Байыркы философтор кыймылдын маңызын түшүнүүгө, жылдыздардын жана Күндүн адамга тийгизген таасирин ачууга аракет кылышкан. Мындан тышкары, адамдар ар дайым материалдык чекиттин кыймыл процессинде, ошондой эле эс алуу учурундагы күчтөрдү аныктоого аракет кылышкан.
Аристотель кыймыл жок болгон учурда денеге эч кандай күч таасир этпейт деп эсептеген. Келгиле, кайсы саноо алкактары инерциалдык деп аталарын табууга аракет кылалы, биз аларга мисалдарды келтиребиз.
Эс алуу абалы
Күнүмдүк жашоодо мындай абалды аныктоо кыйын. Механикалык кыймылдын дээрлик бардык түрлөрүндө сырткы күчтөрдүн болушу болжолдонот. Себеби, сүрүлүү күчү көп объектилердин баштапкы абалынан чыгышына, эс алуу абалынан чыгуусуна мүмкүндүк бербейт.
Инерциялык эталондук системалардын мисалдарын карап, алардын бардыгы Ньютондун 1-законуна туура келерин белгилейбиз. Ал ачылгандан кийин гана эс алуу абалын түшүндүрүүгө, денеге бул абалда таасир этүүчү күчтөрдү көрсөтүүгө мүмкүн болгон.
Ньютондун 1-законунун формуласы
Заманбап интерпретацияда ал координаталык системалардын бар экендигин түшүндүрөт, аларга салыштырмалуу материалдык чекитке таасир этүүчү тышкы күчтөрдүн жоктугун кароого болот. Ньютондун көз карашы боюнча таяныч системалары инерциялык деп аталат, алар дененин ылдамдыгынын узак убакыт бою сакталышын кароого мүмкүндүк берет.
Аныктамалар
Кайсы эсептөө системалары инерциалдык? Алардын мисалдары мектептеги физика курсунда окулат. Материалдык чекит туруктуу ылдамдыкта кыймылдаган системалар инерциялык таяныч системалары деп эсептелет. Ньютон мындай абалды өзгөртө ала турган күчтөрдү колдонуунун зарылдыгы болбосо, ар бир дене окшош абалда боло аларын тактады.
Чындыгында инерция мыйзамы бардык учурларда аткарылбайт. Инерциялык жана инерциялык эмес саноо системасынын мисалдарын талдоо менен, кыймылдап бараткан унаанын кармагычтарынан кармап турган адамды карап көрөлү. Унаа катуу тормоздогондо, адам сырткы күчтүн жоктугуна карабастан, автоматтык түрдө унаага салыштырмалуу кыймылдайт.
Инерциялык саноо системасынын бардык мисалдары 1-Ньютон мыйзамынын формулировкасына туура келбейт экен. Инерция мыйзамын тактоо үчүн эталондук системалардын такталган аныктамасы киргизилген, анда ал кынтыксыз аткарылган.
Маалымдама системаларынын түрлөрү
Кандай эталондук системалар инерциялык деп аталат? Бул жакында ачыкка чыгат. «1 Ньютондун мыйзамы аткарылган инерциялык таяныч системаларына мисал келтиргиле» -ушундай эле тапшырма тогузунчу класста экзамен катары физиканы тандап алган мектеп окуучуларына сунушталат. Тапшырма менен күрөшүү үчүн инерциялык жана инерциялык эмес саноо системалары жөнүндө түшүнүккө ээ болуу керек.
Инерция дене обочолонуп турганда, дененин бир калыптагы түз сызыктуу кыймылынын сакталышын камтыйт. "Изоляцияланган" денелер бири-бирине байланышпаган, өз ара аракеттенбеген, бири-биринен ажыратылгандар.
Келгиле, инерциялык санактын кээ бир мисалдарын карап көрөлү. Галактикадагы бир жылдызды кыймылдап бараткан автобустун ордуна таянсак, рельстерди кармап турган жүргүнчүлөр үчүн инерция мыйзамынын аткарылышы кемчиликсиз болот.
Тормоздоо учурунда бул унаа башка органдардын таасири тийгенге чейин түз сызыкта бир калыпта жүрө берет.
Сиз инерциялык санактын кандай мисалдарын келтире аласыз? Алар анализделген дене менен байланышта болбошу керек, анын инерциясына таасирин тийгизиши керек.
Ушундай системалар үчүн Ньютондун 1-закону аткарылат. Чыныгы жашоодо дененин кыймылын инерциялык саноо системаларына салыштырмалуу кароо кыйын. Алыскы жылдыздан жердеги эксперименттерди жүргүзүү үчүн ага жетүү мүмкүн эмес.
Жер ага коюлган объектилер менен байланышкандыгына карабастан, шарттуу маалымдама системалары катары кабыл алынат.
Эгер Жердин бетин эталондук система катары карасак, инерциялык санак системасында ылдамданууну эсептөөгө болот. Физикада Ньютондун 1-законунун математикалык жазуусу жок, бирок ал негиз болуп саналат.көптөгөн физикалык аныктамалардын жана терминдердин туундусу.
Инерциялык санактын мисалдары
Мектеп окуучуларына физикалык кубулуштарды түшүнүү кээде кыйынга турат. 9-класстын окуучуларына төмөнкүдөй мазмундагы тапшырма сунушталат: «Кандай эсептөө системасы инерциялык деп аталат? Мындай системаларга мисал келтиргиле. Топу бар арабаны адегенде тегиз бетте туруктуу ылдамдык менен кыймылдайт дейли. Андан кийин ал кум бою кыймылдайт, натыйжада шарга башка эч кандай күчтөр аракет кылбаганына карабастан (алардын жалпы таасири нөлгө барабар) тездетилген кыймылга коюлат.
