում է համընդհանուր ձգողականություն:

Անգլիացի գիտնական Իսահակ Նյուտոնն առաջինն է ապացուցել և հաստատել համընդհանուր ձգողության օրենքը։

Այս օրենքի համաձայն՝ Մարմինների միջև ձգողական ուժն ավելի մեծ է, այնքան մեծ է այդ մարմինների զանգվածը։ Մարմինների միջև ձգողական ուժերը նվազում են, քանի որ նրանց միջև հեռավորությունը մեծանում է:

Երկրի վրա ապրող բոլորի համար ամենակարևոր արժեքներից մեկը դեպի Երկիր ձգող ուժն է:

Այն ուժը, որով Երկիրը դեպի իրեն է քաշում մարմինը, կոչվում է ձգողականություն:

Ծանրության ուժը նշվում է F տառով` Ֆտյաժ ցուցիչով: Այն միշտ ուղղահայաց ներքև է ուղղում:

Երկրագունդը բևեռներում մի փոքր հարթեցված է, ուստի բևեռներում գտնվող մարմինները գտնվում են Երկրի կենտրոնից մի փոքր ավելի մոտ: Հետևաբար, բևեռում ձգողականությունը մի փոքր ավելի մեծ է, քան հասարակածում կամ այլ լայնություններում: Լեռան գագաթին ձգողության ուժը մի փոքր ավելի քիչ է, քան նրա ստորոտին:

Ծանրության ուժն ուղիղ համեմատական ​​է տվյալ մարմնի զանգվածին։

Եթե ​​համեմատենք տարբեր զանգվածներով երկու մարմին, ապա ավելի մեծ զանգված ունեցող մարմինն ավելի ծանր է։ Ավելի քիչ զանգված ունեցող մարմինն ավելի թեթև է։

Քանի անգամ է մի մարմնի զանգվածը մեծ մեկ այլ մարմնի զանգվածից, նույնքան անգամ է առաջին մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժը մեծ, քան երկրորդի վրա ազդող ծանրության ուժը: Երբ մարմինների զանգվածները նույնն են, ապա նրանց վրա ազդող ծանրության ուժերը նույնն են։

Էլաստիկ ուժ. Հուկի օրենքը.

Դուք արդեն գիտեք, որ Երկրի վրա բոլոր մարմինները ենթարկվում են գրավիտացիայի ազդեցությանը:

Սեղանի վրա պառկած գիրքը նույնպես ազդում է ձգողության ուժի վրա, բայց այն չի ընկնում սեղանի միջով, այլ գտնվում է հանգստի վիճակում: Եկեք մարմինը կախենք թելից։ Չի ընկնի։

Հուկի օրենքը. Փորձ.

Ինչո՞ւ են մարմինները հենվում հենարանի վրա կամ կախվում թելի վրա: Ըստ երևույթին, ձգողության ուժը հավասարակշռված է ինչ-որ այլ ուժով: Ի՞նչ է այս ուժը և որտեղի՞ց է այն գալիս:

Եկեք փորձ անենք։ Հորիզոնական տեղակայված տախտակի մեջտեղում, որը գտնվում է հենարանների վրա, մենք քաշ ենք դնում: Ձգողության ազդեցության տակ քաշը կսկսի շարժվել ներքև և թեքել տախտակը, այսինքն. տախտակը դեֆորմացված է. Այս դեպքում առաջանում է ուժ, որով տախտակը գործում է իր վրա գտնվող մարմնի վրա։ Այս փորձից մենք կարող ենք եզրակացնել, որ, բացի ուղղահայաց դեպի ներքև ուղղված ձգողականության ուժից, քաշի վրա գործում է մեկ այլ ուժ։ Այս ուժն ուղղված է ուղղահայաց դեպի վեր։ Նա հավասարակշռեց ձգողության ուժը: Այս ուժը կոչվում է առաձգականության ուժ.

Այսպիսով, այն ուժը, որն առաջանում է մարմնի մեջ նրա դեֆորմացիայի արդյունքում և ձգտում է մարմինը վերադարձնել իր սկզբնական դիրքին, կոչվում է առաձգական ուժ։

Առաձգական ուժը նշվում է F տառով Fupr ինդեքսով:

Որքան ուժեղ է հենարանը (տախտակը) թեքում, այնքան մեծ է առաձգական ուժը: Եթե ​​առաձգական ուժը հավասարվում է մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժին, ապա հենարանը և մարմինը կանգ են առնում։

Հիմա եկեք մարմինը կախենք թելից։ Թելը (կախոցը) ձգվում է։ Թելի (կախոցի), ինչպես նաև հենարանի մեջ առաջանում է առաձգական ուժ։ Երբ կախոցը ձգվում է, առաձգական ուժը հավասար կլինի ծանրության ուժին, ապա ձգումը դադարում է։ Առաձգական ուժն առաջանում է միայն այն ժամանակ, երբ մարմինները դեֆորմացվում են։ Եթե ​​մարմնի դեֆորմացիան վերանում է, ապա վերանում է նաև առաձգական ուժը։

Փորձեք թելով կախված մարմնի հետ:

Դեֆորմացիաներ են տեղի ունենում տարբեր տեսակներլարում, սեղմում, կտրում, ծռում և ոլորում:

Մենք արդեն հանդիպել ենք երկու տեսակի դեֆորմացիայի՝ սեղմման և ճկման։ Այս և այլ դեֆորմացիաների տեսակներն ավելի մանրամասն կուսումնասիրեք ավագ դպրոցում։

Այժմ փորձենք պարզել, թե ինչից է կախված առաձգական ուժը։

անգլիացի գիտնական Ռոբերտ Հուկ Նյուտոնի ժամանակակիցը պարզեց, թե ինչպես է առաձգական ուժը կախված դեֆորմացիայից:

Հաշվի առեք փորձը: Վերցրեք ռետինե լարը: Դրա մի ծայրը ամրացնում ենք եռոտանի մեջ։ Լարի սկզբնական երկարությունը լ 0 էր: Եթե ​​քաշով բաժակը կախեք լարի ազատ ծայրից, ապա լարը կերկարանա։ Նրա երկարությունը հավասար կլինի l-ի։ Լարի երկարացումը կարելի է գտնել այսպես.

Եթե ​​փոխեք գավաթի կշիռները, ապա կփոխվի նաև լարի երկարությունը, ինչը նշանակում է դրա երկարացում Δl:

Փորձը ցույց է տվել որ մարմնի ձգման (կամ սեղմման) առաձգական ուժի մոդուլն ուղիղ համեմատական ​​է մարմնի երկարության փոփոխությանը։

Սա Հուկի օրենքն է։ Հուկի օրենքը գրված է հետևյալ կերպ.

Fcontrol \u003d -kΔl,

Մարմնի կշիռն այն ուժն է, որով մարմինը, Երկրի հանդեպ ձգողականության պատճառով, գործում է հենարանի կամ կախոցի վրա։

որտեղ Δl-ը մարմնի երկարացումն է (նրա երկարության փոփոխությունը), k-ը՝ համաչափության գործակիցը, որը կոչվում է. կոշտություն.

Մարմնի կոշտությունը կախված է նրա ձևից և չափերից, ինչպես նաև այն նյութից, որից այն պատրաստված է։

Հուկի օրենքը գործում է միայն առաձգական դեֆորմացիայի դեպքում։ Եթե ​​մարմինը դեֆորմացնող ուժերի դադարից հետո այն վերադառնում է իր սկզբնական դիրքին, ապա դեֆորմացիան առաձգական.

Դուք ավելին կիմանաք ավագ դպրոցում Հուկի օրենքի և դեֆորմացիաների տեսակների մասին:

Մարմնի քաշը.

IN Առօրյա կյանքշատ հաճախ օգտագործվում է «քաշ» հասկացությունը: Փորձենք պարզել, թե որն է այս արժեքը: Փորձերի ժամանակ, երբ մարմինը դրվում էր հենարանի վրա, սեղմվում էր ոչ միայն հենարանը, այլև Երկրի կողմից ձգվող մարմինը։

Դեֆորմացված, սեղմված մարմինը սեղմում է հենարանի վրա մի ուժ, որը կոչվում է մարմնի քաշը . Եթե ​​մարմինը կախված է թելի վրա, ապա ձգվում է ոչ միայն թելը, այլ հենց մարմինը։

Մարմնի կշիռն այն ուժն է, որով մարմինը, Երկրի հանդեպ ձգողականության պատճառով, գործում է հենարանի կամ կախոցի վրա։

Մարմնի քաշը վեկտորային ֆիզիկական մեծություն է և այն նշվում է P տառով այս տառի վերևում գտնվող սլաքով, որը ցույց է տալիս դեպի աջ:

Այնուամենայնիվ, պետք է հիշել որ ծանրության ուժը կիրառվում է մարմնի վրա, իսկ քաշը կիրառվում է հենարանի կամ կախոցի վրա.

Եթե ​​մարմինը և հենարանը անշարժ են կամ շարժվում են միատեսակ և ուղղագիծ, ապա մարմնի քաշն իր թվային արժեքով. ուժին հավասարձգողականությունը, այսինքն.

P = Ft.

