Mexanika, molekulyar fizika va termodinamika

2.5. Inertsiya kuchlari


Amaliyotdan misollar: Raketani uchirishda kosmonavtga tortish kuchi m va tayanch reaksiyasi ta'sir qiladi (2.4-rasm). (2.3) Formulaga asosan
(2.14)
bu yerda -raketa tezlanishi. (2.14) tenglikning a tezlanish vektori yo‘nalishiga proeksiyasi: bo‘ladi, bundan yuzaga keladi.
Bu kosmonavtlarga tasir etuvchi ortiqcha yuklanishni tushuntiradi. Agar jism a tezlanish bilan tushsa, u holda yuqorida amalga oshirilgan amallar asosida munosabatiga olib keladi.Og‘irlikning bunday pasayishi ham seziladi, masalan, liftda tushganda. Orbital stansiyada , va biz ga ega bo‘lamiz, yani vaznsizlik holati namayon bo‘ladi.

Ko‘rib chiqilgan misollarda juda g’alati narsalar kam emas. Startdagi raketaga bog‘liq bo‘lgan sanoq tizimida raketa uchirilishi bilan kosmonavtga tasir qilgan natijaviy kuch ( ) bo‘lishiga qaramasdan, Nyutonning ikkinchi qonuniga zid ravishda tinch qolmoqda. Bu, aksincha, sodir bo‘ladi: izolyatsiya qilingan avtomobil kabinasida, sizni o‘rindiqning orqa tomoniga bosadigan, oldinga yoki yon tomonga o‘giradigan jismni topa olmaysiz.

T ezlanish bu erda jismlarning ta’sirida emas, chunki bu yerda bir jismning boshqasiga ta’sirining o‘lchovi sifatida belgilangan kuch yo‘q. Agar biz Eynshteynning ekvivalentlik printsipidan kelib chiqsak, u holda tezlanishning mavjudligi tortish kuchlari mavjudligiga ekvivalendir.
Bu shunday holatlar uchun “kuch” tushunchasini saqlab qolishga imkon beradi. Jism bu erda tezlashtirilgan harakatga qarshilik ko‘rsatganligi sababli, ya’ni inertlik qilgani uchun, bunday kuch inertsiya kuchi deb ataldi:
. (2.15)
Agar inertsiya kuchlari hisobga olinsa, Nyuton qonunlari “qayta tiklanadi”.
_____________________________________________________________
Amaliyotdan misollar: Uzoq sayohat paytida avtomobillar kuzovidagi yuklar tez-tez siljib vaziyatini o‘zgartirib turadi, bunday siljish ko‘pincha old tomonga bo‘ladi. Buning sababi shundaki, sekinlashuvning o‘rtacha tezlashishi odatda, tezlanishdan kattaroqdir.
200 m/s tezlikda harakatlanayotgan poyga mashinasining tormozlanishi uchun 2 soniyadan kamroq vaqt ketadi. Bu shuni anglatadiki, tezlanish ~ 10g, poyga mashinasi haydovchisi 10 baravar ortiqcha yuklanishni boshidan kechiradi.
Parashyutning 1-2 s davomidagi ochilishida tezlik 50 - 100 m/s dan 5 - 7 m/s gacha kamayadi, yani tezlanish ~ 6 - 10g ga yetadi, va parashyutchi dinamik zarb tasirni boshdan kechiradi(keyingi zarba qo‘nish paytida sodir bo‘ladi).

Bazi uchish apparatlarida, masalan, raketalarda, inersional kuchlar, inertsial navigatsiya va yo‘l-yo‘riq berish tizimlarida qo‘llaniladi, ularning afzalligi to‘liq avtonom ekanligidir: ular tashqi malumot manbalarini yoki yo‘nalish berishlarni talab qilmaydi, ularning faoliyati yashirin va shovqinlarga sezgir emas.

Bortga o‘rnatilgan inertsial datchiklar raketa yoki yadro bombasining tezlashish vektorining tarkibiy qismlarini aniqlaydi (2.5 - rasm) va ularning signallari asosida parvozni to‘g’rilash buyruqlari hosil bo‘ladi. Snaryadlar uchun bazi portlatgichlarda saqlagichlar ishlatiladi, u o‘q otish paytida snaryadning tezlanishi malum bir aksenal tezlanishga yetganda inertsiya kuchi bilan o‘chiriladi.
Inertsiya kuchi tankga qarshi kalibrllangan snaryadda ham ishlatiladi(2.6-rasm), 1 yengil tanasi va 2 og’ir qiyin eruvchi yadrosi(volfram, kambag’allashgan uran, metallokeramika). Yengil tana 3 zirxga urilish paytida a tezlashish bilan sekinlashadi, deformasiyalanadi va yadroga inertsiya kuchi tasir qiladi. U zirxni teshadi va issiqlik ajralib chiqadi, tormozlash tasiri natijasida yadro va zirxni eritadi va issiq bo‘laklar ekipaj va uskunalarni(uranning eng kichik zarralari havo oqimlari bilan tashiladi va shaxsiy tarkib uchun xavf tug’diradi) ishdan chiqaradi.

Yo‘naltiruvchi tizimning tezlanishi normal komponentga ham ega bo‘lishi mumkin, shuning uchun yo‘lda burilish paytida haydovchi egrilik markazidan markazdan qochma kuchi ta’sirida chetga chiqadi. Shuningdek, u samolyotda “o‘lik xalqa”ni bajarayotgan uchuvchida ham kuzatiladi. Natijada, yuqoridagi nuqtada uchuvchining vazni kamayadi, pastki qismida esa ortiqcha yuklanishni boshidan kechiradi.

Markazdan qochma kuch suyuqlikni sentrifuga rotorining devorlariga bosadi. Zirxli va g’ildirakli transport vositalarida bundan foydalaniladi, masalan, moy filtrlarida moyni tozalash uchun. Mexanik aralashmalarning zichligi moyning zichligiga nisbatan yuqori va (2.15) formulaga muvofiq ularga katta inertsiya kuchi ta’sir qiladi. Tez aylanadigan rotorda ular devorlarga tomon uloqtirib tashlanadi va tozalangan moy filtrning markaziy qismidan chiqariladi.


XULOSA
Mexanik harakat Nyutonning uchta qonuni bilan aniqlanadi, yorug’lik tezligiga yaqin tezliklarda esa - relyativistik mexanika qonunlari bilan.
Jismlarning mexanikadagi o‘zaro ta’siri elastiklik, ishqalanish, tortishish va inertsiya kuchlari bilan aniqlanadi, bu kuchlar jismlarni tezlashishga yoki deformatsiyalanishga olib keladi.
Dinamika qonunlari texnikada, shu jumladan qurol-yarog’ va harbiy texnikada keng qo‘llaniladi.