Өнөөдрийн бидний уулзалт материйн гайхалтай өмч болох таталцлын (таталцлын) сэдэвт зориулагдсан болно. Дэлхийн таталцал маш танил бөгөөд байгалийн тул бид үүнийг анзаардаггүй. Гэхдээ таталцлын талаар бид юу мэддэг вэ?
Энэ нь хэрхэн үүсдэг, юунаас хамаардаг, хэрхэн илэрдэгийг олж мэдье.
Таталцал
Орчлон ертөнцийн бүх биетүүдийн харилцан таталцалнээлттэй байсан. Энэхүү таталцлыг таталцлын харилцан үйлчлэл гэж нэрлэдэг.
Тэрээр мөн эдгээр хүчнүүдийн харилцан үйлчлэгч биетүүдийн масс ба тэдгээрийн хоорондын зайнаас хамааралтай болохыг тогтоожээ.
Биеийн масс их байх тусам тэдний таталцлын хүч нэмэгддэг. Харин зай ихсэх тусам багасдаг.
Дэлхийн хүмүүс бидний хувьд манай гарагийн таталцлын хүч онцгой чухал юм. Дэлхий биеийг өөртөө татах хүчийг ихэвчлэн таталцал гэж нэрлэдэг.
Энэ нь дэлхийн гадаргуугаас холдох тусам багасч, үргэлж дэлхийн төв рүү чиглэнэ. Тэр бол Бөмбөрцөг нь материаллаг цэг шиг гадны биетүүдийг татдаг.Манай гараг туйлдаа бага зэрэг хавтгайрсан (ойролцоогоор 27 км), эдгээр цэгүүдэд таталцал нь экватор эсвэл бусад өргөрөгт таталцлаас арай өндөр байдаг. Үүний дагуу уулын орой дээрх таталцлын хүч бэлдийнхээс арай бага байна.
Энэ хүчийг илэрхийлэхийн тулд F хүнд тэмдгийг ашигладаг.
Биеийн жин, жингүйдэл
Тиймээс таталцал нь биетүүдийн дэлхийтэй харилцан үйлчлэлийн үр дүн юм. Гэхдээ бид өдөр тутмын амьдралдаа биеийн жингийн тухай ойлголтыг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ үнэ цэнэ юу болохыг олж мэдье.
Ингэхийн тулд оюун ухаанаараа суурин цахилгаан шат руу аваачицгаая. Түүний зорчигчдын P жин нь таталцлын хүчтэй (P = F хүндийн) тэнцүү байх болно. Хурдасгалаар дээшлэх цахилгаан шатанд таталцлын хүч тогтмол байдаг ч жин нь нэмэгдэж эхэлнэ. Энэ нь тулгуур - шалнаас даралт ихсэх мэт мэдрэгддэг. Лифт доошилж, аажмаар удааширна. Дэмжлэгийн даралт багасах болно, жишээлбэл. Таталцал хэвээр байвал жин буурдаг.
... Нойтон элс, цасан дээр хүн, амьтан, тээврийн хэрэгслийн үлдээсэн ул мөр нь эдгээр биетүүдийн тулгуур дээрх үйлдлийг нарийн баталгаажуулдаг.
Биеийн жин гэдэг нь хөдөлгөөнгүй биетүүдийн тулгуур дээр үйлчлэх буюу суспензийг сунгах хүч юм.
Үүнийг санаж байх ёстой таталцлыг объектын төвд, жинг тулгуур эсвэл түдгэлзүүлсэн хэсэгт хэрэглэнэ.
Хэрэв тулгуур эсвэл түдгэлзүүлэлт алга болвол биеийн жинд юу тохиолдох вэ? Бие нь чөлөөтэй унаж эхэлнэ. Түүний цаашдын хөдөлгөөнд үзүүлэх эсэргүүцэл алга болсон тул биеийн жин тэг болно. Чөлөөт уналтанд байгаа биетүүдийн хувьд жингүйдлийн байдал үүсдэг.
Шүхэр нээгдэхээс өмнө жингүй нисч буй шүхэрчин, галзуу хулгана руу зочлогчид хамгийн өндөр цэгийг даван туулсны дараа унадаг бөгөөд ерөнхийдөө дээшээ үсрэх бүр нь буухын өмнө хэдхэн секундын жингүйдэлтэй байдаг.
Гэхдээ Сансрын нисэгчид яагаад жингүйдэлтэй байдаг вэ?сансрын хөлгийн хөдөлгүүрийг унтраасны дараа тойрог замд? Дэлхийтэй харьцахдаа эдгээр сансрын биетүүд чөлөөтэй унах хандлагатай байдаг ч хэвтээ хурд нь маш өндөр (ойролцоогоор 8 км/сек) тул тэд унаж, тойрог замдаа нисч чаддаггүй бөгөөд энэ нь дэлхийг тойрон эргэх эргэлтийг дүрсэлдэг.
Архимедийн хүчний биеийн жинд үзүүлэх нөлөө
Өнөөг хүртэл бид харилцан үйлчлэл нь агааргүй орчинд явагддаг гэдгийг харгалзан таталцлын илрэлийг авч үзсэн. Хий эсвэл шингэн байгаа нь биеийн жинд хэрхэн нөлөөлөх вэ?
Энэ асуултын хариултыг эртний Грекийн хамгийн зохистой хөвгүүдийн нэг - МЭӨ 3 мянган жилийн өмнө Архимед өгсөн.
Биеийн орчинтой (шингэн эсвэл хий) харилцан үйлчлэлийн үр дүнд босоо дээш чиглэсэн хөвөх хүч гарч ирдэг гэж эрдэмтэн нотолсон. Түүний тоон утга нь биеэс нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний жинтэй тэнцүү байна.