Պետք է հիշել, որ ձգողականությունը մարմնի և Երկրի փոխազդեցության արդյունք է։

Այսպիսով, մարմնի քաշը մարմնի և հենարանի (կախոցի) փոխազդեցության արդյունք է։ Հենարանը (կախոցը) և մարմինն այսպիսով դեֆորմացվում են, ինչը հանգեցնում է առաձգական ուժի առաջացմանը։

Ուժի միավորներ. Ձգողության և մարմնի զանգվածի միջև կապը:

Դուք արդեն գիտեք, որ ուժը ֆիզիկական մեծություն է: Բացի թվային արժեքից (մոդուլ) այն ունի ուղղություն, այսինքն՝ վեկտորային մեծություն է։

Ուժը, ինչպես ցանկացած ֆիզիկական մեծություն, կարելի է չափել՝ համեմատած ուժի հետ որպես միավոր։

Միավորներ ֆիզիկական մեծություններմիշտ պայմանականորեն ընտրիր. Այսպիսով, ցանկացած ուժ կարող է ընդունվել որպես ուժի միավոր։ Օրինակ՝ որպես ուժի միավոր կարող եք վերցնել որոշակի երկարությամբ ձգվող զսպանակի առաձգական ուժը։ Ուժի միավորը մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժն է։

Դու գիտես դա ուժառաջացնում է մարմնի արագության փոփոխություն. Ահա թե ինչու Ուժի միավորը այն ուժն է, որը փոխում է 1 կգ մարմնի արագությունը 1 մ/վ-ով 1 վրկ-ում։

Անգլիացի ֆիզիկոս Նյուտոնի պատվին այս միավորն անվանվել է Նյուտոն (1 Ն) Հաճախ օգտագործվում են այլ միավորներ կիլոնյուտոններ (kN), միլինյուտոններ (mN):

1kN=1000 N, 1N=0.001 kN։

Փորձենք որոշել ուժի մեծությունը 1 N-ում: Պարզված է, որ 1 N-ը մոտավորապես հավասար է ծանրության ուժին, որը գործում է 1/10 կգ, իսկ ավելի ճիշտ՝ 1/9,8 կգ զանգված ունեցող մարմնի վրա (այսինքն. մոտ 102 գ):

Պետք է հիշել, որ մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժը կախված է այն աշխարհագրական լայնությունից, որում գտնվում է մարմինը: Ձգողության ուժը փոխվում է Երկրի մակերեւույթից բարձրության փոփոխության հետ մեկտեղ:

Եթե ​​հայտնի է, որ ուժի միավորը 1 Ն է, ապա ինչպե՞ս հաշվարկել ծանրության ուժը, որը գործում է ցանկացած զանգվածի մարմնի վրա։

Հայտնի է, որ մի մարմնի զանգվածը քանի անգամ է մեծ մեկ այլ մարմնի զանգվածից, նույնքան անգամ է առաջին մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժը մեծ, քան երկրորդ մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժը։ Այսպիսով, եթե 1/9,8 կգ զանգվածով մարմնի վրա գործում է ծանրության ուժ, որը հավասար է 1 Ն, ապա 2/9,8 կգ քաշով մարմնի վրա կգործի 2 Ն-ի հավասար ծանրության ուժ։

5 / 9,8 կգ քաշով մարմնի վրա - ծանրության ուժը հավասար է - 5 N, 5,5 / 9,8 կգ - 5,5 N և այլն: 9,8 / 9,8 կգ քաշով մարմնի վրա - 9, 8 N:

Քանի որ 9,8 / 9,8 կգ \u003d 1 կգ, այնուհետև 1 կգ զանգված ունեցող մարմնի վրա կգործի 9,8 Ն-ի հավասար ծանրության ուժ.. 1 կգ զանգված ունեցող մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժի արժեքը կարելի է գրել հետևյալ կերպ՝ 9,8 Ն/կգ։

Այսպիսով, եթե 1 կգ զանգված ունեցող մարմնի վրա գործում է 9,8 N-ին հավասար ուժ, ապա 2 կգ զանգված ունեցող մարմնի վրա կգործի 2 անգամ ավելի մեծ ուժ։ Այն հավասար կլինի 19,6 N-ի և այլն։

Այսպիսով, ցանկացած զանգվածի մարմնի վրա ազդող ծանրության ուժը որոշելու համար անհրաժեշտ է 9,8 Ն/կգ բազմապատկել այս մարմնի զանգվածով։

Մարմնի քաշն արտահայտվում է կիլոգրամներով։ Այնուհետև մենք ստանում ենք, որ.

Ft = 9,8 Ն/կգ մ.

9,8 Ն / կգ արժեքը նշվում է g տառով, իսկ ծանրության բանաձևը կլինի.

որտեղ m-ը զանգված է, g կոչվում է ազատ անկման արագացում. (Ազատ անկման արագացման հայեցակարգը կտրվի 9-րդ դասարանում):

Խնդիրներ լուծելիս, որտեղ մեծ ճշգրտություն չի պահանջվում, g \u003d 9,8 Ն / կգ կլորացվում է մինչև 10 Ն / կգ:

Դուք արդեն գիտեք, որ P = Fstrand, եթե մարմինը և հենարանը անշարժ են կամ շարժվում են միատեսակ և ուղիղ գծով: Այսպիսով, մարմնի քաշը կարող է որոշվել բանաձևով.

Օրինակ. Սեղանին դրված է 1,5 կգ ջրով թեյնիկ։ Որոշեք թեյնիկի ծանրության ուժը և քաշը: Ցույց տվեք այս ուժերը նկար 68-ում:

Տրված է:

գ ≈ 10 Ն/կգ

Լուծում:

Ամուր \u003d P ≈ 10 N / կգ 1,5 կգ \u003d 15 N:

Պատասխանել Fstrand = P = 15 N:

Այժմ եկեք պատկերացնենք ուժերը գրաֆիկորեն: Եկեք ընտրենք սանդղակը. Թող 3 N-ը հավասար լինի 0,3 սմ երկարությամբ հատվածի:Այնուհետև 1,5 սմ երկարությամբ հատվածով պետք է գծել 15 N ուժ:

Պետք է նկատի ունենալ, որ ձգողականությունը գործում է մարմնի վրա և, հետևաբար, կիրառվում է հենց մարմնի վրա: Քաշը գործում է հենարանի կամ կախոցի վրա, այսինքն՝ կիրառվում է հենարանի վրա, մեր դեպքում՝ սեղանի վրա։

Դինամոմետր.

Ամենապարզ դինամոմետրը.

Գործնականում հաճախ անհրաժեշտ է չափել այն ուժը, որով մի մարմին գործում է մյուսի վրա։ Ուժը չափելու համար օգտագործվող գործիքը կոչվում է դինամոմետր (հունարենից. դինամիս- ուժ, մետրեո- չափել):

Դինամոմետրերը գալիս են տարբեր սարքերում: Դրանց հիմնական մասը պողպատե զսպանակ է, որին տրվում է այլ ձև՝ կախված սարքի նպատակից։ Ամենապարզ դինամոմետրի սարքը հիմնված է ցանկացած ուժի համեմատության վրա զսպանակի առաձգական ուժի հետ։

Ամենապարզ դինամոմետրը կարելի է պատրաստել սալիկի վրա ամրացված երկու կեռիկներով աղբյուրից: Զսպանակի ստորին ծայրին ցուցիչը կցվում է, իսկ տախտակի վրա սոսնձվում է թղթի շերտ:

Թղթի վրա գծիկով նշեք ցուցիչի դիրքը, երբ զսպանակը ձգված չէ։ Այս նշանը կլինի զրոյական բաժանումը:

Ձեռքի դինամոմետր - հզորության հաշվիչ:

Այնուհետև կեռիկից կկախենք 1/9,8 կգ, այսինքն՝ 102 գ քաշ։ Այս բեռի վրա կգործի 1 Ն ձգողական ուժ։ Այս ուժի (1 Ն) ազդեցությամբ զսպանակը կձգվի՝ սլաքը։ կիջնի: Թղթի վրա նշում ենք նրա նոր դիրքը և դնում 1 թիվը։ Դրանից հետո 204 գ զանգվածով բեռը կախում ենք և նշում 2։ Սա նշանակում է, որ այս դիրքում զսպանակի առաձգական ուժը 2 Ն է։ Կախվելով։ 306 գ զանգվածով բեռը նշում ենք 3, իսկ տ դ.

Նյուտոնի տասներորդներ կիրառելու համար անհրաժեշտ է կիրառել բաժանումներ՝ 0,1; 0.2; 0.3; 0.4 և այլն: Դրա համար յուրաքանչյուր ամբողջ թվի միջև հեռավորությունը բաժանվում է տասի հավասար մասեր. Դա կարելի է անել՝ հաշվի առնելով, որ զսպանակի Fupr-ի առաձգական ուժը մեծանում է այնքան անգամ, որքան մեծանում է նրա երկարացումը Δl։ Սա բխում է Հուկի օրենքից. Fupr \u003d kΔl, այսինքն՝ լարվածության ժամանակ մարմնի առաձգականության ուժը ուղիղ համեմատական ​​է մարմնի երկարության փոփոխությանը:

Ձգողական դինամոմետր.

Աստիճանավոր զսպանակը կլինի ամենապարզ դինամոմետրը:

Դինամոմետրի միջոցով չափվում է ոչ միայն ձգողականությունը, այլ նաև այլ ուժեր՝ առաձգական ուժ, շփման ուժ և այլն։

Այսպիսով, օրինակ, չափել մարդկային տարբեր մկանային խմբերի ուժը, բժշկական դինամոմետրեր.

Ձեռքը բռունցքի մեջ սեղմելիս ձեռքի մկանային ուժը չափելու համար ձեռնարկ դինամոմետր - հզորության հաշվիչ .

