Орта білімнен кейінгі, техникалық және кәсіптік білім беру ұйымдарына арналған педагогінің сабақ жоспары

№4 Дәріс

МЕХАНИКА

Сабақтың тақырыбы: Ньютон заңдары. Бүкіләлемдік тартылыс заңы.

Бүкіл  әлемдік  тартылыс  заңы. Еркін түсу үдеуі. Жердің жасанды серігі.

“Егер денеге сырттан күш әсер етпесе, онда ол тыныштық күйін немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалыстағы күйін сақтайды”. Егер денеге басқа денелер әрекет етпесе немесе олардың әрекеті теңгерілген болса, онда дене не тыныштықтағы күйін сақтайды, немесе түзу сызықты және бір қалыпты қозғалысын жалғастырады деген қорытындыға келген болатын. Бұл өздеріне таныс инерция заңы. И.Ньютон инерция заңын механика негізіне енгізді, сондықтан бұл заңды Ньютонның бірінші заңы деп атайды.

“Дененің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі түсірілген күшке пропорционал және ол күшпен бағыттас болады”. Қарапайым бақылаулар, егер әр түрлі денелерге бірдей күшпен әрекет жасаса, олардың түрліше үдеу алатының көрсетеді. Ньютонның екінші заңы төмендегіше тұжырымдалады: Денеде туындайтын үдеу оған әрекет етуші күшке тура пропорционал, ал оның массасына кері пропорциянал: a = Ньютонның екінші заңының формуласы F=m*a

“Әрбір әсерге оған тең, бірақ кері бағытталған қарсы әсер болады, басқаша айтқанда, екі дене бір-біріне шама жағынан тең, бағыты жағынан қарама-қарсы күштермен әсер етеді”.

Классик. механикада екінші заңның математикалық түрі: немесе mα=F, мұндағы m – нүктенің массасы, ν – оның жылдамдығы, α – үдеу, t – уақыт, F – әсер етуші күш.

Ньютонның үшінші заңы Әрекет етуші күшке әрқашан тең қарсы әрекет етуші күш бар болады. Басқаша айтқанда, денелердің бір – біріне әрекет етушә күштері модулі бойынша өзара тең және бағыттары қарама қарсы:

F=-F

         Кез келген  денелердің  арасында  тартылас  күші  әсер  етеді, яғни денелер  бірін-бірі  тартады. Орта салмақты  екі  адам  1 м қашықтықтан  бірін-бірі  0,003 мг  күшпен  тартады  екен. Ал Жер  мен Ай бірін бірі  20 квадриллион  тонна  күшпен  тартады.

Бүкіл  әлемдік  тартылас  заңы  былай  айтылады: екі  материалдық  нүктенің  арасындағы  тартылас   күші олардың  массаларының  көбейтіндісіне  тура  пропорционал, ара  қашықтығының  квадратына  кері  пропорционал болады  яғни

         Жер  бетінен    биіктікке  көтерілген  массасы    дене  мен  Жер  арасындағы  бүкіл  әлемдік  тартылыс  заңы  былайша  жазылады:

         Жер  бетінен    биіктікке  көтерілген  денені  тастап  жіберсек, ол  дене   күшінің  әсерінен  үдеу  алады. Оның  шамасы  Ньютонның  екінші  заңы  бойынша  анықталады:

(3.1)   және   (3.2)     формуларды  салыстырсақ, шығатыны :

немесе  

Осы  тұрақты  шаманы     деп белгілесек:

(3.4)  формула  дененің  Жер  бетіне  таяу  жердегі    немесе  Жер бетіндегі  үдеудің  анықтайды.  - дененің  еркін  түсу  үдеуі  деп  аталады. (3.4)  формуладан  көріп  отырғанымыздай, дененің  еркін  түсу  үдеуі  массасына  тәуелді  емес,    шамасына  ғана  тәуелді  екен.

Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады. Сұйықтықтар , қатты денелер , газдар барлығы Жердің центріне тартылады . Оны біз күнделікті өмірде байқаймыз . Белгілі бір затты лақтырсақ немесе суды төгіп алсақ олар жерге қарай бағыттайды . Бұл денелердің Жерге тартып тұрған ауырлық күшінің белгісі . 

Денеге әрекет ететін ауырлық күші дене массасына тура пропорционал . 

• Еркін түсу үдеуі — еркін дененің құлаған кездегі ауырлық күші әсерінен алатын үдеуі. Мұндай үдеумен кез келген дене ауасыз кеңістікте Жер бетіне таяу биіктіктен құлаған кезде қозғалады. Еркін түсу үдеуі Жердің жаңыңда 9,81 м/с² тең . Есептеу үшін көбінесе еркін түсу үдеуін 10 м/с² деп алады .

Күш дегеніміз - бұл дененің күйін өзгертуге әкелетін, басқа денелер немесе өрістердің берілген денеге әсер етуінің өлшемі болатын векторлық шама. Бұл жағдайда күйдің өзгеруі жылдамдықтың немесе деформацияның өзгеруін білдіреді. Табиғаттағы күштердің бірі — тартылыс күші. Ол кез келген денеге әрекет ете алады .Тартылыс күші өзара өзара тартымдылық ретінде көрінеді. Бүкіләлемдік тартылыс барлық денелердің бір-біріне дененің массасына және дене арасындағы қашықтыққа байланысты күшпен тартылатындығымен көрінеді.

Жасанды серіктердің қозғалысы - Денелердің ауырлық күшінің әрекетінен қозғалуының қарапайым түрі — денелердің Жер бетіне вертикаль бағытта нөлге тең бастапқы жылдамдыкпен еркін түсуі. Бұл кезде дене Жердің центріне қарай g еркін түсу үдеуімен қозғалады.

Бүкіләлемдік тартылыс күші әрекетінен дененің дөңгелек орбита бойымен қозғалысы жүзеге асатын жылдамдық  бірінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.

. R = 6.37* а g = 9.81 м/с

=7,9*

Параболалық траекторияға сәйкес келетін жылдамдық екінші ғарыштық жылдамдық деп аталады.

= 16,7 км/с

Жердің жасанды серігі — аспан кеңістігінде өзінің белгіленген орбитасы бойымен қозғала ұшатын ғарыш аппараты.