Шингэн эсвэл хий дэх биеийн жин нь хөвөх хүчний хэмжээгээр вакуум дахь биеийн жингээс үргэлж бага байдаг.
Хэрэв объектыг ёроолд нь герметик байдлаар дарвал Архимедийн хүч үүсэхгүй.
Жин
Бид жингийн тухай ойлголтыг аль хэдийн мэддэг болсон. Массын талаар ярилцъя:
- Эхлээд масс гэдэг нь биед агуулагдах бодисын хэмжээ гэж ойлгогддог.
- Дараа нь түүний инерцитэй холбоо тогтоогдсон. Масс их байх тусам бие нь идэвхгүй болно.
- Энэ нь мөн биеийн таталцлын шинж чанарыг тодорхойлдог. Илүү их биетүүд таталцлын хүч ихтэй байдаг.
- Өгөгдсөн биеийн масс дэлхий дээр, саран дээр эсвэл өөр аль ч гариг дээр ижил байх болно. Энэ нь газарзүйн өргөрөгөөс хамаардаггүй.
- Үүнийг тэмдэглэхийн тулд m үсэг ашигладаг бөгөөд кг-аар хэмждэг.
Аливаа хүчний нэгэн адил жинг Ньютоноор (N) хэмждэг. Биеийн жин ба жинг холбодог томъёо байдаг.
энд g нь чөлөөт уналтын хурдатгал юм.
Чөлөөт уналт
Биеүүд унаж байна Италийн эрдэмтэн Галилео судалсан.Тэрээр Пиза хотод байрладаг маш өндөр налуу цамхгаас шидэж, биенүүдийн хөдөлгөөнийг ажиглав. Хотын нэрийн дараа 55 м өндөр энэ цамхагийг Пизагийн налуу цамхаг гэж нэрлэжээ.
Галилео 80 кг жинтэй их бууны сум болон жижиг төмөр бөмбөгийг нэгэн зэрэг унагав. Тэд бараг зэрэг газарт хүрэв. Бөмбөг нэгэн зэрэг газардаагүйн цорын ганц шалтгаан нь агаарын эсэргүүцэл гэж эрдэмтэн дүгнэжээ.
Агааргүй орон зайд зөвхөн таталцлын нөлөөгөөр биес унахыг чөлөөт уналт гэж нэрлэдэг.
Газрын нөхцөлд бид энэ үзэгдлийг зөвхөн ойролцоогоор ажиглаж болно. Учир нь Агаар мандлын агаар нь чөлөөтэй унах биед саад болдог.
Энэ хөдөлгөөнөөр унах биеийн хурд секунд тутамд 9.81 м/с нэмэгддэг.
Энэ нь чөлөөт уналтын хурдатгал юм g = 9.81 м/мөн тухайн газрын газарзүйн өргөрөгийн өөрчлөлтөд бага зэрэг өөрчлөгддөг. Тооцоололд g = 10 м/с 2-ыг ихэвчлэн авдаг.
Таталцлын хүч 6 дахин бага саран дээр g = 1.6 м/с 2 байна.
Одоо "улаан гараг" - Ангараг гарагийн талаар маш идэвхтэй судалгаа хийж байна. Түүний масс нь манай гаригийнхаас бараг 10 дахин бага юм. Биеийн жин 10 дахин буурах ёстой юм шиг санагдаж байна. Гэсэн хэдий ч Ангараг гарагийн радиус нь дэлхийн радиусаас бараг 2 дахин бага байгаа нь таталцлыг бараг 4 дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Эцсийн эцэст таталцлын хүч, түүнчлэн биеийн жин нь дэлхийн таталцлын ердөө 1/3 нь байх болно.
Та ямар ч гариг дээрх биеийн таталцлын хүчийг яг ингэж мэдэж болно. Дэлхий дээр 80 кг жинтэй сансрын нисгэгч Бархасбадь гараг дээр 161.2 кг жинтэй болно гэж бодъё.
Хүндийн хүчний агшин
Бие болгонд байдаг таталцлын төв.Хэрэв та оюун ухаанаараа түүнээс биеийг өлгөх юм бол энэ нь анхны байрлалаа хадгална. Жишээлбэл, бөмбөгний хүндийн төв нь түүний геометрийн төвд байрладаг. Хүндийн төв бага байх тусам биеийн байрлал тогтвортой байна. Тиймээс уулнаас бууж буй цаначин бага зэрэг тонгойдог. Тиймээс тэрээр хүндийн төвөө доошоо шилжүүлж, улмаар тогтвортой байдлыг нь нэмэгдүүлдэг.
Физикийн хууль тогтоомж, сайн мэддэг аягатай тоглоомыг "танил". Түүний хүндийн төв нь доод хэсэгт байрладаг, учир нь жин нь тэнд бэхлэгдсэн байдаг. Мөн энэ тоглоомыг хажуу тийш нь бага зэрэг хазайлгах нь хүндийн төвийг дээшлүүлдэг. Таталцал нь биеийн босоо байрлалыг сэргээдэг эргэлтийг бий болгодог.
Таталцлын момент нь таталцлын хүч ба энэ хүчний гарны бүтээгдэхүүн юм.
M= F утас L=mgL,
Хаана
M - таталцлын момент;
L нь энэ хүчний мөр, өөрөөр хэлбэл хүчний хэрэглээний шугам ба эргэлтийн төвийн хоорондох перпендикуляр юм.
Эргэлтийн нэгж нь 1 Нм.