Болуп жаткан нерсенин маңызын кумдуу жерде кыймылдаганда системанын инерциялык болбой калышы, анын туруктуу ылдамдыгы бар экендиги менен түшүндүрүүгө болот. Инерциялык жана инерциялык эмес саноо системаларынын мисалдары алардын өтүшү белгилүү бир убакыт аралыгында болоорун көрсөтүп турат.
Дене тездегенде анын ылдамдыгы оң мааниге ээ болот, ал эми тормоздоодо бул көрсөткүч терс болот.
Ийри сызыктуу кыймыл
Жылдыздарга жана Күнгө салыштырмалуу Жердин кыймылы эллипс формасына ээ болгон ийри сызыктуу траектория боюнча жүргүзүлөт. Борбору Күнгө дал келген жана огу белгилүү жылдыздарга багытталган бул эталондук алкак инерциялык деп эсептелет.
Көңүл буруңуз, ал түз сызыкта жана гелиоцентрдикке карата бир калыпта жыла турган ар кандай таяныч алкагысистемасы инерциялык. Ийри сызыктуу кыймыл бир аз ылдамдатуу менен ишке ашырылат.
Жер өз огунун айланасында кыймылдаарын эске алсак, анын бети менен байланышкан сандык алкак гелиоцентрге салыштырмалуу кандайдыр бир ылдамдануу менен кыймылдайт. Мындай кырдаалда Жердин үстү менен байланышкан сандык система гелиоцентрдикке салыштырмалуу ылдамдануу менен кыймылдайт, ошондуктан аны инерциялык деп эсептөөгө болбойт деген тыянак чыгарууга болот. Бирок мындай системанын тездетилишинин мааниси ушунчалык кичинекей болгондуктан, ал көп учурларда ага карата каралып жаткан механикалык кубулуштардын өзгөчөлүгүнө олуттуу таасир этет.
Техникалык мүнөздөгү практикалык маселелерди чечүү үчүн Жердин үстү менен катуу байланышкан эсептөө системасын инерциалдык деп эсептөө адатка айланган.
Галилейлик салыштырмалуулук
Бардык инерциялык саноо системаларынын маанилүү касиети бар, ал салыштырмалуулук принциби менен сүрөттөлөт. Анын маңызы бирдей баштапкы шарттарда кандай гана болбосун механикалык кубулуш тандалган эталондук системага карабастан, бирдей жол менен ишке ашырылаарында.
Салыштырмалуулук принцибине ылайык ISO теңдиги төмөнкү жоболордо чагылдырылган:
- Мындай системаларда механиканын мыйзамдары бирдей, ошондуктан алар тарабынан сүрөттөлгөн, координаттар жана убакыт менен туюнтулган бардык теңдеме өзгөрүүсүз калат.
- Үзгүлтүксүз механикалык эксперименттердин натыйжалары эталондук алкактын эс алуу абалында болорун аныктоого мүмкүндүк берет.түз сызыктуу бирдей кыймыл. Кандайдыр бир система шарттуу түрдө стационардык деп таанылышы мүмкүн, эгерде экинчиси ошол эле учурда ага салыштырмалуу белгилүү бир ылдамдыкта кыймылдаса.
- Механиканын теңдемелери бир системадан экинчи системага өткөндө координаттык өзгөртүүлөргө карата өзгөрүүсүз калат. Бир эле кубулушту ар кандай системаларда сүрөттөсөңүз болот, бирок алардын физикалык табияты өзгөрбөйт.
Маселени чечүү
Биринчи мисал.
Инерциялык саноо системасы: а) Жердин жасалма жандоочусу; б) балдар аттракциону.
Жооп. Биринчи учурда инерциялык таяныч системасы жөнүндө сөз болбойт, анткени спутник тартылуу күчүнүн таасири астында орбитада кыймылдагандыктан, кыймыл кандайдыр бир ылдамдануу менен ишке ашат.
Аттракционду да инерциялык система катары кароого болбойт, анткени анын айлануу кыймылы кандайдыр бир ылдамдануу менен ишке ашат.
Экинчи мисал.
Отчет берүү системасы лифт менен бекем байланышкан. Кандай жагдайларда аны инерциялык деп атоого болот? Эгерде лифт: а) кулап калса; б) тегиз өйдө жылыйт; в) тез көтөрүлөт г) тегиз ылдый багытталган.
Жооп. a) Эркин кулоодо ылдамдануу пайда болот, ошондуктан лифт менен байланышкан эталондук система инерциялык болбойт.
b) Лифттин бир калыпта кыймылы менен система инерциялык болот.
c) Бир аз ылдамдануу менен кыймылдаганда сандык система инерциялык деп эсептелет.
d) Лифт жай жылат, терс ылдамдатуу бар, андыктан сиз аны аткара албайсызэталондук системаны инерциалдык деп ата.
Тыянак
Адамзат өзүнүн жашоосунун бүткүл мезгили бою жаратылышта болуп жаткан кубулуштарды түшүнүүгө аракет кылып келет. Кыймылдын салыштырмалуулугун түшүндүрүү аракетин Галилео Галилей жасаган. Исаак Ньютон инерция мыйзамын чыгарууга жетишкен, ал механикада эсептөөлөрдөгү негизги постулат катары колдонула баштаган.
Учурда дененин абалын аныктоо системасы денени, убакытты аныктоочу аппаратты, ошондой эле координаттар системасын камтыйт. Дененин кыймылдуу же кыймылсыз болушуна жараша белгилүү бир нерсенин каалаган убакыт аралыгындагы абалын мүнөздөөгө болот.
