Back to the topics list

сонгодог механик

Сонгодог механикийн танилцуулга

Сонгодог механик бол биетүүдийн хөдөлгөөн ба тэдгээрт үйлчлэх хүчийг судалдаг физикийн салбар юм. Энэ нь термодинамик, цахилгаан, соронзон гэх мэт физикийн бусад олон салбарыг бий болгох үндэс суурь юм. Сонгодог механикийг өөрөө хоёр үндсэн чиглэлд хувааж болно: кинематик нь хөдөлгөөний шалтгааныг харгалзахгүйгээр дүрслэх, динамик нь хүч, объект яагаад хөдөлж байгааг харуулдаг.

Хөдөлгөөнийг ойлгох

Хөдөлгөөн гэдэг нь объектын байрлалыг цаг хугацааны хувьд өөрчлөх явдал юм. Хөдөлгөөний хамгийн энгийн хэлбэр бол объект шулуун шугамаар хөдөлдөг шугаман хөдөлгөөн юм. Хөдөлгөөнийг тодорхойлоход ашигладаг үндсэн хэмжигдэхүүнүүд нь шилжилт , хурд , хурдатгал юм.

• Шилжилт ( \(\vec{d}\) ) нь объектын байрлалын өөрчлөлт юм. Энэ нь вектор хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь хэмжигдэхүүн, чиглэлтэй гэсэн үг юм.
• Хурд ( \(\vec{v}\) ) нь цаг хугацааны хувьд шилжилтийн өөрчлөлтийн хурд юм. Энэ нь мөн вектор хэмжигдэхүүн юм. Томьёог \(\vec{v} = \frac{\Delta \vec{d}}{\Delta t}\) өгөгдсөн бөгөөд энд \(\Delta t\) нь хугацааны интервал юм.
• Хурдатгал ( \(\vec{a}\) ) нь өөр вектор хэмжигдэхүүн болох цаг хугацааны хувьд хурдны өөрчлөлтийн хурд юм. Хурдатгалын томъёо \(\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\) юм.

Жишээлбэл, хэрэв машин тайван байдлаасаа шууд 5 секундэд 60 км / цаг хүртэл хурдалдаг бол түүний хурдатгалыг хурдатгалын томъёогоор тооцоолж болно. Нэг төрлийн хурдатгал гэж үзвэл:

• Анхны хурд, \(\vec{v}_0 = 0\) км/ц
• Эцсийн хурд, \(\vec{v} = 60\) км/цаг
• Хугацааны интервал, \(\Delta t = 5\) с

Тооцоолохын өмнө бид хурдыг м/с болгон хувиргах хэрэгтэй. \(60\) км/ц = \(16.67\) м/с. Тиймээс \(\vec{a} = \frac{16.67 - 0}{5} = 3.33\) м/с \(^2\) .

Ньютоны хөдөлгөөний хуулиуд

Ньютоны хөдөлгөөний хуулиуд нь динамикийн үндсэн зарчмууд бөгөөд сонгодог механикийн үндэс суурь болдог.

1. Нэгдүгээр хууль (Инерцийн хууль) : Бие махбодь гадны хүчин үйлчилдэггүй л бол шулуун шугамын дагуу тайван эсвэл жигд хөдөлгөөнтэй хэвээр байх болно.
2. Хоёрдахь хууль : Бие махбодид үйлчлэх хүч нь тухайн объектын массыг хурдатгалыг нь үржүүлсэнтэй тэнцүү байна ( \(\vec{F} = m\vec{a}\) ). Энэ хуульд хүч гэдэг ойлголтыг хурдатгалын шалтгаан гэж оруулсан.
3. Гурав дахь хууль : Үйлдэл болгонд ижил, эсрэг талын хариу үйлдэл байдаг.

Жишээлбэл, хэрэв та дэлгүүрийн тэргийг хүчээр дарвал тэрэг хурдасна. Тэргэнцэрт үзүүлэх хүч ба тэрэгний хурдатгал нь Ньютоны хоёрдугаар хуулиар хамааралтай. Тэргэнцэр хүнд байх тусам ижил хурдатгалд хүрэхийн тулд илүү их хүч хэрэглэх шаардлагатай болно.

Механик дахь хадгалалтын хуулиуд

Хамгаалалтын хуулиуд нь физик системийн зан төлөвийг ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

• Эрчим хүчний хэмнэлт : Тусгаарлагдсан системийн нийт энерги цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байна. Эрчим хүчийг нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжүүлж болох боловч үүсгэх, устгах боломжгүй.
• Импульсийн хадгалалт : Биед биетүүдийн нийт импульс нь гадны хүчин үйлчлэхгүй бол цаг хугацааны явцад тогтмол хэвээр байна. Момент нь масс ба хурдны үржвэр юм ( \(\vec{p} = m\vec{v}\) .

Эдгээр зарчмууд нь объектуудын мөргөлдөөн, нарны аймгийн гаригуудын хөдөлгөөн зэрэг сонгодог механикийн асуудлыг шийдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.

Сонгодог механикийн хэрэглээ

Сонгодог механик нь олон салбарт өргөн хүрээний хэрэглээтэй байдаг. Зарим жишээ нь:

• Гаригууд болон хиймэл дагуулуудын тойрог замыг урьдчилан таамаглах.
• Хүч, хөдөлгөөнийг тэсвэрлэхийн тулд тээврийн хэрэгсэл, байгууламжийг төлөвлөх.
• Шингэн ба хийн урсгалын тухай ойлголт (шингэний динамик).

Сонгодог механикаар бид өдөр тутмын амьдрал, инженерийн болон шинжлэх ухааны нарийн төвөгтэй асуудлуудад объектууд хэрхэн хөдөлж, хүчнүүдтэй харьцаж байгааг ойлгож чадна.