Ачаа машин эсвэл усан онгоцонд байрлуулахдаа аль болох нам дор байрлуул. Энэ нь тогтвортой байдлыг хангаж, ачаа тээврийг хөмрөхөөс хамгаална.
Хүндийн хүчний ажил
Чөлөөт унасан бие ажилладаг уу? Тухайлбал, сансар огторгуйн гүнээс бидэн рүү нисч ирсэн солир, мөчрөөс унасан алим, урсах хүрхрээ гэх мэт.
Биеийн байрлалыг босоо байрлалд өөрчлөхөд түүний хүндийн төв нь доошилдог эсвэл өсдөг. Таталцлын хүч ажилладаг
хаана мг = F хүнд.
Бие доошоо орвол ажил эерэг, дээш гарвал сөрөг байна. Хаалттай зам дээр биеийг босоогоор дээш шидээд дараа нь чөлөөтэй унаж эхлэх цэг рүү буцаж ирэхэд ажил 0 болно.
Дүгнэлт
Хүн, амьтдыг хуурай газрын амьдралд дасан зохицоход таталцлын хүч асар их үүрэг гүйцэтгэсэн. Таталцлын хүчний ачаар бид сансарт нисэхээсээ илүү дэлхий дээр алхдаг. Энэ нь гаригуудын уур амьсгал, дэлхийн далай дахь усыг хадгалдаг. Бид нарны аймгийн гаригууд болон тэдгээрийн дагуулуудын хөдөлгөөнд өртэй.
Дэлхийн таталцлын талаарх бидний танилцах үе дууслаа. Олон зууны турш хүмүүс дэлхийн хүлээсээс ангижрах арга замыг хайж ирсэн. Эсрэг таталцлын нууц хараахан тайлагдаагүй байна.
Гэвч хүн төрөлхтөн дэлхийн таталцлыг даван туулж, сансрын судалгаанд гайхалтай амжилтанд хүрч чадсан.
Хэрэв энэ мессеж танд хэрэгтэй байсан бол би тантай уулзахдаа баяртай байх болно
Жингүйдэл гэж юу вэ? Хөвөгч аяга, таазан дээр нисэх, алхах чадвар, хамгийн том биетийг ч хялбархан хөдөлгөх чадвар нь энэ физикийн үзэл баримтлалын романтик санаа юм.
Хэрэв та сансрын нисэгчээс жингүйдэл гэж юу вэ гэж асуувал тэр станцын тавцан дээр байх эхний долоо хоногт ямар хэцүү байдгийг, мөн таталцлын нөхцөлд дасаж буцаж ирснийхээ дараа сэргээхэд хэр их хугацаа шаардагдахыг хэлэх болно. Физикч магадгүй ийм нюансуудыг орхигдуулж, томъёо, тоо ашиглан ойлголтыг математикийн нарийвчлалтайгаар илчлэх болно.
Тодорхойлолт
Асуудлын шинжлэх ухааны мөн чанарыг нээснээр уг үзэгдэлтэй танилцах ажлаа эхэлцгээе. Физикчид жингүйдлийн байдлыг биеийн хөдөлгөөн эсвэл түүнд нөлөөлж буй гадны хүчнүүд бие биендээ бөөмсийн харилцан дарамт учруулахгүй байх нөхцөл гэж тодорхойлдог. Сүүлд нь объект хөдөлж эсвэл амарч байх үед манай гариг дээр үргэлж тохиолддог: таталцлын хүчээр дарагдаж, тухайн объект байрладаг гадаргуугийн эсрэг чиглэсэн урвалд ордог.
Энэ дүрмийн үл хамаарах зүйл бол таталцлын хүчний биед үзүүлэх хурдаар унах тохиолдол юм. Ийм процесст бөөмсүүд бие биендээ даралт байхгүй, жингүйдэл гарч ирдэг. Физикийн хэлснээр сансрын хөлөг, заримдаа онгоцонд тохиолддог нөхцөл байдал нь ижил зарчим дээр суурилдаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд ямар ч чиглэлд тогтмол хурдтай хөдөлж, чөлөөт уналтын байдалд байх үед жингүйдэл үүсдэг. Хиймэл хиймэл дагуул эсвэл пуужингаар тойрог замд хүргэсэн. Энэ нь тэдэнд тодорхой хурдыг өгдөг бөгөөд энэ нь төхөөрөмж өөрийн хөдөлгүүрийг унтраасны дараа хадгалагддаг. Энэ тохиолдолд хөлөг онгоц зөвхөн таталцлын нөлөөн дор хөдөлж эхэлдэг бөгөөд жингүйдэл үүсдэг.
Гэртээ
Сансрын нисгэгчдийн нислэгийн үр дагавар үүгээр зогсохгүй. Дэлхийд буцаж ирсний дараа тэд таталцлын хүчинд хэсэг хугацаанд дасан зохицох ёстой. Нислэгээ дуусгасан сансрын нисгэгчийн жингүйдэл гэж юу вэ? Юуны өмнө энэ бол зуршил юм. Хэсэг хугацааны турш ухамсар нь таталцлын хүч байгаа гэсэн баримтыг хүлээн зөвшөөрөхөөс татгалзсаар байна. Үүний үр дүнд сансрын нисгэгч аяга таваг ширээн дээр тавихын оронд зүгээр л зүгээр орхиж, шалан дээр аяга таваг хагарах чимээг сонссоны дараа л алдаагаа ухаарсан тохиолдол байнга гардаг.