Օգտագործվում են նաև սնդիկ, հիդրավլիկ, էլեկտրական և այլ դինամոմետրեր։

Վերջերս լայնորեն կիրառվում են էլեկտրական դինամոմետրերը։ Նրանք ունեն սենսոր, որը դեֆորմացիան վերածում է էլեկտրական ազդանշանի։

Մեծ ուժերը չափելու համար, ինչպիսիք են, օրինակ, տրակտորների, տրակտորների, լոկոմոտիվների, ծովային և գետային քաշքշուկների ձգողական ուժերը, հատուկ ձգողական դինամոմետրեր . Նրանք կարող են ուժեր չափել մինչև մի քանի տասնյակ հազար նյուտոն:

Յուրաքանչյուր նման դեպքում հնարավոր է մարմնի վրա իրականում կիրառված մի քանի ուժեր փոխարինել մեկ ուժով, որն իր գործողությամբ համարժեք է այդ ուժերին:

Ուժ, որը մարմնի վրա նույն ազդեցությունն է թողնում, ինչ միաժամանակ մի քանիսը ակտիվ ուժեր, կոչվում է այս ուժերի արդյունք։

Գտե՛ք մարմնի վրա մեկ ուղիղ գծով ազդող այս երկու ուժերի արդյունքը մեկ ուղղությամբ:

Եկեք դիմենք փորձին. Աղբյուրին, մեկը մյուսի տակ, մենք կկախենք երկու կշիռ՝ 102 գ և 204 գ զանգվածով, այսինքն՝ 1 Ն և 2 Ն կշռող։ Նկատի ունեցեք, թե ինչ երկարությամբ է ձգվում զսպանակը։ Եկեք հանենք այս կշիռները և դրանք փոխարինենք մեկ քաշով, որը ձգում է զսպանակը նույն երկարությամբ։ Այս բեռի քաշը 3 Ն է:

Փորձը ցույց է տալիս, որ. նույն ուղղությամբ մեկ ուղիղ գծով ուղղված ուժերի արդյունքը, և դրա մոդուլը հավասար է բաղադրիչ ուժերի մոդուլների գումարին:

Նկարում մարմնի վրա ազդող ուժերի արդյունքը նշվում է R տառով, իսկ ուժի պայմանները՝ F 1 և F 2 տառերով։ Այս դեպքում

Այժմ պարզենք, թե ինչպես կարելի է գտնել մարմնի վրա մեկ ուղիղ գծով տարբեր ուղղություններով գործող երկու ուժերի արդյունքը: Մարմինը դինամոմետրային սեղան է։ Եկեք սեղանին դնենք 5 N քաշ, այսինքն. դրա վրա գործել դեպի ներքև ուղղված 5 N ուժով։ Սեղանին թել ենք կապում և վրան գործում դեպի վեր ուղղված 2 N-ին հավասար ուժով։ Այնուհետև դինամոմետրը ցույց կտա 3 N ուժ: Այս ուժը երկու ուժի արդյունք է՝ 5 N և 2N:

Այսպիսով, նույն ուղիղ գծում գործող երկու ուժերի արդյունք հակառակ կողմերը, ուղղված է բացարձակ արժեքով ավելի մեծ ուժին, և դրա մոդուլը հավասար է բաղադրիչ ուժերի մոդուլների տարբերությանը.(բրինձ):

Եթե ​​մարմնի վրա կիրառվում են երկու հավասար և հակադիր ուժեր, ապա այդ ուժերի արդյունքը զրո է: Օրինակ, եթե մեր փորձի ժամանակ ծայրը ձգվում է 5 Ն ուժով, ապա դինամոմետրի սլաքը կզրոյացվի: Այս դեպքում երկու ուժերի արդյունքը զրո է.

Սարից գլորված սահնակը շուտով կանգ է առնում։

Սահնակը, գլորվելով սարից, անհավասար շարժվում է հորիզոնական ճանապարհով, նրանց արագությունը աստիճանաբար նվազում է, և որոշ ժամանակ անց կանգ են առնում։ Մի մարդ, վեր վազելով, սահում է սառույցի վրա իր չմուշկով, բայց, որքան էլ սառույցը հարթ լինի, մարդը դեռ կանգ է առնում։ Հեծանիվը նույնպես կանգ է առնում, երբ հեծանվորդը դադարում է ոտնակով քայլել: Մենք գիտենք, որ ուժն է նման երեւույթների պատճառը։ Այս դեպքում դա շփման ուժն է։

Երբ մի մարմին շփվում է մյուսի հետ, ստացվում է փոխազդեցություն, որը կանխում է նրանց հարաբերական շարժումը, որը կոչվում է շփում. Եվ այն ուժը, որը բնութագրում է այս փոխազդեցությունը, կոչվում է շփման ուժ.

Շփման ուժ- սա ուժի մեկ այլ տեսակ է, որը տարբերվում է նախկինում դիտարկված ձգողականության և առաձգական ուժերից:

Շփման մեկ այլ պատճառ է շփվող մարմինների մոլեկուլների փոխադարձ ձգում։

Շփման ուժի առաջացումը հիմնականում պայմանավորված է առաջին պատճառով, երբ մարմինների մակերեսները կոպիտ են։ Բայց եթե մակերեսները լավ հղկված են, ապա երբ դրանք շփվում են, դրանց մոլեկուլներից մի քանիսը գտնվում են իրար շատ մոտ։ Այս դեպքում շփվող մարմինների մոլեկուլների միջև ձգողականությունը սկսում է նկատելիորեն դրսևորվել։

Փորձը բարի և դինամոմետրի հետ: Մենք չափում ենք շփման ուժը։

Շփման ուժը կարող է մի քանի անգամ կրճատվել, եթե քսող մակերևույթների միջև քսանյութ մտցվի: Քսայուղի շերտը բաժանում է քսող մարմինների մակերեսները: Այս դեպքում շփվում են ոչ թե մարմինների մակերեսները, այլ քսանյութի շերտերը։ Քսայուղը, շատ դեպքերում, հեղուկ է, իսկ հեղուկ շերտերի շփումը ավելի քիչ է, քան պինդ մակերեսներինը։ Օրինակ՝ չմուշկների վրա սառույցի վրա սահելիս ցածր շփումը բացատրվում է նաև քսանյութի ազդեցությամբ։ Չմուշկների և սառույցի միջև առաջանում է ջրի բարակ շերտ։ Տարբեր յուղեր լայնորեն օգտագործվում են ճարտարագիտության մեջ որպես քսանյութ:

ժամը սահողմի մարմին մյուսի մակերեսին, շփում կառաջանա, որը կոչվում է սահող շփում. Օրինակ, նման շփում տեղի կունենա, երբ սահնակներն ու դահուկները շարժվեն ձյան վրա:

Եթե ​​մի մարմինը չի սահում, այլ գլորվում է մյուսի մակերեսի վրա, ապա այս դեպքում առաջացող շփումը կոչվում է. պտտվող շփում . Այսպիսով, երբ վագոնի, մեքենայի անիվները շարժվում են, երբ գերանները կամ տակառները գլորվում են գետնին, առաջանում է գլորման շփում։

Շփման ուժը կարելի է չափել։ Օրինակ, փայտե բլոկի սահող շփման ուժը տախտակի կամ սեղանի վրա չափելու համար հարկավոր է դրան դինամոմետր ամրացնել։ Այնուհետև հավասարաչափ տեղափոխեք բլոկը տախտակի երկայնքով՝ դինամոմետրը հորիզոնական պահելով: Ի՞նչ ցույց կտա դինամոմետրը. Հորիզոնական ուղղությամբ բլոկի վրա գործում են երկու ուժեր. Մեկ ուժը դինամոմետրի զսպանակի առաձգական ուժն է՝ ուղղված շարժման ուղղությամբ։ Երկրորդ ուժը շփման ուժն է, որն ուղղված է շարժմանը: Քանի որ բլոկը շարժվում է միատեսակ, դա նշանակում է, որ այս երկու ուժերի արդյունքը զրո է: Հետևաբար, այս ուժերը մոդուլով հավասար են, բայց ուղղությամբ հակառակ: Դինամոմետրը ցույց է տալիս առաձգական ուժը (ձգող ուժ), որը մոդուլով հավասար է շփման ուժին:

Այսպիսով, չափելով այն ուժը, որով դինամոմետրը գործում է մարմնի վրա իր միատեսակ շարժման ժամանակ՝ չափում ենք շփման ուժը։

Եթե ​​քաշը, օրինակ՝ կշիռը, դրվում է ձողի վրա, և շփման ուժը չափվում է վերը նկարագրված մեթոդով, ապա այն ավելի մեծ կլինի, քան առանց բեռի չափված շփման ուժը:

Որքան մեծ է այն ուժը, որը ճնշում է մարմինը մակերեսին, այնքան մեծ է առաջացող շփման ուժը:

Փայտի բլոկ դնելով կլոր ձողիկների վրա՝ կարելի է չափել գլորվող շփման ուժը: Պարզվում է, որ այն ավելի քիչ է, քան սահող շփման ուժը:

Այսպիսով, հավասար բեռների դեպքում պտտվող շփման ուժը միշտ ավելի փոքր է, քան սահող շփման ուժը . Այդ պատճառով էլ հին ժամանակներում մարդիկ մեծ բեռներ քարշ տալու համար գլաններ էին օգտագործում, իսկ ավելի ուշ սկսեցին օգտագործել անիվը։

Հանգստի շփում.

Հանգստի շփում.

