Back to the topics list

klassik mexanika

Klassik mexanikaga kirish

Klassik mexanika - fizikaning jismlarning harakatini va ularga ta'sir qiluvchi kuchlarni o'rganish bilan shug'ullanadigan bo'limi. Bu termodinamika, elektr va magnitlanish kabi fizikaning boshqa ko'plab sohalari qurilgan poydevordir. Klassik mexanikaning o'zini ikkita asosiy yo'nalishga bo'lish mumkin: kinematika , uning sabablarini hisobga olmagan holda harakatni tavsiflashga qaratilgan va dinamika , bu kuchlar va nima uchun jismlarning ular kabi harakatlanishi bilan bog'liq.

Harakatni tushunish

Harakat - bu ob'ektning vaqtga nisbatan o'zgarishi. Harakatning eng oddiy turi chiziqli harakat bo'lib, bu erda ob'ekt to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanadi. Harakatni tasvirlash uchun ishlatiladigan asosiy miqdorlar joy almashish , tezlik va tezlanishdir .

• Ko'chirish ( \(\vec{d}\) ) - ob'ekt pozitsiyasining o'zgarishi. Bu vektor miqdori, ya'ni uning kattaligi ham, yo'nalishi ham bor.
• Tezlik ( \(\vec{v}\) ) - siljishning vaqtga nisbatan o'zgarish tezligi. Bu ham vektor miqdordir. Formula tomonidan berilgan \(\vec{v} = \frac{\Delta \vec{d}}{\Delta t}\) , bu erda \(\Delta t\) - vaqt oralig'i.
• Tezlanish ( \(\vec{a}\) ) - tezlikning vaqtga nisbatan o'zgarish tezligi, boshqa vektor miqdori. Tezlanish formulasi: \(\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\) .

Masalan, agar mashina tinch holatdan to'g'ridan-to'g'ri 60 km/soat tezlikka 5 soniyada tezlashsa, uning tezlanishini tezlanish formulasi yordamida hisoblash mumkin. Bir xil tezlanishni nazarda tutsak:

• Dastlabki tezlik, \(\vec{v}_0 = 0\) km/soat
• Yakuniy tezlik, \(\vec{v} = 60\) km/soat
• Vaqt oralig'i, \(\Delta t = 5\) s

Hisoblashdan oldin tezliklarni m/s ga aylantirishimiz kerak. \(60\) km/soat = \(16.67\) m/s. Shuning uchun, \(\vec{a} = \frac{16.67 - 0}{5} = 3.33\) m/s \(^2\) .

Nyutonning harakat qonunlari

Nyutonning harakat qonunlari dinamikaning asosiy printsiplari bo'lib, klassik mexanikaning asosini tashkil qiladi.

1. Birinchi qonun (inertsiya qonuni) : jismga tashqi kuch ta'sir qilmasa, to'g'ri chiziqda tinch yoki bir tekis harakatda qoladi.
2. Ikkinchi qonun : jismga ta'sir etuvchi kuch ushbu jismning massasi tezlashishiga tengdir ( \(\vec{F} = m\vec{a}\) ). Bu qonun tezlanish sababi sifatida kuch tushunchasini kiritadi.
3. Uchinchi qonun : Har bir harakat uchun teng va qarama-qarshi reaktsiya mavjud.

Misol uchun, agar siz xarid qilish savatini kuch bilan bossangiz, arava tezlashadi. Aravaga qo'llagan kuchingiz va aravaning tezlashishi Nyutonning ikkinchi qonuni bilan bog'liq. Arava qanchalik og'ir bo'lsa, bir xil tezlashtirishga erishish uchun ko'proq kuch sarflash kerak bo'ladi.

Mexanikada saqlanish qonunlari

Saqlanish qonunlari fizik tizimlarning xatti-harakatlarini tushunishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

• Energiyani tejash : Izolyatsiya qilingan tizimdagi umumiy energiya vaqt o'tishi bilan doimiy bo'lib qoladi. Energiyani bir shakldan ikkinchisiga o'tkazish mumkin, lekin uni yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas.
• Impulsning saqlanishi : jismlarning yopiq tizimining umumiy impulsi, agar unga tashqi kuchlar ta'sir qilmasa, vaqt o'tishi bilan doimiy bo'lib qoladi. Impuls massa va tezlikning mahsulotidir ( \(\vec{p} = m\vec{v}\) ).

Bu tamoyillar mumtoz mexanikada, masalan, Quyosh sistemasidagi jismlar oʻrtasidagi toʻqnashuvlar yoki sayyoralar harakati kabi muammolarni hal qilish uchun zarurdir.

Klassik mexanikaning qo'llanilishi

Klassik mexanika ko'plab sohalarda keng qo'llanilishiga ega. Ayrim misollar:

• Sayyoralar va sun'iy yo'ldoshlarning orbitalarini bashorat qilish.
• Kuchlar va harakatga bardosh beradigan transport vositalari va inshootlarni loyihalash.
• Suyuqlik va gazlar oqimini tushunish (suyuqlik dinamikasi).

Klassik mexanika orqali biz kundalik hayotimizda va murakkab muhandislik va ilmiy muammolarda ob'ektlar qanday harakat qilishini va kuchlar bilan o'zaro ta'sirini tushunishimiz mumkin.