3 – Ma’ruza Energiya va impulsning saqlanish qonuni. Mexanik ish va quvvat. Mexanik energiya. Energiyaning saqlanish qonuni. Butun olam tortishish qonunlari. Kepler qonunlari. Mexanik ish va quvvat. Mexanik energiya

Kinetik va potentsial energiya. Jismning yoki jismlar sistematining ish bajara olish qobiliyatini energiya deb ataluchchi fizik kattalik orqali ifodalanadi. Mexanik energiya kinetik va potensial energiyalardan iborat bo‘ladi. Kinetik energiyaning mazmuniga tushunish uchun massasi m ga teng, moddiy nuqta deb qaralishi mumkin bo‘lgan jism tezligini F kuch ta’sirida dan gacha orttirishdagi bajarilgan ishni xisoblaylik. Jismning elementar kesmada siljitishdagi kuchining bajargan ishi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

(4.11)

Jism xarakatining tezlanishini tangensial va normal tashkil etuvchilarga ajratib, (4.11)ni quyidagicha yozish mumkin:

(4.12)

lekin tezlanishning normal tashkil etuvchisi siljish yo‘nalishiga doimo tik ekanligini e’tiborga olsak, ularning skalyar ko‘paytmasi .

SHuning uchun (4.12) ni

(4.13)

ko‘rinishda yozish mumkin

Jism tezligining v₁ dan v₂ gacha ortishidagi ishni quyidagicha xisoblaymiz:

(4.14)

Agar boshlangich tezlik, bo‘lsa, u xolda quyidagi ifodaga ega bo‘lamiz;

Demak, bajarilgan ish jism massasiga va uning tezligi (impulsi) ga boqliq bo‘lgan kattalikning o‘zgarishiga teng ekan. Bu kattalikka jismning kinetik energiyasi deb ataladi:

(4.15)

Kinetik energiyaga ega bo‘lgan jism ish bajarish qobiliyatiga ega. SHuning uchun kinetik energiyani quyidagicha ta’riflash mumkin: kinetik energiya jismning xarakatdagi (tezligi v ga teng) energiyasi bo‘lib, u son jixatidan tezlikni dan no‘lgacha kamaytirilishidagi shu jismning bajara olishi mumkin bo‘lgan to‘la ishiga tengdir. Jismni tashkil etuvchi zarralar (molekulalar, atomlar)ning yoki sistemaga kiruvchi jismlarning o‘zaro ta’sir kuchlarini mutlaqo yo‘qolguncha (yoki boshqa toifadagi kuchlar bilan to‘la ravishda muvozanatlashguncha), shu kuchlarning bajarishi mumkin bo‘lgan to‘la ishga son jixatdan teng bo‘lgan kattalikka potensial energiya deb ataladi. Ba’zi misollarni ko‘rib chiqaylik. CHo‘zilgan prujinaning potensial energiyasi deformatsiyaning mutlaqo yo‘qolgunicha elastiklik kuchining bajargan ishiga tengdir, ya’ni

(4.16)

Prujina x kattalikka qisilganda xam (4.16) orqali aniqlanuvchi potensial energiya vujudga keladi. Demak, prujinaning cho‘zilishida yoki qisilishida yuzaga kelayotgan potensial energiya prujina tarkibidagi zarrachalarning bir-biridan uzoqlashishi yoki bir-biriga yaqinlashishi va sho‘nga mos ravishda ular orasida o‘zaro tortishish yoki itarishish kuchlarning xosil bo‘lishi natijasidir. YAna bir misol tarikasida Erning tortishish maydoniga joylashgan jismning potensial energiyasini xisoblab chiqamiz. Berilgan nuqtadagi jismning potensial energiyasi jismni shu nuqtadan cheksizlikka ko‘chirishdagi tortishish kuchining ishiga teng, ya’ni

(4.17 )

Erning tortishish maydoniga joylashtirilgan jismning potensial energiyasi jism Er markazidan uzoqlashgan sari ortib boradi. Jism Er markazidan cheksiz uzoqlashganda esa potensial energiya o‘zining eng katta qiymatiga erishadi. Ikkinchi tomondan, (4.17) ga asosan da .

Nazorat savollar

1. 
   Impuls deb nimaga aytiladi.
   
2. 
   Impulsnining saqlanish qonunini tushuntiring.
   
3. 
   Ish qanday mexanik kattalik.
   
4. 
   Quvvatga ta’rif bering.
   
5. 
   Konservativ va nokonservativ kuchlarni tushuntiring.
   
6. 
   Ish qanday mexanik kattalik.
   
7. 
   Quvvatga ta’rif bering.
   
8. 
   Kinetik energiya qanday aniqlanadi.
   
9. 
   Potensial energiyani tushuntiring.
   
10. 
    Energiya qanday fizik ma’noga ega.
    
11. 
    Ish, quvvat va energiya birliklari qanday aniqlanadi.