Тэжээл
Нисгэгчтэй нислэгийг зохион байгуулагчдын хувьд хэцүү бөгөөд нэгэн зэрэг сонирхолтой ажлуудын нэг бол сансрын нисгэгчдийг жингүйдлийн нөлөөн дор бие махбодид амархан шингэдэг хоол хүнсээр хангах явдал юм. Эхний туршилтууд багийн гишүүдийн дунд тийм ч их урам зоригийг төрүүлээгүй. Үүнтэй холбогдуулан Америкийн сансрын нисгэгч Жон Янг хатуу хоригийг үл харгалзан онгоцонд сэндвич авчирсан боловч дүрэм журмыг илүү зөрчихгүйн тулд тэд идээгүй байна.
Өнөөдөр олон янз байдлын асуудал байхгүй. Оросын сансрын нисгэгчдэд зориулсан хоолны жагсаалтад 250 нэр төрлийн хоол багтсан байна. Заримдаа станц руу явж буй ачааны хөлөг онгоцны багийн аль нэгний захиалсан шинэ хоолыг хүргэж өгдөг.
Хоолны үндэс нь бүх шингэн аяга, ундаа, нухаш нь хөнгөн цагаан хоолойд савлагдсан байдаг. Бүтээгдэхүүний савлагаа, сав баглаа боодол нь жингүйдэлд хөвж, хэн нэгний нүд рүү орж болзошгүй үйрмэг харагдахгүй байхаар хийгдсэн байдаг. Жишээлбэл, жигнэмэгийг нэлээд жижиг болгосон бөгөөд аманд хайлдаг бүрхүүлээр бүрхэгдсэн байдаг.
Танил орчин
ОУСС гэх мэт станцууд дээр тэд дэлхий дээрх танил хүмүүст бүх нөхцлийг авчрахыг хичээдэг. Эдгээрт цэсэнд үндэсний хоол, биеийн үйл ажиллагаа, тоног төхөөрөмжийн хэвийн үйл ажиллагаанд шаардлагатай агаарын хөдөлгөөн, тэр ч байтугай шал, таазны тэмдэглэгээ орно. Сүүлийнх нь сэтгэлзүйн хувьд чухал ач холбогдолтой юм. Таталцалгүй сансрын нисгэгч ямар байрлалд ажиллах нь хамаагүй, гэхдээ нөхцөлт шал, таазыг хуваарилах нь чиг баримжаа алдах эрсдлийг бууруулж, хурдан дасан зохицоход тусалдаг.
Хүн бүрийг сансрын нисгэгчээр хүлээн зөвшөөрдөггүйн нэг шалтгаан нь жингүйдэл юм. Станцад хүрч, дэлхийд буцаж ирсний дараа дасан зохицох нь дасан зохицохтой харьцуулж, хэд хэдэн удаа нэмэгддэг. Эрүүл мэнд муутай хүн ийм ачааллыг даахгүй байж болно.
Аливаа биеийн гадаргуу, тулгуур эсвэл түдгэлзүүлэлт дээр үйлчлэх хүч гэж жин. Дэлхийн таталцлын нөлөөгөөр жин үүсдэг. Тоон утгаараа жин нь таталцлын хүчтэй тэнцүү боловч сүүлийнх нь биеийн массын төвд, харин жинг тулгуурт хэрэглэнэ.
Жингүйдэл - тэг жин, хэрэв таталцлын хүч байхгүй бол, өөрөөр хэлбэл бие нь түүнийг татах боломжтой асар том биетүүдээс хангалттай хол зайд оршдог.
Олон улсын сансрын станц нь дэлхийгээс 350 км зайд байрладаг. Энэ зайд таталцлын хурдатгал (g) 8.8 м/с2 байгаа нь манай гаригийн гадаргуугаас ердөө 10%-иар бага байна.
Энэ нь практикт ховор тохиолддог - таталцлын нөлөө үргэлж байдаг. ОУСС-ын сансрын нисэгчид дэлхийн нөлөөнд автсан хэвээр байгаа ч тэнд жингүйдэлтэй байна.
Таталцлыг бусад хүчээр нөхөх үед жингүйдлийн өөр нэг тохиолдол гардаг. Жишээлбэл, ОУСС нь таталцлын нөлөөнд автдаг, зайнаас болж бага зэрэг багасдаг, гэхдээ станц нь зугтах хурдаар дугуй тойрог замд хөдөлж, төвөөс зугтах хүч нь таталцлыг нөхдөг.
Дэлхий дээрх жингүйдэл
Жингүйдлийн үзэгдэл дэлхий дээр бас боломжтой. Хурдатгалын нөлөөн дор биеийн жин буурч, бүр сөрөг болж болно. Физикчдийн өгсөн сонгодог жишээ бол унадаг цахилгаан шат юм.
Хэрэв цахилгаан шат нь хурдатгалын дагуу доошоо хөдөлж байвал лифтний шалан дээрх даралт, улмаар жин багасна. Түүгээр ч барахгүй хурдатгал нь таталцлын хурдатгалтай тэнцүү бол, өөрөөр хэлбэл лифт унавал биеийн жин тэг болно.
Хэрэв лифтний хөдөлгөөний хурдатгал нь чөлөөт уналтын хурдатгалаас давсан тохиолдолд сөрөг жин ажиглагддаг - доторх бие нь бүхээгийн таазанд "наалдана".
Энэхүү эффектийг сансрын нисгэгчдийн бэлтгэлд жингүйдлийн дуурайлганд өргөн ашигладаг. Сургалтын танхимаар тоноглогдсон онгоц нэлээд өндөрт өргөгддөг. Үүний дараа тэр баллистик траекторийн дагуу доош шумбаж, үнэн хэрэгтээ машин дэлхийн гадаргуу дээр тэгшилдэг. 11 мянган метрийн өндөрт шумбахдаа бэлтгэл хийхэд ашигладаг 40 секундын жингүйдлийг авах боломжтой.
Ийм хүмүүс жингүйдэхэд хүрэхийн тулд "Нестеровын гогцоо" гэх мэт нарийн төвөгтэй дүрсүүдийг хийдэг гэсэн буруу ойлголт байдаг. Үнэн хэрэгтээ нарийн төвөгтэй маневр хийх чадваргүй, өөрчлөгдсөн үйлдвэрлэлийн зорчигч тээврийн онгоцыг сургалтанд ашигладаг.
Физик илэрхийлэл
Унаж буй бие эсвэл шумбагч онгоц гэх мэт тулгуурын хурдасгасан хөдөлгөөний үед жингийн физик томъёо (P) дараах байдалтай байна.
хаана m нь биеийн жин,
g - чөлөөт уналтын хурдатгал,
a нь дэмжлэгийн хурдатгал юм.
g ба a тэнцүү бол P=0, өөрөөр хэлбэл жингүйдэлд хүрнэ.
Өмнөх хичээлүүд дээр бид бүх нийтийн таталцлын хүч гэж юу болох, түүний онцгой тохиолдол болох Дэлхий дээр байрладаг биетүүдэд үйлчилдэг таталцлын хүчийг авч үзсэн.
Таталцал нь дэлхийн гадаргуу эсвэл өөр одон орны биетийн ойролцоо байрладаг аливаа материаллаг биед үйлчилдэг хүч юм. Бидний эргэн тойрон дахь бүх зүйл түүний нөлөөнд автдаг тул таталцал нь бидний амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Өнөөдөр бид таталцлын хүчтэй холбоотой өөр нэг хүчийг авч үзэх болно. Энэ хүч нь биеийн жин юм. Өнөөдрийн хичээлийн сэдэв: “Биеийн жин. Жингүйдэл"
Биеийн дээд ирмэг дээр үйлчилдэг уян харимхай хүчний нөлөөн дор энэ бие нь эргээд хэв гажилтанд ордог бөгөөд биеийн хэв гажилтын улмаас өөр нэг уян хатан хүч үүсдэг. Энэ хүчийг хаврын доод ирмэг дээр хэрэглэнэ. Үүнээс гадна, энэ нь хаврын уян хатан хүчтэй тэнцүү бөгөөд доошоо чиглэсэн байдаг. Биеийн энэ уян хатан хүчийг бид жин гэж нэрлэх болно, өөрөөр хэлбэл биеийн жинг хавар руу чиглүүлж, доош чиглүүлдэг.
Пүрш дээрх биеийн хэлбэлзэл унтарсны дараа систем нь биенд үйлчлэх хүчний нийлбэр тэгтэй тэнцүү байх тэнцвэрт байдалд хүрнэ. Энэ нь таталцлын хүч нь пүршний уян харимхай хүчний хэмжээтэй тэнцүү ба эсрэг чиглэлд байна гэсэн үг юм (Зураг 2). Сүүлийнх нь хэмжээ нь тэнцүү бөгөөд биеийн жингийн эсрэг чиглэлд байгааг бид аль хэдийн олж мэдсэн. Энэ нь таталцлын хүч нь биеийн жинтэй тэнцүү байна гэсэн үг юм. Энэ харьцаа нь бүх нийтийнх биш боловч бидний жишээн дээр энэ нь шударга юм.
Цагаан будаа. 2. Жин ба таталцал ()
Дээрх томьёо нь таталцал ба жин нь ижил зүйл гэсэн үг биш юм. Эдгээр хоёр хүч нь мөн чанараараа ялгаатай. Жин гэдэг нь биеийн хажуу талаас суспензэнд үйлчлэх уян харимхай хүч, харин таталцал нь дэлхийн талаас биед үзүүлэх хүч юм.
Цагаан будаа. 3. Түдгэлзүүлэлт ба тулгуур дээрх биеийн жин ба таталцал ()
Жингийн зарим шинж чанарыг олж мэдье. Жин гэдэг нь биеийг тулгуур дээр дарах эсвэл суспензийг сунгах хүч бөгөөд хэрэв бие нь түдгэлзээгүй эсвэл тулгуур дээр бэхлээгүй бол түүний жин тэг болно. Энэ дүгнэлт нь бидний өдөр тутмын туршлагаас зөрчилдөж байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь бодит бодит жишээнүүдтэй байдаг.
Хэрэв түдгэлзүүлсэн их биетэй пүршийг суллаж, чөлөөтэй унахыг зөвшөөрвөл динамометрийн үзүүлэлт тэг утгыг харуулна (Зураг 4). Үүний шалтгаан нь энгийн: ачаалал ба динамометр нь ижил хурдатгал (g) ба ижил тэг анхны хурдтай (V 0) хөдөлж байна. Хаврын доод төгсгөл нь ачаалалтай синхроноор хөдөлдөг бол хавар нь хэв гажилтгүй, хавар нь уян харимхай хүч үүсэхгүй. Үүний үр дүнд биеийн жин болох эсрэг уян харимхай хүч байхгүй, өөрөөр хэлбэл бие нь жингүй, эсвэл жингүй байдаг.
Цагаан будаа. 4. Их биетэй булгийн чөлөөт уналт ()
Жингүйдлийн байдал нь хуурай газрын нөхцөлд таталцлын хүч нь таталцлын хурдатгал гэж нэрлэгддэг бүх биед ижил хурдатгал өгдөгтэй холбоотой юм. Бидний жишээн дээр ачаалал ба динамометр ижил хурдатгалтай хөдөлж байна гэж хэлж болно. Хэрэв биед зөвхөн таталцлын хүч эсвэл бүх нийтийн таталцлын хүч л үйлчилдэг бол энэ бие нь жингүйдлийн байдалд байна. Энэ тохиолдолд зөвхөн биеийн жин алга болно, гэхдээ энэ биед үйлчлэх таталцлын хүч алга болно гэдгийг ойлгох нь чухал юм.
Жингүйдлийн байдал нь чамин зүйл биш, та нарын олонх нь үүнийг байнга мэдэрдэг - ямар ч өндрөөс үсэрч, үсэрч байгаа хүн буух мөч хүртэл жингүйдэлтэй байдаг.
Динамометр ба түүний пүрштэй хавсарсан бие нь тодорхой хурдатгалтайгаар доошоо хөдөлж, чөлөөтэй унахгүй байх тохиолдлыг авч үзье. Хөдөлгөөнгүй ачаалал ба пүрштэй уншилттай харьцуулахад динамометрийн заалт буурах бөгөөд энэ нь биеийн жин тайван байх үеийнхээс бага болсон гэсэн үг юм. Энэ бууралтын шалтгаан юу вэ? Ньютоны 2-р хуульд үндэслэн математикийн тайлбар хийцгээе.
Цагаан будаа. 5. Биеийн жингийн математик тайлбар ()
Биед хоёр хүч үйлчилдэг: доош чиглэсэн таталцлын хүч, дээш чиглэсэн пүршний уян харимхай хүч. Эдгээр хоёр хүч нь биед хурдатгал өгдөг. Хөдөлгөөний тэгшитгэл нь:
У тэнхлэгийг сонгоцгооё (Зураг 5), бүх хүч босоо чиглэлд чиглэсэн тул нэг тэнхлэг бидэнд хангалттай. Нөхцөлүүдийг төлөвлөх, шилжүүлэх үр дүнд бид уян харимхай хүчний модуль нь дараахтай тэнцүү байх болно.
ma = мг - F хяналт
F хяналт = мг - ма,
Энд тэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд Ньютоны хоёрдугаар хуульд заасан хүчний у тэнхлэг дээрх проекцууд байна. Тодорхойлолтын дагуу биеийн үнэмлэхүй жин нь хаврын уян хатан хүчтэй тэнцүү бөгөөд түүний утгыг орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.
P = F хяналт = мг - ма = m(g - a)
Биеийн жин нь биеийн жин ба хурдатгалын зөрүүтэй тэнцүү байна. Үүссэн томъёоноос харахад биеийн хурдатгалын модуль нь таталцлын хурдатгалын модулиас бага бол биеийн жин нь таталцлын хүч, өөрөөр хэлбэл хурдатгалтай хөдөлж буй биеийн жингээс бага байна. Энэ хэмжээ нь тайван байдалд байгаа биеийн жингээс бага байна.
Жинтэй бие нь дээшээ хурдан хөдөлж буй тохиолдлыг авч үзье (Зураг 6).
Динамометрийн зүү нь биеийн жингийн утгыг амарч байх үеийн ачааллаас ихийг харуулна.
Цагаан будаа. 6. Жинтэй бие нь дээшээ хурдан хөдөлдөг ()
Бие дээшээ хөдөлж, хурдатгал нь нэг чиглэлд чиглэгддэг тул хурдатгалын проекцын тэмдгийг y тэнхлэг рүү өөрчлөх шаардлагатай.
Томъёоноос харахад одоо биеийн жин нь таталцлын хүчнээс, өөрөөр хэлбэл амарч байгаа биеийн жингээс их байгаа нь тодорхой байна.
Түүний хурдассан хөдөлгөөний улмаас биеийн жин нэмэгдэхийг хэт ачаалал гэж нэрлэдэг.
Энэ нь зөвхөн пүрш дээр дүүжлэгдсэн биед төдийгүй тулгуур дээр суурилуулсан биед ч хамаатай.
Биеийн хурдасгасан хөдөлгөөний үед өөрчлөгддөг жишээг авч үзье (Зураг 7).
Машин нь гүдгэр траектори бүхий гүүрний дагуу, өөрөөр хэлбэл муруй траекторийн дагуу хөдөлдөг. Гүүрний хэлбэрийг бид тойргийн нум гэж үзэх болно. Кинематикаас бид машин төв рүү чиглэсэн хурдатгалтай хөдөлж байгааг мэдэж байгаа бөгөөд түүний хэмжээ нь гүүрний муруйлтын радиусаар хуваагдсан хурдны квадраттай тэнцүү байна. Одоогийн байдлаар энэ нь хамгийн дээд цэгт байгаа бөгөөд энэ хурдатгал нь босоо доошоо чиглэнэ. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу энэхүү хурдатгал нь хүндийн хүчний үр дүнд үүссэн хүч ба газрын урвалын хүчээр машинд өгдөг.
Босоо дээш чиглэсэн координатын y тэнхлэгийг сонгоод энэ тэгшитгэлийг сонгосон тэнхлэг дээр проекцоор бичиж, утгыг орлуулж, хувиргалтыг хийцгээе.
Цагаан будаа. 7. Машины хамгийн өндөр цэг ()
Ньютоны гурав дахь хуулийн дагуу машины жин нь модулийн хувьд дэмжлэг үзүүлэх урвалын хүчинтэй тэнцүү () бол машины жингийн модуль нь таталцлын хүчнээс бага, өөрөөр хэлбэл машины жингийн модуль нь таталцлын хүчнээс бага байгааг бид харж байна. суурин машины жин.
Дэлхийгээс хөөргөсөн пуужин босоо тэнхлэгт a=20 м/с 2 хурдатгалтайгаар дээшээ хөдөлдөг. Нисгэгч-сансрын нисэгчийн жин m=80 кг бол пуужингийн бүхээгт ямар жинтэй байх вэ?
Пуужингийн хурдатгал нь дээш чиглэсэн байгаа нь тодорхой бөгөөд үүнийг шийдэхийн тулд хэт ачаалалтай тохиолдолд биеийн жингийн томъёог ашиглах ёстой (Зураг 8).
Цагаан будаа. 8. Асуудлын зураглал
Дэлхийтэй харьцуулахад хөдөлгөөнгүй бие нь 2400 Н жинтэй бол түүний масс нь 240 кг, өөрөөр хэлбэл сансрын нисгэгч өөрийгөө байгаа хэмжээнээс гурав дахин их массыг мэдэрдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Бид биеийн жингийн тухай ойлголтыг шинжилж, энэ хэмжигдэхүүний үндсэн шинж чанарыг олж мэдээд, хурдатгалтай хөдөлж буй биеийн жинг тооцоолох боломжийг олгодог томъёог олж авав.
Хэрэв бие босоо доошоо хөдөлж, түүний хурдатгалын модуль нь таталцлын хурдатгалаас бага байвал биеийн жин нь хөдөлгөөнгүй биеийн жингийн утгатай харьцуулахад буурна.
Хэрэв бие нь босоо тэнхлэгийн дагуу дээшээ хурдацтай хөдөлж байвал жин нь нэмэгдэж, бие нь хэт ачаалалтай байдаг.
Ном зүй
- Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физик (үндсэн түвшин) - М.: Mnemosyne, 2012.
- Гэндэнштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физик 10-р анги. - М.: Мнемосине, 2014.
- Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физик - 9, Москва, Боловсрол, 1990 он.
Гэрийн даалгавар
- Биеийн жинг тодорхойлох.
- Биеийн жин ба таталцлын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
- Жингүйдлийн байдал хэзээ тохиолддог вэ?
- Physics.kgsu.ru интернет портал ().
- Festival.1september.ru интернет портал ().
- Terver.ru интернет портал ().
Бид бүгд жингүйдлийн талаар сонссон. Энэ үгийг сонсоход бид сансрын нисгэгчид сансрын станц дотор чөлөөтэй хөвж байна гэж төсөөлдөг. Энэ жингүйдэл гэж юу вэ гэсэн энгийн мэт асуултанд хариулахыг хичээцгээе.
ЖИН, өөрөөр хэлбэл биеийн жин дутагдаж байна. Өөрөөр хэлбэл жингүйдэл гэж юу болохыг зөв ойлгохын тулд биеийн жин гэж юу болохыг тодорхой ойлгох ёстой.
Жин- таталцлын бүсэд үүсэх уналтаас урьдчилан сэргийлэх тулгуур (эсвэл дүүжлүүр эсвэл бусад төрлийн бэхэлгээ) дээр ажилладаг биеийн хүч. Илэрхийлэлээр тодорхойлогддог:
P = мг, Хаана:
Р- биеийн жин, м- биеийн жин, g - чөлөөт уналтын хурдатгал.
Жингийн утга нь таталцлын хурдатгалтай пропорциональ бөгөөд энэ нь дэлхийн гадаргаас дээш өндрөөс хамаарна, мөн түүний эргэлтээс шалтгаалан хэмжилтийн цэгийн газарзүйн координатаас хамаарна.
Систем хөдөлж байх үед бие нь хурдатгалтай инерцийн жишиг хүрээтэй харьцуулахад тулгуур (эсвэл түдгэлзүүлэлт) юм. Ажин нь энэ биед үйлчлэх таталцлын хүчтэй давхцахаа больсон:
P = m(g - a)
Дэлхийн эргэлтийн үр дүнд жин нь өргөргийн дагуу буурч байна: экваторт туйлтай харьцуулахад ойролцоогоор 0.3% бага байна.
Ньютоны 3-р хуулийн дагуу бие нь тулгуур (түдгэлзүүлэлт) дээр үйлчилдэг төдийгүй тулгуур (түдгэлзүүлэлт) нь бие махбодид гэж нэрлэгддэг хүчээр үйлчилдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. дэмжлэгийн урвалын хүч (түдгэлзүүлэлт). Энэ хүч нь тоон хувьд биеийн жинтэй тэнцүү бөгөөд таталцлын эсрэг чиглэсэн байдаг. Дараа нь бие дээр ижил хэмжээтэй, эсрэг чиглэлтэй хоёр хүч үйлчилдэг, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн үр дүн нь тэг байна, энэ нь бие амарч, эсвэл жигд, шулуун хөдөлж байна гэсэн үг юм.
Энэ нь жингүйдэл (жингийн дутагдал) нь ямар төлөв байдалд байна гэсэн үг юм байхгүйтаталцлын таталцлын улмаас үүссэн биеийн тулгуур (эсвэл түдгэлзүүлэлт) -ийн харилцан үйлчлэлийн хүч, бусад массын хүчний үйл ажиллагаа, ялангуяа биеийн түргэвчилсэн хөдөлгөөний үед үүсдэг инерцийн хүч.