Մենք ծանոթացանք շփման ուժին, որն առաջանում է մի մարմնի շարժումից մյուսի մակերեսին։ Բայց հնարավո՞ր է արդյոք խոսել շփվող պինդ մարմինների շփման ուժի մասին, եթե դրանք գտնվում են հանգստի վիճակում։

Երբ մարմինը հանգստի վիճակում է թեք հարթության վրա, այն պահվում է նրա վրա շփման միջոցով: Իսկապես, եթե շփում չլիներ, ապա մարմինը ձգողականության ազդեցությամբ կսահեր թեք հարթության վրա: Դիտարկենք այն դեպքը, երբ մարմինը հանգստանում է հորիզոնական հարթության վրա։ Օրինակ, հատակին կա զգեստապահարան: Փորձենք տեղափոխել այն։ Եթե ​​պահարանը թեթեւ սեղմվի, ուրեմն այն տեղից չի շարժվի։ Ինչո՞ւ։ Գործող ուժն այս դեպքում հավասարակշռված է հատակի և պահարանի ոտքերի միջև շփման ուժով: Քանի որ այս ուժը գոյություն ունի միմյանց նկատմամբ հանգստի վիճակում գտնվող մարմինների միջև, այդ ուժը կոչվում է ստատիկ շփման ուժ:

Բնության և տեխնիկայի մեջ շփումը ունի մեծ նշանակություն. Շփումը կարող է օգտակար և վնասակար լինել: Երբ օգտակար է, փորձում են ավելացնել, երբ վնասակար է՝ նվազեցնել։

Առանց հանգստի շփման, ոչ մարդիկ, ոչ կենդանիները չէին կարողանա քայլել գետնին, քանի որ քայլելիս մենք հրվում ենք գետնից: Երբ կոշիկի ներբանի և գետնի (կամ սառույցի) միջև շփումը փոքր է, օրինակ՝ սառցե պայմաններում, գետնից շատ դժվար է հրել, ոտքերը սահում են։ Որպեսզի ոտքերը չսահեն, մայթերը ավազով են ցողվում։ Սա մեծացնում է կոշիկի ներբանի և սառույցի միջև շփման ուժը:

Եթե ​​շփում չլիներ, առարկաները ձեռքից դուրս կսայթաքեին։

Շփման ուժը արգելակելիս կանգնեցնում է մեքենան, բայց առանց շփման այն չէր կարող կանգնել տեղում, սահում էր։ Շփումը մեծացնելու համար մեքենայի անվադողերի մակերեսը պատրաստված է շերտավոր ելուստներով: Ձմռանը, երբ ճանապարհը հատկապես սայթաքուն է, այն ցողում են ավազով և մաքրում մերկասառույցից։

Շատ բույսեր և կենդանիներ ունեն տարբեր օրգաններ, որոնք ծառայում են բռնելու համար (բույսերի ալեհավաքները, փղի բունը, մագլցող կենդանիների համառ պոչերը): Նրանք բոլորն ունեն կոպիտ մակերես՝ շփումը մեծացնելու համար։

Տեղադրեք . Ներդիրները պատրաստված են կոշտ մետաղներից՝ բրոնզից, չուգունից կամ պողպատից։ Դրանց ներքին մակերեսը պատված է հատուկ նյութերով, առավել հաճախ՝ բաբիտով (այն կապարի կամ անագի համաձուլվածք է այլ մետաղների հետ) և քսում։ Առանցքակալներ, որոնցում լիսեռը պտտման ժամանակ սահում է թփի մակերևույթի վրայով, կոչվում են պարզ առանցքակալներ.

Մենք գիտենք, որ նույն բեռի տակ գլորվող շփման ուժը շատ ավելի քիչ է, քան սահող շփման ուժը: Այս երևույթը հիմնված է գնդիկավոր և գլանային առանցքակալների օգտագործման վրա: Նման առանցքակալներում պտտվող լիսեռը չի սահում ֆիքսված կրող կեղևի վրայով, այլ գլորվում է դրա երկայնքով պողպատե գնդերի կամ գլանափաթեթների վրա:

Ամենապարզ գնդիկավոր և գլանային առանցքակալների սարքը ներկայացված է նկարում: Առանցքի վրա ամրացված է կրող ներքին օղակը՝ պատրաստված կոշտ պողպատից։ Արտաքին օղակը ամրացված է մեքենայի մարմնի մեջ: Երբ լիսեռը պտտվում է, ներքին օղակը գլորվում է գնդերի կամ գլանների վրա օղակների միջև: Մեքենայում պարզ առանցքակալները գնդիկավոր կամ գլանաձողերով փոխարինելը կարող է նվազեցնել շփման ուժը 20-30 անգամ:

Գնդիկավոր և գլանային առանցքակալները օգտագործվում են տարբեր մեքենաներում` մեքենաներ, խառատահաստոցներ, էլեկտրական շարժիչներ, հեծանիվներ և այլն: Առանց առանցքակալների (օգտագործում են շփում) անհնար է պատկերացնել ժամանակակից արդյունաբերությունը և տրանսպորտը:

195. Սեղանին գիրք կա։ Ո՞ր մարմինների հետ է այն փոխազդում: Ինչու՞ է գիրքը հանգստանում:
Սեղանին դրված գիրքը փոխազդում է Երկրի և սեղանի հետ: Այն հանգիստ վիճակում է, քանի որ այդ փոխազդեցությունները հավասարակշռված են:

196. Ինչ մարմինների փոխազդեցությունը որոշում է ամպերի շարժումը. աղեղից արձակված նետ; արկ ատրճանակի տակառի ներսում կրակելիս; պտտել հողմատուրբինի թեւերը.
Ամպի մեջ մտնող ջրի կաթիլների փոխազդեցությունը օդային հոսանքների և Երկրի հետ:
Փոխազդեցություն աղեղի, Երկրի և օդի հետ:
Փոխազդեցություն վառոդի պայթյունի արդյունքում առաջացած գազերի, հրացանի տակառի, նրա մահճակալի և Երկրի հետ։
Ջրաղացի թեւերի փոխազդեցությունը մոտեցող օդային հոսքի հետ.

197. Տվեք 3-5 մարմինների անուններ, որոնց հետ փոխազդեցության արդյունքում գնդակը կարող է շարժվել (կամ փոխել շարժման ուղղությունը):
Ֆուտբոլիստի ոտք, թենիսի ռակետ, գոլֆի մահակ, բեյսբոլի մահակ, օդի հոսք։

198. Ի՞նչ կլինի թելերի վրա կախված զսպանակի հետ, եթե այն սեղմող AB թելը լուցկիով այրվի (նկ. 38):
A B թելի գործողությունը զսպանակի վրա կդադարի, և այն կբացվի և կսկսի շարժվել։

199. Ինչու՞ է հրշեջին դժվար բռնել մի գուլպան, որից ջուր է բաբախում:
Վերադարձի ֆենոմենի պատճառով։

200. Ինչո՞ւ է խողովակը շեղվում, երբ դրանից ջուր է հոսում (նկ. 39):
Հոսող ջրի և խողովակի փոխազդեցության արդյունքում վերջինս կսկսի շարժվել։

201. Ինչու՞ խողովակը չի շեղվում, եթե դրանից դուրս հոսող ջրի ճանապարհին (տե՛ս խնդիրը 200) խողովակի վրա դրված է ստվարաթուղթ, ինչպես ցույց է տրված նկար 40-ում:
Խողովակի և ջրի փոխազդեցությունը հավասարակշռված է ստվարաթղթի և խողովակի փոխազդեցությամբ, և այդպիսով խողովակը մնում է հանգստի վիճակում:

202. Ինչու՞ է թելի վրա կախված անոթը պտտվում, երբ ջուրը դուրս է հոսում (նկ. 41):
Խողովակներից հոսող ջրի հոսքը գործում է խողովակների պատերին: Արդյունքում անոթը պտտվում է։

203. Կոլբը կախված է թելի վրա (նկ. 42): Արդյո՞ք կոլբը կմնա հանգստի վիճակում, երբ դրա մեջ ջուրը ուժեղ եռա: Բացատրի՛ր երևույթը։
Ոչ տես #202:

204. Որոշ այգիներում մանկական խաղահրապարակներում տեղադրված են հորիզոնական առանցքով պտտվող փայտե բալոններ (թմբուկներ): Ո՞ր ուղղությամբ և ե՞րբ է երեխան վազում դրա երկայնքով:
Երեխան հեռանում է մխոցից, որը շարժվում է հակառակ ուղղությամբ։

205. Ձուկը կարող է առաջ շարժվել՝ իր մաղձով ջրի առվակներ նետելով։ Բացատրեք այս երեւույթը:
Շարժման այս սկզբունքը կոչվում է ռեակտիվ: Ձկների խռիկներից դուրս նետված ջուրը գործում է ձկան վրա, որը դրա պատճառով շարժվում է։

206. Ո՞րն է ջրլող թռչունների սարդոստայնի նպատակը:
Ցանցային ոտքերը թույլ են տալիս ավելի մեծ փոխազդեցություն ջրի և թռչունների միջև:

207. Ինչո՞ւ կրակելիս պետք է հրացանի կոթակը պինդ սեղմել ուսին:
Թուլացած հետույքը հետքայլի պատճառով կարող է վնասել ուսը։

208. Ինչո՞ւ են արկերը և հրացանները կրակելիս տարբեր արագություններ ստանում:
Հրացանի զանգվածը մի քանի անգամ մեծ է արկի զանգվածից, և, համապատասխանաբար, հրացանի արագությունը շատ անգամ փոքր կլինի արկի արագությունից։

209. Տղան բեռնված բարձից ցատկում է ափ։ Ինչո՞ւ է բեռնատարի շարժումը ցատկին հակառակ ուղղությամբ աննկատ:
Նավի զանգվածը շատ ավելի մեծ է, քան տղայի զանգվածը, և արդյունքում հրացանի արագությունը գործնականում զրոյական է։

210. Ափից նույն հեռավորության վրա կա բեռով նավակ և առանց բեռի նույն նավը: Ո՞ր նավն է ավելի հեշտ ցատկել ափ: Ինչո՞ւ։
Ավելի հեշտ է ցատկել բեռնված նավից, քանի որ այն ավելի մեծ զանգված ունի։

