Хөдөлгөөн бол механикийн гол сэдэв юм.
Хөдөлгөөн болон хөдөлгөөний өөрчлөлтийн шалтгааныг тайлбарладаг өөр өөр хуулиуд байдаг. Эдгээр хөдөлгөөний хуулиудын хамгийн алдартайг Исак Ньютон санаачилсан. Тэрээр "Байгалийн философийн математик зарчмууд" (1687 онд хэвлэгдсэн) номдоо хөдөлгөөний гурван хуулийг эмхэтгэсэн.
Ньютоны Хөдөлгөөний хуулиудын талаар ярилцаж эхлэхээсээ өмнө хөдөлгөөнийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг зарим үндсэн нэр томъёо, ойлголтуудыг авч үзье.
Хүч гэдэг нь объектыг хөдөлгөх эсвэл түүний хөдөлгөөнийг өөрчлөхийн тулд түлхэх эсвэл татах хүч юм.
Хурдыг мөн хурд гэж нэрлэдэг. Биеийн хурдад хүч нөлөөлдөг.
Хурдатгал гэдэг нь тухайн объектын хурд тодорхой хугацаанд (нэг секунд) хэр их өөрчлөгдөж байгааг илэрхийлдэг хэмжүүр юм.
Масс гэдэг нь одоо байгаа зүйлийн хэмжээ бөгөөд грамм эсвэл килограммаар хэмжигддэг.
Момент нь бие махбодид байгаа хөдөлгөөний нийт хэмжээ юм.
Ньютоны анхны хөдөлгөөний хууль
Гадны хүч үйлчлэхгүй бол бие нь тайван байдалд эсвэл шулуун шугамын дагуу жигд хөдөлгөөнтэй хэвээр байна. Ууланд гарахын тулд дугуйн дөрөө түлхэх, цэцэрлэгт хүрээлэн рүү алхахын тулд газар түлхэх, гацсан шүүгээг татан онгойлгох эсэхээс үл хамааран бидний үзүүлж буй хүч бүх зүйлийг хөдөлгөдөг. Ньютоны анхны хууль нь тэг хүч үйлчлэх үед биетийн хурд тогтмол байх ёстойг хэлдэг. Хэрэв объект зогсож байгаа бол энэ нь зогссон хэвээр байна. Хэрэв энэ нь эхлээд хөдөлж байгаа бол тогтмол хурдтайгаар шулуун шугамаар хөдөлнө.
Ньютоны анхны хууль нь инерцийг тодорхойлдог бөгөөд үүнийг инерцийн хууль гэж нэрлэх нь зөв юм. Кетчупыг савны ёроолоос салгахын тулд ихэвчлэн доошоо эргүүлж, өндөр хурдтайгаар доош шидээд гэнэт зогсдог.
Ньютоны хөдөлгөөний анхны хуулийн зарим хэрэглээ нь дараах байдалтай байна.
- Хөдөлж буй автобусыг аюулгүй барьж авахын тулд бид автобусны хөдөлгөөний чиглэлд урагш гүйх ёстой.
- Хөдөлгөөнтэй автобуснаас үсрэх шаардлага гарвал бид урд зүг рүү унахаас сэргийлж зам дээр үсэрсэний дараа үргэлж богино зайд гүйх ёстой.
- Ууж буй лифтээр явах үед цус хурдан зогсоход толгойноос хөл рүү урсдаг.
- Алхны толгойг бариулын ёроолыг хатуу гадаргуу дээр цохих замаар модон бариул дээр чангалж болно.
- Араас мөргөх үед ташуурдах гэмтлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд толгойны түшлэгийг машинд байрлуулдаг.
- Скейтборд (эсвэл вагон эсвэл унадаг дугуй) унаж байхдаа та скейтбордын хөдөлгөөнийг гэнэт зогсоож буй хашлага, чулуу эсвэл өөр объектыг мөргөх үед самбараас урагш нисдэг.
Ньютоны хөдөлгөөний хоёр дахь хууль
Ньютоны хөдөлгөөний 2-р хуулийн дагуу импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь хэрэглэсэн хүчтэй шууд пропорциональ бөгөөд энэ өөрчлөлт нь үргэлж үйлчлэх хүчний чиглэлд явагддаг. Тухайн объектод үйлчлэх цэвэр хүч нь тухайн объектын масс ба түүний хурдатгалын үржвэртэй тэнцүү байна.
Цэвэр хүч = масс * хурдатгал эсвэл F = ma
Объект илүү их масстай байх тусам түүнийг хөдөлгөхөд илүү их цэвэр хүч хэрэгтэй болно.
Ньютоны хөдөлгөөний хоёр дахь хуулийн зарим хэрэглээ нь дараах байдалтай байна.
- Хэрэв та ачааны машиныг түлхэж, машиныг түлхэхэд ижил хүч хэрэглэвэл машин нь ачааны машинаас илүү хурдатгалтай байх болно, учир нь ачааны машин бага жинтэй байдаг.
- Хоосон сагсыг түлхэх нь дүүрсэнээс илүү хялбар байдаг, учир нь дүүрсэн сагсанд хоосон тэрэгнээс илүү жинтэй байдаг. Энэ нь бүтэн сагсыг түлхэхэд илүү их хүч шаардагдана гэсэн үг юм.
- Крикет тоглогч бөмбөг барьж байхдаа гараа доошлуулдаг. Хэрэв тоглогч бөмбөг барьж байхдаа гараа буулгахгүй бол бөмбөгийг зогсоох хугацаа маш бага байна. Тиймээс бөмбөгний хурдыг тэг болгох эсвэл бөмбөгний импульсийг өөрчлөхийн тулд маш их хүч хэрэглэх шаардлагатай. Тоглогч гараа доошлуулах үед бөмбөгийг зогсоох хугацаа ихэсдэг тул бөмбөгний импульсийн ижил өөрчлөлтийг бий болгохын тулд бага хүч хэрэглэх шаардлагатай болдог. Тиймээс тоглогчийн гар гэмтээгүй.
- Каратэчин нэг цохилтоор овоолсон хавтан эсвэл тоосгонуудыг эвддэг. Каратэчин овоолсон хавтангуудыг гараараа цохихдоо аль болох хурдан хийдэг, Өөрөөр хэлбэл, овоолсон хавтанг цохиход зарцуулсан хугацаа маш бага байдаг. Каратэчний гар нь маш бага хугацааны интервалаар овоолгын хавтан дээр цохиход гарны хөдөлгөөн тэг болж буурдаг тул овоо хавтан дээр маш их хүч үйлчилдэг. Энэ хүч нь овоолгын хавтанг эвдэхэд хангалттай.
Ньютоны хөдөлгөөний гурав дахь хууль
Хөдөлгөөний гуравдахь хууль нь үйлдэл болгонд ижил импульс, эсрэг хурдтай үйлчилдэг тэнцүү бөгөөд эсрэг урвал байдаг. Энэхүү мэдэгдэл нь харилцан үйлчлэл бүрт харилцан үйлчилж буй хоёр объект дээр хос хүч үйлчилдэг гэсэн үг юм. Эхний объектод үзүүлэх хүчний хэмжээ нь хоёр дахь объектын хүчний хэмжээтэй тэнцүү байна. Эхний объектын хүчний чиглэл нь хоёр дахь объектын хүчний чиглэлийн эсрэг байна. Хүч нь үргэлж хос хосоороо ирдэг - тэнцүү ба эсрэг үйлдэл ба урвалын хүчний хосууд.
Ньютоны хөдөлгөөний гуравдах хуулийн зарим хэрэглээ нь дараах байдалтай байна.
- Бөмбөлөгөөс агаар гарахад эсрэг хариу үйлдэл нь бөмбөлөг дээшээ нисдэг.
- Усанд шумбах тавцангаас шумбахдаа трамплин дээр доошоо дардаг. Самбар буцаж гарч, таныг агаарт гаргах болно.
- Усан дундуур загас хэрхэн сэлж байгааг бодоорой. Загас сэрвээгээ ашиглан усыг хойш нь татдаг. Ус нь загасыг урагш түлхдэг тул загасыг усаар дамжуулдаг. Усан дээрх хүчний хэмжээ нь загасны хүчний хэмжээтэй тэнцүү байна; усан дээрх хүчний чиглэл (ухрах) нь загасны (урагш) хүчний чиглэлийн эсрэг байна. Үйлдэл болгонд тэнцүү (хэмжээ) ба эсрэг (чиглэлд) урвалын хүч байдаг. Үйлдэл-урвалын хүчний хос нь загасыг усанд сэлэх боломжийг олгодог.
- Шувуудын нисэх хөдөлгөөнийг авч үзье. Шувуу далавчаа ашиглан нисдэг. Шувууны далавч нь агаарыг доошлуулдаг. Хүч нь харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг тул агаар нь шувууг дээшээ түлхэж байх ёстой. Агаарт үзүүлэх хүчний хэмжээ нь шувуунд үзүүлэх хүчний хэмжээтэй тэнцүү; агаарт үзүүлэх хүчний чиглэл (доошоо) нь шувуунд үзүүлэх хүчний чиглэлийн эсрэг (дээш) байна. Эдгээр үйлдэл-урвалын хүчний хосууд шувууд нисэх боломжтой болгодог.