Дараа нь таталцлын хүчний талбарт бие болон түүний тулгуур хоёулаа унавал юу болох талаар бодож үзье. Дараа нь тулгуур ба их бие хоёулаа ижил хурдтай хөдөлдөг тул бие нь массаараа энэ тулгуур дээр дарахгүй, өөрөөр хэлбэл энэ тулгуур дээр ажиллахгүй болно. Энэ нь биеийн жин (түүний тулгуур дээр ажиллах хүч) тэг байна. Үүнийг практикт хаана ажиглаж болох вэ? Лифтийн вагоныг троссоос нь таслаад босоо амнаас чөлөөтэй унаж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Бүхээг болон зорчигч хоёулаа ижил хурдтай хөдөлдөг g = 9.8 м/с 2. Дараа нь зорчигч лифтний шаланд нөлөөлөхгүй, өөрөөр хэлбэл жингүйдэх төлөвийг мэдрэх болно. Дараа нь тэр лифтний бүхээгийн орон зайд чөлөөтэй хөвөх боломжтой болно. Мэдээжийн хэрэг, энэ туршилт нь ихэвчлэн субьектийн үхэлд хүргэдэг. Гэхдээ илүү нийтлэг нөхцөл байдал бий. Цахилгаан шат дөнгөж доошоо хөдөлж эхлэхэд (өөрөөр хэлбэл, хурдасгасан хурдаар хөдөлж, хэвийн хурдаа ахиулдаг) таны бие энэ хурдад хүрээгүй бөгөөд шалан дээр бараг дардаггүй, энэ нь бараг жингүй гэсэн үг юм. Дараа нь лифт хурдасч, дараа нь жигд хөдөлж байх үед та түүнтэй хамт жигд хөдөлдөг тул та ердийнх шигээ тулгуур дээр (лифтний шал) биеээрээ дарах нь жингүйдэл байхгүй гэсэн үг юм.
Дэлхийг тойрон эргэлдэж буй сансрын хөлөг дээр нисэх нь дэлхий рүү байнга унахаас өөр зүйл биш юм. Энгийнээр хэлбэл, төхөөрөмж тойрог замд маш өндөр хурдтай (ойролцоогоор 8 км/сек) хөдөлж, дэлхий рүү унавал (босоо чиглэлд) хэвтээ чиглэлд ийм зайг туулж чаддаг бөгөөд энэ нь бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Дэлхий, түүний гадаргуу хүртэлх зай багасдаггүй. Бие нь унахгүйгээр унадаг. Парадокс уу? Бодит байдал!
Өөрөөр хэлбэл, сансрын хөлгийн бүхээг нь утаснаас унасан цахилгаан шат юм. Мөн түүний доторх бүх бие жингүйдлийн байдлыг мэдрэх болно. Тэд сансрын хөлгийн бүхээгт чөлөөтэй хөвөх бөгөөд хэд хэдэн сонирхолтой эффектүүд гарах бөгөөд би үүнийг дараах нийтлэлүүдийн аль нэгэнд хэлэлцэх болно.
Дэлхий дээр сансрын нисгэгчдийг сургахын тулд бид жингүйдлийн төлөвийг богино хугацаанд бий болгож чадна. Тусгай онгоц гиперболын траекторийн дагуу шумбаж, өөрөөр хэлбэл энэ нь үнэндээ g хурдатгалтайгаар унадаг бөгөөд түүний бүхээгт байгаа хүмүүс ч мөн адил хурдатгалтайгаар унадаг. Өөрөөр хэлбэл, тэд жингүйдлийн байдалд байна. Ингэснээр та нэг минут орчим жингүйдэл үүсгэж, дараа нь онгоц шумбахаас авиралт руу шилжиж, дараа нь дахин шумбаж, бүх зүйл дахин давтагдана. Тиймээс жингүйдэл дэлхий дээр бий болно.
Үүнийг ойлгох нь маш чухал юм жинТэгээд жинӨдөр тутмын амьдралд биеийн жингийн тухай ярихдаа "жин" гэсэн ойлголтыг ихэвчлэн ашигладаг боловч бие махбодь нь ижил зүйл биш юм. Биеийн жингийн тодорхойлолтыг дээр дурдсан. Биеийн масс нь түүний инерцийн хэмжүүр, өөрөөр хэлбэл энэ төлөвийг өөрчлөхийг оролдож буй бусад биетүүдэд өртөх үед тайван байдал эсвэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг хадгалах чадвар юм. Биеийн харилцан үйлчлэл нь хүч гэх мэт хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог. Бие махбодид хүч хэрэглэх үед Ф, түүнд хурдатгал өгөгдсөн А, биеийн жингээс хамаарна м:
a = F/m.
Биеийн жин их байх тусам хурдатгал багасна гэдгийг бид харж байна , ижил хэмжээний хүчээр түүнд мэдэгдэв. Хэрэв бид үүнийг эхлээд Дэлхий дээр, дараа нь сансрын хөлөг дээр (тэг таталцлын үед) туршиж үзэх юм бол энэ дүрэм хоёр тохиолдолд үнэн болохыг харах болно. Энэ нь биеийн жин, жин нь ижил зүйл биш юм. Биеийн жин алга болох ч биеийн жин үргэлж ижил хэвээр байна.Харьцангуй механикийн хувьд биетүүдийн масс өөрчлөгдөж болно (хязгааргүй болтлоо өсдөг), гэхдээ энэ нь огт өөр түүх боловч хэзээ нэгэн цагт бидний авч үзэх объект болно.
Энэ хооронд дахин уулзъя. "Олон ном"-ыг хүн бүрт өгдөггүй, зөвхөн хамгийн сониуч хүмүүст өгдөг тул дуустал нь уншсан бүх хүмүүст баярлалаа.