211. ա) Սեղմված վիճակում հենակի վրա զսպանակը պահում են թելով (նկ. 43, ա). Եթե ​​թելը A կետում այրվի, զսպանակը դուրս կգա: Նշեք, թե որ մարմինների փոխազդեցությունն է առաջացնում զսպանակի շարժումը:
բ) Եթե, օրինակ, սկզբում գնդակը դրվի զսպանակի վրա, ապա այն նույնպես կսկսի շարժվել։ Ո՞ր մարմինների փոխազդեցությունը կհանգեցնի գնդակի շարժմանը:
գ) Ձախ սայլի վրա երկաթից պատրաստված խորանարդ է, աջում՝ փայտից (նկ. 43, բ)։ Սայլերի արանքում դրվում է թելով սեղմված զսպանակ։ Եթե ​​թելը այրվի, ուրեմն սայլերը կշարժվեն։ Ո՞ր սայլը կստանա ամենաշատ արագությունը: Ինչո՞ւ։
ա) Զսպանակի, հենարանի և թելի փոխազդեցությունը.
բ) Զսպանակի, թելի, գնդակի և հենարանի փոխազդեցությունը.
գ) m1v1 = m2v2. Սա նշանակում է, որ փայտե բլոկով տրոլեյբուսը ձեռք կբերի ավելի մեծ արագություն, քանի որ այն ունի ավելի փոքր զանգված:

212. Ձախ սայլը (տե՛ս խնդիրը 211, գ) ձեռք է բերել 4 սմ/վ արագություն, աջը՝ 60 սմ/վրկ։ Ո՞ր սայլն ունի ավելի զանգված և որքա՞ն:

213. Որքա՞ն է ձախ սայլի զանգվածը (տե՛ս խնդիրը 212), եթե աջ սայլի զանգվածը 50 գ է։

214. 90 կգ քաշով հետիոտնը շարժվում է 3,6 կմ/ժ արագությամբ, իսկ 7,5 կգ քաշով շունը վազում է 12 մ/վ արագությամբ: Գտե՛ք հետիոտնի և շան ազդակների հարաբերակցությունը։

215. ա) Զսպանակի ծայրին ամրացված է պողպատե թիթեղ (նկ. 44): Սեղմված վիճակում զսպանակը պահվում է թելով։ Եթե ​​շարանը այրեք, զսպանակը ուղղվում է, և պողպատե թիթեղը միաժամանակ հարվածում է սեղանի վրա ընկած գնդերին: Գնդիկների զանգվածները հավասար են, բայց դրանք պատրաստված են տարբեր մետաղներից (ալյումին, կապար, պողպատ): Ի՞նչ մետաղից են պատրաստված գնդակը 1-ը, գնդակը 2-ը և գնդակը 3-ը: (Նկարում յուրաքանչյուր գնդակի դիրքը հարվածից հետո նշված է կետավոր գծով):
բ) Սայլերի արանքում դրվում է թելով սեղմված զսպանակ (տե՛ս նկ. 43, բ)։ Եթե ​​թելը այրվի, ապա զսպանակի հետ փոխազդեցության արդյունքում սայլերը կսկսեն շարժվել։ Ինչպե՞ս կտարբերվեն սայլերի ձեռք բերած արագությունները, եթե ձախ սայլի զանգվածը 7,5 կգ է, իսկ աջ սայլինը՝ 1,5 կգ:

216. Սայլերի արանքում, ինչպես ցույց է տրված նկար 45-ում, դրվում է զսպանակ, որի ծայրերը թելով իրար են քաշում, սայլերի վրա ավազով անոթներ կան: Երբ թելը այրվեց, աջ սայլը ձեռք բերեց ավելի մեծ արագություն, քան ձախը։ Ինչպե՞ս կարելի է դա բացատրել:
Ձախ սայլը աջից ծանր է։

217. Որքա՞ն է աջ սայլի զանգվածը (տե՛ս խնդիրը 216), եթե այն ձեռք է բերել 0,5 անգամ ավելի արագություն, քան ձախ սայլը, որի զանգվածը ծանրաբեռնվածությամբ 450 գ է։

218. Տղան ընտրում է պարան, և նավակները մոտենում են լճում (նկ. 46): Երկու միանման նավակներից որն ավելի մեծ արագություն է ձեռք բերում մոտենալու պահին: Ինչո՞ւ։
Ձախ նավակն ունի ամենաբարձր արագությունը, քանի որ այն ավելի թեթև է, քան աջը, որի մեջ նստած է երեխան։

219. Երկու սայլերի փոխազդեցության ժամանակ դրանց արագությունները փոխվել են 20 և 60 սմ/վրկ-ով։ Ավելի մեծ տրոլեյբուսի զանգվածը 0,6 կգ է։ Որքա՞ն է փոքր սայլի զանգվածը:

220. Նույն ուժերը նույն ժամանակահատվածում կիրառվեցին սեղանին ընկած գնդակների վրա. Այս դեպքում 3 կգ զանգվածով գնդակը ձեռք է բերել 15 սմ/վ արագություն։ Որքա՞ն է 1 կգ-անոց գնդակի արագությունը:

221. 45 կգ կշռող տղան ափ է ցատկել 30 կգ կշռող անշարժ փչովի նավից։ Այս դեպքում նավակը ձեռք է բերել ափի նկատմամբ 1,5 մ/վ արագություն։ Որքա՞ն է տղայի արագությունը նավակի համեմատ:

222. Տղան, որի զանգվածը 46 կգ է, 1 տոննա կշռող անշարժ լաստից 1,5 մ/վ արագությամբ ցատկել է ափ, ի՞նչ արագություն է ձեռք բերել լաստը ափի համեմատ։

223. Երկու սկզբնապես անշարժ մարմիններ կարո՞ղ են միմյանց հետ փոխազդեցության արդյունքում ձեռք բերել թվային արժեքով նույնական արագություններ:
Նրանք կարող են՝ պայմանով, որ իրենց զանգվածները հավասար լինեն։

224. Պոմպի մխոցի տակի օդը սեղմված է: Օդի զանգվածը փոխվե՞լ է։
Օդի զանգվածը չի փոխվել։

225. Մի կշիռ իջեցրին ջրով անոթի մեջ։ Քաշի քաշը փոխվե՞լ է:
Քեթլբելի զանգվածը չի փոխվել։

226. Քաշում մրցելով՝ երկու տղա տարբեր ուղղություններով քաշում են պարանը, յուրաքանչյուրը 500 Ն ուժ գործադրելով դրա վրա։ Արդյո՞ք պարանը կկոտրվի, եթե այն կարող է դիմակայել ընդամենը 800 Ն լարման:
Այն չի կոտրվի, քանի որ նրա վրա գործում է ընդամենը 500 N ուժ։

227. Արդյո՞ք ջրի զանգվածը կփոխվի, երբ դրա մի մասը վերածվի սառույցի կամ գոլորշու:
Նրա զանգվածը կփոխվի սառույցի կամ գոլորշու զանգվածին հավասար քանակությամբ։

>> Մարմինների փոխազդեցություն

• Ինչու՞ է լուսինը պտտվում երկրագնդի շուրջը տիեզերք թռչելու փոխարեն: Ո՞ր մարմինն է կոչվում լիցքավորված: Ինչպե՞ս են լիցքավորված մարմինները փոխազդում միմյանց հետ: Որքա՞ն հաճախ ենք մենք հանդիպում էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության: Սրանք ընդամենը մի քանի հարցեր են, որոնց հետ մենք պետք է զբաղվենք այս բաժնում: Եկեք սկսենք!

1. Մենք համոզվում ենք, որ մարմինները փոխազդում են

Առօրյա կյանքում մենք անընդհատ հանդիպում ենք որոշ մարմինների տարբեր տիպի ազդեցությունների ուրիշների վրա: Դուռը բացելու համար պետք է դրա վրա «գործել» ձեռքով, ոտքի հարվածից գնդակը թռչում է դեպի դարպասը, նույնիսկ աթոռին նստելով՝ գործում ես դրա վրա (նկ. 1.35, էջ 38): .

Միևնույն ժամանակ, երբ բացում ենք դուռը, զգում ենք դրա ազդեցությունը մեր ձեռքի վրա, գնդակի ազդեցությունը ոտքի վրա հատկապես նկատելի է, եթե ֆուտբոլ ես խաղում բոբիկ ոտքերով, իսկ աթոռի ազդեցությունը թույլ չի տալիս մեզ ընկնել։ հատակին: Այսինքն, գործողությունը միշտ փոխազդեցություն է. եթե մի մարմինը գործում է մյուսի վրա, ապա մյուս մարմինը նույնպես գործում է առաջինի վրա:

Բրինձ. 1.35. Մարմնի փոխազդեցության օրինակներ

Հստակ տեսնում եք, որ գործողությունը միակողմանի չէ։ Կատարեք պարզ փորձ՝ կանգնելով չմուշկների վրա, թեթև հրեք ձեր ընկերոջը: Արդյունքում ոչ միայն ձեր ընկերը կսկսի շարժվել, այլեւ դուք ինքներդ։

Այս օրինակները հաստատում են գիտնականների այն եզրակացությունը, որ բնության մեջ մենք միշտ գործ ունենք փոխազդեցության, այլ ոչ թե միակողմանի գործողության հետ։

Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք փոխազդեցության որոշ տեսակներ:

2. Հիշեք գրավիտացիոն փոխազդեցությունը

Ինչու՞ ցանկացած առարկա՝ լինի դա ձեռքից արձակված մատիտ, ծառի տերեւ, թե անձրեւի կաթիլ, ընկնում, շարժվում ներքև (նկ. 1.36): Ինչու՞ աղեղից արձակված նետը ուղիղ չի թռչում, բայց ի վերջո ընկնում է գետնին: Ինչու է լուսինը պտտվում երկրի շուրջը: Այս բոլոր երևույթների պատճառն այն է, որ Երկիրը դեպի իրեն է ձգում այլ մարմիններ, և այդ մարմինները նույնպես դեպի իրենց են ձգում Երկիրը։ Օրինակ՝ Լուսնի ձգողականությունը Երկրի վրա մակընթացություն է առաջացնում (նկ. 1.37): Մեր մոլորակը և Արեգակնային համակարգի մյուս բոլոր մոլորակները ձգվում են դեպի Արևը և միմյանց:

Բրինձ. 1.36. Անձրևի կաթիլները ընկնում են Երկրի ձգողականության տակ

1687 թվականին անգլիացի նշանավոր ֆիզիկոս Իսահակ Նյուտոնը (Նկար 1.38) ձևակերպեց օրենքը, համաձայն որի Տիեզերքի բոլոր մարմինների միջև կա փոխադարձ ձգողականություն:

Բրինձ. 1.37. Մակընթացությունները առաջանում են լուսնի ձգողականությունից:

Նյութական առարկաների նման փոխադարձ ներգրավումը կոչվում է գրավիտացիոն փոխազդեցություն։ Փորձերի և մաթեմատիկական հաշվարկների հիման վրա Նյուտոնը պարզեց, որ գրավիտացիոն փոխազդեցության ինտենսիվությունը մեծանում է փոխազդող մարմինների զանգվածների ավելացման հետ։ Այդ իսկ պատճառով հեշտ է համոզվել, որ Երկիրը գրավում է մեզ, բայց մենք բոլորովին չենք զգում մեր հարեւանի գրավչությունը գրասեղանի վրա։

3. Ծանոթացեք մակրոմագնիսական փոխազդեցությանը

Կան նաև այլ տեսակի փոխազդեցություններ: Օրինակ, եթե փուչիկը քսեք մետաքսի կտորով, այն կսկսի դեպի իրեն գրավել տարբեր լուսային առարկաներ՝ վիլլիներ, բրնձի հատիկներ, թղթի կտորներ (նկ. 1.39): Նման գնդակի մասին ասում են, որ այն էլեկտրիֆիկացված է, կամ լիցքավորված։

Լիցքավորված մարմինները փոխազդում են միմյանց հետ, սակայն նրանց փոխազդեցության բնույթը կարող է տարբեր լինել՝ դրանք կա՛մ ձգում են, կա՛մ վանում (նկ. 1.40):

Բրինձ. 1.38. Հայտնի անգլիացի գիտնական Իսահակ Նյուտոնը (1643-1727)

Առաջին անգամ այս երևույթի լուրջ ուսումնասիրություններն իրականացրել է անգլիացի գիտնական Ուիլյամ Գիլբերտը (1544-1603) 16-րդ դարի վերջին։

Բրինձ. 1.39. Էլեկտրականացված գնդակը ձգում է թղթի կտոր

Բրինձ. 1.40. Երկու լիցքավորված գնդակներ փոխազդում են միմյանց հետ. ա - ձգում; բ - վանել

Գիլբերտը լիցքավորված մարմինների փոխազդեցությունն անվանել է էլեկտրական (հունարեն elektron - սաթ բառից), քանի որ հին հույները նկատել են, որ սաթը, եթե քսվում է, սկսում է փոքր առարկաներ գրավել դեպի իրեն:

Դուք լավ գիտեք, որ կողմնացույցի ասեղը, եթե թույլատրվում է ազատ պտտվել, միշտ կանգ է առնում այնպես, որ նրա մի ծայրը ուղղված է դեպի հյուսիս, իսկ մյուսը դեպի հարավ (նկ. 1.41): Դա պայմանավորված է նրանով, որ կողմնացույցի սլաքը մագնիս է, մեր Երկիր մոլորակը նույնպես մագնիս է, և հսկայական, և երկու մագնիսները միշտ փոխազդում են միմյանց հետ: Վերցրեք ցանկացած երկու մագնիս, և հենց որ փորձեք դրանք մոտեցնել միմյանց, անմիջապես գրավչություն կամ վանողություն կզգաք։ Այս փոխազդեցությունը կոչվում է մագնիսական:

Ֆիզիկոսները հաստատել են, որ էլեկտրական և մագնիսական փոխազդեցությունները նկարագրող օրենքները նույնն են։ Ուստի գիտության մեջ ընդունված է խոսել մեկ էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության մասին։

Մենք բախվում ենք էլեկտրամագնիսական փոխազդեցություններին բառացիորեն ամեն քայլափոխի. ի վերջո, քայլելիս մենք փոխազդում ենք ճանապարհի մակերեսի հետ (մենք հրում ենք), և այս փոխազդեցության բնույթը էլեկտրամագնիսական է: Էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությունների շնորհիվ մենք շարժվում ենք, նստում, գրում։ Մենք տեսնում ենք, լսում, հոտառում և շոշափում ենք նաև էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության օգնությամբ (նկ. 1.42): Ժամանակակից տեխնիկայի և կենցաղային տեխնիկայի մեծ մասի գործողությունը հիմնված է էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության վրա:

Ասենք ավելին. ֆիզիկական մարմինների, այդ թվում՝ մեզ, գոյությունն անհնար կլիներ առանց էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության։ Ինչպե՞ս է կապված լիցքավորված գնդակների և մագնիսների փոխազդեցությունը այս ամենի հետ: -հարցնում ես։ Մի շտապեք՝ ուսումնասիրելով ֆիզիկա, դուք անպայման կհամոզվեք, որ այդ կապը կա։

4. Չլուծված խնդիրների առաջ

Մեր նկարագրությունը թերի կլինի, եթե չնշենք ևս երկու տեսակի փոխազդեցություններ, որոնք հայտնաբերվեցին միայն անցյալ դարի կեսերին։

Բրինձ. 1.41 Կողմնացույցի սլաքը միշտ ուղղված է դեպի հյուսիս

Բրինձ. 1.42 Մենք տեսնում ենք, լսում, հասկանում ենք էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության շնորհիվ

Դրանք կոչվում են ուժեղ և թույլ փոխազդեցություններ և գործում են միայն միկրոտիեզերքի ներսում: Այսպիսով, կան չորս տարբեր տեսակիփոխազդեցություններ. Շա՞տ կա: Իհարկե, սինգլի հետ գործ ունենալը շատ ավելի հարմար կլինի համընդհանուր տեսակետփոխազդեցություններ. Ավելին, արդեն կա տարբեր փոխազդեցությունների՝ էլեկտրական և մագնիսական, միավորելու օրինակ մեկ էլեկտրամագնիսականի մեջ։

Շատ տասնամյակներ շարունակ գիտնականները փորձում են ստեղծել նման միավորման տեսություն։ Որոշ քայլեր արդեն արվել են։ XX դարի 60-ական թվականներին հնարավոր եղավ ստեղծել այսպես կոչված էլեկտրաթույլ փոխազդեցության տեսություն, որի շրջանակներում համակցված էին էլեկտրամագնիսական և թույլ փոխազդեցությունները։ Բայց բոլոր տեսակի փոխազդեցությունների ամբողջական («մեծ») միավորումը դեռ հեռու է։ Ուստի ձեզանից յուրաքանչյուրը հնարավորություն ունի համաշխարհային նշանակության գիտական ​​բացահայտում անելու։

• Ամփոփելով

Ֆիզիկայի մեջ փոխազդեցությունը մարմինների կամ մասնիկների ազդեցությունն է միմյանց վրա։ Մենք համառոտ բնութագրել ենք գիտությանը հայտնի չորս տեսակի փոխազդեցություններից երկուսը` գրավիտացիոն և էլեկտրամագնիսական:

Մարմինների ձգումը դեպի Երկիր, մոլորակները դեպի Արև և հակառակը՝ սրանք գրավիտացիոն փոխազդեցության դրսևորման օրինակներ են։

Էլեկտրական փոխազդեցության օրինակ է էլեկտրականացված օդապարիկի փոխազդեցությունը թղթի կտորների հետ: Մագնիսական փոխազդեցության օրինակ է կողմնացույցի ասեղի փոխազդեցությունը Երկրի հետ, որը նույնպես մագնիս է, որի արդյունքում ասեղի մի ծայրը միշտ ուղղված է դեպի հյուսիս, իսկ մյուս ծայրը՝ հարավ։

Էլեկտրական և մագնիսական փոխազդեցությունները մեկ էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության դրսևորումներ են:

• Վերահսկիչ հարցեր

1. Բերե՛ք մարմինների փոխազդեցության օրինակներ:

2. Ի՞նչ տեսակի փոխազդեցություններ կան բնության մեջ:

3. Բերե՛ք գրավիտացիոն փոխազդեցության օրինակներ:

4. Ո՞վ է հայտնաբերել այն օրենքը, ըստ որի Տիեզերքի բոլոր մարմինների միջև կա փոխադարձ ձգողականություն:

5. Բերե՛ք էլեկտրամագնիսական փոխազդեցության օրինակներ:

• Զորավարժություններ

Գրեք կարճ շարադրություն «Իմ փորձը, որը հաստատում է մարմինների փոխազդեցությունը» թեմայով (դա կարող է լինել նույնիսկ պոեզիա):

• Ֆիզիկա և տեխնոլոգիա Ուկրաինայում

Դրա մի զգալի մասը կարճ կյանքԼև Վասիլևիչ Շուբնիկովը (1901-1945) ապրել է Խարկովում, որտեղ ղեկավարել է ցածր ջերմաստիճանի լաբորատորիան։ Լաբորատորիայում բազմաթիվ չափումների ճշգրտության մակարդակը չէր զիջում ժամանակակիցին։ 1930-ական թվականներին լաբորատորիայում թթվածին, ազոտ և այլ գազեր ստացվել են հեղուկ վիճակում։ Շուբնիկովը մետաղների ուսումնասիրության հիմնադիրն էր այսպես կոչված գերհաղորդիչ վիճակում, երբ նյութի էլեկտրական դիմադրությունը զրոյական է։ Գիտնականի համար ամենաբարձր պարգևն այն է, երբ իր հայտնաբերած ֆենոմենը անվանելու համար տեխնիկական տերմինի փոխարեն օգտագործվում է հենց ինքը՝ գիտնականի անունը։ «Շուբնիկով-դե Հաասի էֆեկտ»; «Շուբնիկովի փուլ»; «Օբրեյմով-Շուբնիկովի մեթոդը»՝ սրանք ընդամենը մի քանի օրինակներ են ուկրաինացի հայտնի գիտնականի ներդրման ժամանակակից ֆիզիկայի կառուցման գործում։

Ֆիզիկա. Դասարան 7. Դասագիրք / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina: - X .: Հրատարակչություն «Ranok», 2007. - 192 էջ: ill.

Հեռախոսային փոխազդեցություն.

Փոխազդեցության բացակայության դեպքում մարմինները միատեսակ շարժվում են իներցիոն հղման համակարգերում։ Միայն մի մարմնի գործողությունը մյուսի վրա հանգեցնում է նրա շարժման արագության փոփոխության, արագացման տեսքի։ Հետեւաբար, մարմնի արագացումը ծառայում է որպես ցուցիչ, որ մարմնի վրա ազդել են այլ մարմիններ: Այնուամենայնիվ, արագացումը ինքնին չի կարող ծառայել որպես մարմինների փոխազդեցության չափանիշ, քանի որ դա կախված է ոչ միայն փոխազդեցության բնութագրերից, այլև հենց մարմնի հատկություններից: Հետևաբար, մենք պետք է որոշենք, թե մարմնի որ հատկանիշներից և փոխազդեցության ինչ հատկանիշներից է կախված արագացման մեծությունը:
Երբ մարմինները (կամ մարմինների համակարգերը) մոտենում են միմյանց, նրանց վարքագծի բնույթը փոխվում է։ Քանի որ այս փոփոխությունները փոխադարձ են, ասվում է, որ մարմինները փոխազդում են միմյանց հետ: Երբ մարմինները բաժանվում են շատ մեծ հեռավորությունների վրա (մինչև անսահմանություն), ներկայումս հայտնի բոլոր փոխազդեցությունները անհետանում են:

Արտաքին և ներքին ուժեր

Ուժերը մարմինների մեխանիկական փոխազդեցության չափանիշ են։ Եթե ​​կառուցվածքը դիտարկվում է շրջապատող մարմիններից մեկուսացված, ապա վերջինիս գործողությունը նրա վրա փոխարինվում է ուժերով, որոնք կոչվում են արտաքին։ Մարմնի վրա գործող արտաքին ուժերը կարելի է բաժանել ակտիվ (անկախ) և ռեակտիվ: Ռեակտիվ ուժերը առաջանում են մարմնի վրա դրված կապերում և որոշվում են մարմնի վրա գործող ակտիվ ուժերով:

Կիրառման եղանակով արտաքին ուժերբաժանված է ծավալի և մակերեսի:

Մարմնի ուժերը բաշխվում են դիտարկվող մարմնի ողջ ծավալի վրա և կիրառվում են նրա յուրաքանչյուր մասնիկի վրա։ Մասնավորապես, մարմնի ուժերը ներառում են կառուցվածքի սեփական քաշը, մագնիսական ձգողականությունը կամ իներցիոն ուժերը։ Մարմնի ուժերի չափման միավորը ծավալային միավորի հետ կապված ուժն է՝ kN/m 3:

Մակերևութային ուժերը կիրառվում են մակերևույթի տարածքների վրա և արդյունք են դիտարկվող օբյեկտի անմիջական շփման փոխազդեցության շրջակա մարմինների հետ: Կախված բեռի կիրառման տարածքի և դիտարկվող մարմնի ընդհանուր մակերեսի հարաբերակցությունից, մակերևութային բեռները բաժանվում են պոմպային կենտրոնացված և բաշխված: Առաջինները ներառում են բեռներ, որոնց կիրառման իրական տարածքը անհամաչափ ավելի փոքր է ամբողջական տարածքմարմնի մակերեսը (օրինակ, սյուների ազդեցությունը բավական մեծ չափսերի հիմքի սալիկի վրա կարելի է համարել որպես դրա վրա կենտրոնացված ուժերի գործողություն): Եթե ​​բեռի կիրառման տարածքը համեմատելի է մարմնի մակերեսի հետ, ապա այդպիսի բեռը համարվում է բաշխված: Կենտրոնացված ուժերը չափվում են kN-ով, իսկ բաշխված ուժերը՝ kN/m 2:

Դիտարկվող մարմնի մասերի փոխազդեցությունը բնութագրվում է ներքին ուժերով, որոնք առաջանում են մարմնի ներսում արտաքին բեռների ազդեցության տակ և որոշվում են միջմոլեկուլային գործողության ուժերով։

Կառույցի վրա ազդող արտաքին ուժերը բաժանվում են ակտիվ ուժերի (բեռնվածության) և օժանդակ ռեակցիաների։ Գործողության բնույթով կան կենտրոնացված ուժեր, որոնք չափվում են նյուտոններով (N, kN), բաշխված բեռ, որը չափվում է նյուտոններով մեկ մետրի համար (N/m, kN/m), եթե բեռը բաշխված է գծի երկայնքով կամ նյուտոններով։ մեկ քառակուսի մետրի համար (N / m 2, kN / m 2), եթե բեռը բաշխված է մակերեսի վրա, ապա կենտրոնացված պահը, որը չափվում է նյուտոնոմետրերով (Նմ, կՆմ) (նկ. 1.2): Աջակցման ռեակցիաները հաշվարկվում են ակտիվ ուժերի միջոցով՝ տեսական մեխանիկայի մեթոդներով։

Արտաքին ուժերի ազդեցությամբ ձողը դեֆորմացվում է, մինչդեռ ձողի առանձին մասերի միջև առաջանում են փոխազդեցության լրացուցիչ ուժեր, որոնք կոչվում են ներքին ուժեր։ Եթե ​​ձողը մտովի կտրված է Z ձողի երկայնական առանցքին ուղղահայաց հարթությամբ, ապա ներքին ուժերը կփոխանցվեն ձողի մի մասից մյուս մասի ամբողջ խաչմերուկի վրա: Եկեք վերացնենք աջ հատվածը: ձող. Նրանից ձախ կողմ փոխանցվող ներքին ուժերը (նկ. 1.3), ձողի ձախ կողմի նկատմամբ, դառնում են արտաքին ուժեր և կարող են ներկայացվել հիմնական վեկտորով և հիմնական պահով։ Հղման կենտրոնը ձողի խաչմերուկի ծանրության կենտրոնն է, որի միջով անցնում է կոորդինատը առանցքներ X,Y, ընկած հատվածի հարթությունում, իսկ Z առանցքը՝ ուղղահայաց հատման հարթությանը։ Հիմնական վեկտորը քայքայվում է ուժերի N, Q x, Q y և Հիմնական կետն– M x, M y, M z պահերի համար: Այս վեց մեծությունները կոչվում են ձողի ներքին ուժեր (ներքին ուժի գործակիցներ): Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր անունը՝ N - երկայնական (նորմալ) ուժ, Q x և Q y - լայնակի (կտրող) ուժեր, M x և M y - ճկման պահեր, M z - ոլորող մոմենտ:

Իմպուլսի պահպանման օրենքը.

Երբ մարմինները փոխազդում են, մի մարմնի թափը կարող է մասամբ կամ ամբողջությամբ փոխանցվել մեկ այլ մարմնի։ Եթե ​​մարմինների համակարգի վրա չեն ազդում այլ մարմինների արտաքին ուժերը, ապա այդպիսի համակարգը կոչվում է փակ։

Փակ համակարգում համակարգում ընդգրկված բոլոր մարմինների իմպուլսների վեկտորային գումարը մնում է հաստատուն այս համակարգի մարմինների միմյանց հետ փոխազդեցությունների համար։

Բնության այս հիմնարար օրենքը կոչվում է իմպուլսի պահպանման օրենք։ Դա Նյուտոնի երկրորդ և երրորդ օրենքների հետևանք է։

Դիտարկենք ցանկացած երկու փոխազդող մարմիններ, որոնք փակ համակարգի մաս են կազմում: Այս մարմինների միջև փոխազդեցության ուժերը կնշանակվեն ըստ Նյուտոնի երրորդ օրենքի, եթե այս մարմինները փոխազդում են t ժամանակի ընթացքում, ապա փոխազդեցության ուժերի ազդակները բացարձակ արժեքով նույնական են և ուղղված են հակառակ ուղղություններով. Եկեք կիրառենք Նյուտոնի երկրորդ օրենքը այս մարմինների նկատմամբ. :

Այս հավասարությունը նշանակում է, որ երկու մարմինների փոխազդեցության արդյունքում նրանց ընդհանուր թափը չի փոխվել։ Այժմ դիտարկելով փակ համակարգում ընդգրկված մարմինների բոլոր հնարավոր զույգ փոխազդեցությունները, կարող ենք եզրակացնել, որ փակ համակարգի ներքին ուժերը չեն կարող փոխել դրա ընդհանուր իմպուլսը, այսինքն՝ այս համակարգում ընդգրկված բոլոր մարմինների մոմենտի վեկտորային գումարը:

Իմպուլսի պահպանման օրենքը շատ դեպքերում հնարավորություն է տալիս գտնել փոխազդող մարմինների արագությունները նույնիսկ այն դեպքում, երբ գործող ուժերի արժեքները անհայտ են: Օրինակ է ռեակտիվ շարժիչը: Իմպուլսի պահպանման օրենք (Իմպուլսի պահպանման օրենք)պնդում է, որ փակ համակարգի բոլոր մարմինների (կամ մասնիկների) մոմենտի գումարը հաստատուն արժեք է։

IN դասական մեխանիկաԻմպուլսի պահպանման օրենքը սովորաբար ստացվում է Նյուտոնի օրենքների հետևանքով։ Նյուտոնի օրենքներից կարելի է ցույց տալ, որ դատարկ տարածության մեջ շարժվելիս իմպուլսը պահպանվում է ժամանակի մեջ, իսկ փոխազդեցության առկայության դեպքում նրա փոփոխության արագությունը որոշվում է կիրառվող ուժերի գումարով։

Ինչպես պահպանման հիմնարար օրենքներից որևէ մեկը, այնպես էլ իմպուլսի պահպանման օրենքը նկարագրում է հիմնարար համաչափություններից մեկը՝ տարածության միատարրությունը։

իներցիայի կենտրոն. Իներցիայի կենտրոնի շարժման թեորեմը. Օրինակներ.

Իներցիայի կենտրոն

Փակ մեխանիկական համակարգի իմպուլսը ունի տարբեր իմաստներտարբեր իներցիոն հղման համակարգերի նկատմամբ։ Եթե ​​K հղման շրջանակը «շարժվում է K շրջանակի նկատմամբ V արագությամբ, ապա այս համակարգերում v» α և v α մասնիկների արագությունները կապված են v α \u003d v» α + V հարաբերակցությամբ: Հետևաբար, հարաբերությունները Այս համակարգերում իմպուլսի P և P» արժեքները տրվում են բանաձևով.

(1.69)

(1.70)

Միշտ հնարավոր է ընտրել այնպիսի հղման «K» համակարգ, որում ընդհանուր իմպուլսը անհետանում է: «P» = 0 դնելով, մենք գտնում ենք, որ այս հղման համակարգի արագությունը.

. (1.71)

Եթե ​​մեխանիկական համակարգի ընդհանուր իմպուլսը զրոյական է, ապա ասում են, որ այն գտնվում է հանգստի վիճակում՝ համապատասխան կոորդինատային համակարգի նկատմամբ: V արագությունն ունի ոչ զրոյական իմպուլսով մեխանիկական համակարգի շարժման արագության իմաստը։ P իմպուլսի և ամբողջ համակարգի V արագության միջև փոխհարաբերությունը նույնն է, ինչ կապը կլինի մեկ նյութական կետի իմպուլսի և արագության միջև, որի զանգվածը հավասար է համակարգի զանգվածների գումարին, .

Բանաձևի աջ կողմը (1.71) կարող է ներկայացվել որպես արտահայտության ընդհանուր ժամանակի ածանցյալ.

(1.72)

Կարելի է ասել, որ ամբողջ համակարգի V արագությունը այն կետի տարածության մեջ շարժման արագությունն է, որի շառավիղի վեկտորը տրված է բանաձևով (1.72): Նման կետը համակարգի իներցիայի կենտրոնն է։

Փակ համակարգի իմպուլսի պահպանման օրենքը կարելի է ձևակերպել որպես հայտարարություն, որ նրա իներցիայի կենտրոնը շարժվում է ուղիղ գծով և միատեսակ։ Սա իներցիայի օրենքի ընդհանրացումն է ազատ նյութական կետի համար:

Հանգստի վիճակում գտնվող մեխանիկական համակարգի էներգիան որպես ամբողջություն սովորաբար կոչվում է իր ներքին էներգիա E միջ. Այն բաղկացած է միմյանց նկատմամբ մասնիկների շարժման կինետիկ էներգիայից և դրանց փոխազդեցության պոտենցիալ էներգիայից։ V արագությամբ շարժվող համակարգի ընդհանուր էներգիան,

(1.73

ԻՆԵՐՑԻԱՅԻ ԿԵՆՏՐՈՆ

(զանգվածի կենտրոն) - գեոմ. կետ, որի դիրքը բնութագրում է զանգվածների բաշխումը մարմնում կամ մեխանիկական։ համակարգ. Կ–ի կոորդինատները և. սահմանվում են f-lam-ներով

կամ մարմնի համար շարունակական բաշխումզանգվածները

որտեղ m k - նյութական կետերի զանգվածներ, որոնք կազմում են համակարգը. x k, y k, z k - այս կետերի կոորդինատները; M =Sm k - համակարգի զանգվածը; r(x, y, z) - խտություն; V-ն ծավալն է։ Գ–ի հայեցակարգը և. տարբերվում է ծանրության կենտրոն հասկացությունից նրանով, որ վերջինս իմաստ ունի միայն ամուր մարմինգտնվում է միասնական գրավիտացիոն դաշտում; Գ–ի հայեցակարգը և. կապված չէ որևէ մեկի հետ ուժային դաշտև իմաստ ունի ցանկացած մեխանիկականի համար: համակարգեր։ Գ դիրքի կոշտ մարմնի համար և. և ծանրության կենտրոնը նույնն է:

Մեխանիկական շարժման ժամանակ համակարգերի իր Գ. և. շարժվում է այնպես, ինչպես դա կլիներ նյութական կետ, որն ունի համակարգի զանգվածին հավասար զանգված և գտնվում է բոլոր արտաքին ազդեցության տակ։ ուժեր, որոնք կիրառվում են համակարգի վրա. Բացի այդ, որոշ-ryeur-niya շարժումը մեխանիկական. համակարգերի (մարմինների) առնչությամբ սկիզբ ունեցող առանցքների ու. և շարժվելով C.-ի հետ և. թարգմանաբար պահպանել նույն ձևը, ինչ շարժման դեպքում՝ կապված իներցիոն հղման համակարգի հետ: Հաշվի առնելով այս հատկությունները, հասկացությունը C. and. խաղում է կարևոր դերհամակարգի և կոշտ մարմնի դինամիկայի մեջ։ S. M. Torg.

Հրել պատը: Հենց հիմա քայլեք վերև և ուժեղ հրեք պատը: Ինչ-որ բան պատահե՞լ է: Հազիվ թե։ Այնուհետև պատը մղեք ոչ միայն ուժեղ, այլ ձեր ամբողջ ուժով: Արդյո՞ք դա տեղի ունեցավ այս անգամ: Պատով - հազիվ թե, բայց դուք, ամենայն հավանականությամբ, ինչ-որ հեռավորության վրա թռաք պատից: Ինչու այդպես?

Ի վերջո, դուք էիք, որ հրեցիք պատը, բայց պարզվեց, որ պատն է ձեզ հրել։ Մեկ այլ օրինակ է բիլիարդը: Երբ մենք հարվածում ենք գնդակին նշանով և հարվածում մեկ այլ գնդակի, երկրորդ գնդակը սկսում է շարժվել, բայց առաջինը նույնպես թռչում է դեպի հակառակ կողմըկամ կողք. Երրորդ օրինակը մուրճն է։ Երբ մեխին հարվածում են մուրճը, ոչ միայն մեխը մխրճվում է պատի մեջ, այլև մուրճը հետ է ցատկում և կարող է հարվածել անհաջող արհեստավորի ճակատին: Այս բոլոր օրինակներում մենք գործել ենք մի մարմնի վրա մյուսի վրա, բայց պարզվել է, որ մյուս մարմինը նույնպես գործել է առաջինի վրա: Ֆիզիկայի մեջ երկու մարմինների ազդեցությունը միմյանց վրա կոչվում է փոխազդեցություն։

Մարմինների փոխազդեցությունը ֆիզիկայում

Երբ երկու մարմիններ փոխազդում են, երկու մարմիններն էլ միշտ զգում են արդյունքը:Այսինքն՝ ասելով պարզ լեզու, միշտ, երբ ենթարկվում է ինչ-որ բանի, հետևում է վերադարձը: Հավանաբար, բոլոր կռվարար տղաները գիտեն, որ կռվի ժամանակ տուժում է ոչ միայն թշնամու դեմքը, այլև կարող ես ծեծել սեփական բռունցքները: Այսինքն, մինչ մի կռվարարը բռունցքով հարձակվում է մյուս կռվարարի քթի վրա, այդ պահին քիթը ի պատասխան հարձակվում է բռունցքի վրա: Այնուամենայնիվ, քիթը շատ ավելի է տառապում: Դե, քթի հետ ամեն ինչ պարզ է. այն ավելի փափուկ է և, հետևաբար, ավելի վնասված, բայց ինչու՞ է գնդակը շատ ավելի ուժեղ թռչում, երբ հարվածում են թելադրանքով, ում ազդանշանը միաժամանակ: Այսինքն, թելադրանքը չի թռչում, իսկ մենք դրա հետ միասին սեղանից մի քանի մետր հեռավորության վրա: Եվ դա պայմանավորված է նրանով, որ մարմիններն ավելի իներտ են և ավելի քիչ իներտ:

Մարմինների փոխազդեցության տեսակները և փոխազդեցության չափը

Մարմնի մասին, որը փոխազդեցության ժամանակ ավելի դանդաղ է փոխում իր արագությունը, ասում են, որ այն ավելի իներտ է և ունի մեծ զանգված։ Իսկ այն մարմինը, որն ավելի արագ է փոխում իր արագությունը, մենք անվանում ենք ավելի քիչ իներտ, և ասում ենք, որ այն ունի ավելի քիչ զանգված։ Այդ իսկ պատճառով մենք գնդակին թելադրանքով հարվածելիս չենք թռչում սեղանից և, ընդհակառակը, թռչում ենք պատից, երբ փորձում ենք հրել պատը և, համապատասխանաբար, ամբողջ տունը, որին այն ամրացված է։ Նշանակով մեր զանգվածը շատ ավելի մեծ է, քան բիլիարդի գնդակի զանգվածը, բայց միևնույն ժամանակ շատ ավելի փոքր է, քան տան զանգվածը, նույնիսկ եթե վրան դիզենք կնոջը, երեք երեխաներին, մի փունջ թխվածքաբլիթներ և կատու: մեր ուսերը.

Մարմինների փոխազդեցության հետ ծանոթությունը դիտարկվում է ֆիզիկայի 7-րդ դասարանում:

Մարմինների փոխազդեցության չափը ուժն է։Գոյություն ունեն փոխազդեցությունների 4 տեսակ, որոնք չեն կրճատվում միմյանց հետ՝ գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսական, ուժեղ և թույլ։ Բայց այս թեման մանրամասն քննարկվում է 10-րդ դասարանի դասընթացում։