Кыймыл – бул дененин мейкиндик координаталарын өзгөртүүнү камтыган физикалык процесс. Физикада кыймылды сүрөттөө үчүн өзгөчө чоңдуктар жана түшүнүктөр колдонулат, алардын негизгиси ылдамдануу. Бул макалада биз бул кадимки ылдамдануу деген суроону изилдейбиз.
Жалпы аныктама
Физикадагы акселерациянын астында ылдамдыктын өзгөрүү ылдамдыгын түшүнөбүз. Ылдамдыктын өзү вектордук кинематикалык мүнөздөмө болуп саналат. Демек, ылдамдануунун аныктамасы абсолюттук чоңдуктун өзгөрүшүн гана эмес, ылдамдыктын багытынын да өзгөрүшүн билдирет. Формула кандай көрүнөт? Толук ылдамдатуу үчүн a¯ төмөнкүчө жазылган:
a¯=dv¯/dt
Башкача айтканда, a¯ маанисин эсептөө үчүн берилген моменттеги убакытка карата ылдамдык векторунун туундусун табуу керек. Формула a¯ секундасына метр квадрат менен ченелерин көрсөтүп турат (м/с2).
Толук ылдамдануу a¯ багытынын v¯ векторуна эч кандай тиешеси жок. Бирок, дал келетвектор dv¯ менен.
Кыймылдагы денелерде ылдамдануунун пайда болушунун себеби, аларга таасир этүүчү ар кандай мүнөздөгү тышкы күч. Тышкы күч нөл болсо, ылдамдануу эч качан болбойт. Күчтүн багыты ылдамдануунун багыты a¯ менен бирдей.
Ийри сызыктуу жол
Жалпы учурда, каралып жаткан a¯ чоңдугу эки компоненттен турат: нормалдуу жана тангенциалдык. Бирок, биринчи кезекте, траектория деген эмне экенин эстеп көрөлү. Физикада траектория деп дененин кыймыл процессинде белгилүү бир жолду басып өткөн сызыгы түшүнүлөт. Траектория түз сызык же ийри сызык болушу мүмкүн болгондуктан, денелердин кыймылы эки түргө бөлүнөт:
- түз сызыктуу;
- ийри сызыктуу.
Биринчи учурда дененин ылдамдык вектору тескерисинче өзгөрүшү мүмкүн. Экинчи учурда, ылдамдык вектору жана анын абсолюттук мааниси тынымсыз өзгөрүп турат.
Сиздерге белгилүү болгондой, ылдамдык траекторияга тангенциалдуу багытталат. Бул факт бизге төмөнкү формуланы киргизүүгө мүмкүндүк берет:
v¯=vu¯
Бул жерде u¯ бирдик тангенс вектору. Ошондо толук ылдамдануу туюнтмасы төмөнкүчө жазылат:
a¯=dv¯/dt=d(vu¯)/dt=dv/dtu¯ + vdu¯/dt.
Теңдикти алууда функциялардын туундусун эсептөө эрежесин колдондук. Ошентип, жалпы ылдамдануу a¯ эки компоненттин суммасы катары көрсөтүлөт. Биринчиси, анын тангенс компоненти. Бул макалада алкаралбайт. Болгону, ал v¯ ылдамдыктын модулунун өзгөрүшүн мүнөздөй турганын белгилейбиз. Экинчи мөөнөт нормалдуу ылдамдануу болуп саналат. Ал тууралуу төмөндө макалада.
Кадимки чекиттин ылдамдашы
Бул тездетүү компонентин¯ катары түзүңүз. Келгиле, анын туюнтмасын кайра жазалы:
a¯=vdu¯/dt
Нормалдуу ылдамдануу теңдемеси a¯, эгерде төмөнкү математикалык өзгөртүүлөр аткарылса, ачык жазылса болот:
a¯=vdu¯/dt=vdu¯/d l dl/dt=v2/rre¯.
Бул жерде l - дене басып өткөн жол, r - траекториянын ийрилик радиусу, re¯ - ийриликтин борборуна багытталган бирдик радиус вектору. Бул теңдик бизге бул нормалдуу ылдамдануу деген суроого байланыштуу кээ бир маанилүү тыянактарды чыгарууга мүмкүндүк берет. Биринчиден, ал ылдамдык модулунун өзгөрүүсүнө көз каранды эмес жана v¯ абсолюттук маанисине пропорционалдуу, экинчиден, ийриликтин борборуна, башкача айтканда, нормал боюнча, ийриликтин берилген чекитиндеги тангенс боюнча багытталган. траектория. Мына ошондуктан a¯ компоненти нормалдуу же центрге чукул ылдамдануу деп аталат. Акырында, үчүнчүдөн, a ¯ ийриликтин r радиусуна тескери пропорционалдуу, аны ар бир адам узак жана чукул бурулушка кирип бараткан унаада жүргүнчү болуп жүргөндө эксперименталдык түрдө башынан өткөргөн.
Борбордон четтөөчү жана борбордон четтөөчү күчтөр
Жогоруда кандайдыр бир себеп болгону белгиленгентездетүү күч болуп саналат. Нормалдуу ылдамдануу траекториянын ийрилик борборуна багытталган жалпы ылдамдануунун курамдык бөлүгү болгондуктан, кандайдыр бир центрге тебүүчү күч болушу керек. Анын табиятын ар кандай мисалдар аркылуу көрүү эң оңой:
- Аркандын учуна байланган ташты ачуу. Бул учурда борборго айлануучу күч аркандын чыңалуусу болуп саналат.
- Унаанын узун бурулушу. Центрипетал – унаа дөңгөлөктөрүнүн жол бетиндеги сүрүлүү күчү.
- Планеталардын Күндүн айланасында айлануусу. Каралып жаткан күчтүн ролун гравитациялык тартылуу ойнойт.
Бул мисалдардын баарында борборго айлануучу күч түз сызыктуу траекториянын өзгөрүшүнө алып келет. Өз кезегинде ага дененин инерциялык касиеттери тоскоол болот. Алар борбордон четтөөчү күч менен байланышкан. Бул күч денеге таасир этип, аны ийри сызыктуу траекториядан «ыргытууга» аракет кылат. Мисалы, унаа бурулуш жасаганда, жүргүнчүлөр унаанын эшигинин бирине кысып калат. Бул борбордон четтөөчү күчтүн аракети. Бул борбордон айырмаланып, ойдон чыгарылган.
Мисал көйгөй
Сиздерге белгилүү болгондой, биздин Жер Күндүн айланасында тегерек орбитада айланат. Көк планетанын нормалдуу ылдамданышын аныктоо керек.
Маселени чечүү үчүн биз формуланы колдонобуз:
a=v2/r.
Маалыматтан биз планетабыздын сызыктуу ылдамдыгы v 29,78 км/сек экенин көрөбүз. Биздин жылдызга чейинки аралык 149 597 871 км. Буларды которуусекундасына метр жана метр сандарды, тиешелүүлүгүнө жараша, аларды формулага алмаштырсак, жооп алабыз: a=0,006 м/с2, бул 0, планетанын гравитациялык ылдамдануусунун 06%.
