Mexanika, molekulyar fizika va termodinamika

Fazo va vaqt. Sanoq tizimi. Koordinatalar tizimi. Nuqta holatining fazoda berilish usullari.

Fazoda nuqta holatining berilishi kinematikaning muhim masalalaridan biri hisoblanadi. Erkin fazo bir jinsli (unda alohida muhim xossali nuqta yo‘q) va izotrop(unda alohida tanlangan yo‘nalish yo‘q). Shuning uchun erkin fazoda moddiy nuqta yoki jism holatini aniqlab bo‘lmaydi.
Moddiy nuqta yoki jismning fazodagi holatini aniqlash uchun hisob jismi bo‘lishi kerak. Fazoda ixtiyoriy jismning holatini unga nisbatan hisoblash mumkin bo‘lgan absolyut qattiq jismga sanoq jismi deyiladi.
Koordinata tizimining boshi biror jism bilan belgilanadi va u sanoq jismi bo‘ladi. Bir o‘lchovli tizim faqat bitta koordinataga muhtoj. Masalan, o‘q otishdagi qurol stvolidagi o‘qning holati zatvordan stvol uchigacha bo‘lgan masofa bilan aniqlanadi. Ikki o‘lchovli tizimda ikkita koordinata kerak, masalan, aholi yashash joyining xaritadagi o‘rni joyning geografik kengligi va uzunligi bilan belgilanadi, va uch o‘lchovli koordinatalar tizimida holatni belgilash uchun uchta raqam kerak.
Barcha fizik jarayonlar fazoda va vaqtda sodir bo‘ladi. Sanoq jismi bilan koordinata tizimi bog’lansa, unda moddiy nuqta yoki jismning o‘rnini ko‘rsatish, ya’ni fazoda nuqta yoki jismning holatini berish mumkin.
Vaqt jarayonlar davomiyligining o‘lchovidir. Uni hisoblash uchun soat zarur bo‘ladi. Sanoq jismi, koordinata tizimi va soat birgalikda sanoq tizimini tashkil etadi. Biz to‘g’ri burchakli Dekart koordinatalar tizimidan foydalanamiz (1.1-rasm). Bunday koordinatalar tizimida OZ o‘q dastasi o‘ng tomonga aylantirilgan parmaning ilgarilanma harakati tamon yo‘nalgan bo‘lib, u OX o‘qdan OY o‘qqa tomon eng qisqa burchak bo‘ylab aylanadi. U yagona imkoniyat emas. Biz nuqta holatini fazoda berishning vektor va koordinata usullaridan foydalanamiz.
Vektor usuli. Bu usulda M moddiy nuqtaning holati koordinata boshidan M nuqtaga o‘tkazilgan radius-vektor (1.2 - rasm) yordamida beriladi. Radius vektorni berish uchun koordinata boshi O nuqta, radius-vektor moduli | |, radius-vektorning fazodagi yo‘nalishi (o‘zaro bog’liq bo‘lmagan ikki burchak)ni ko‘rsatish zarur bo‘ladi.
Koordinata o‘qlari bilan bir xil yo‘nalgan birlik vektorlar dan foydalanib, radius-vektorni quyidagicha ifodalash mumkin:
. (1.1)
1.2-rasmda tasvirlangan holat uchun quyidagini yozish mumkin: