Mexanika, molekulyar fizika va termodinamika

SAVOL. Xatolik juda kattami?
JAVOB. Yer sirtidagi normal tezlanish: , bu yerda , — ekvatordagi Yer radiusi; — joyning geografik kengligi; — Yerning o‘z o‘qi atrofida aylanish davri. Bundan ko‘rinadiki, hatto ekvatorda ham , bu erkin tushish tezlanishiga nisbatan ~3% ni tashkil etadi. Yer Quyosh atrofida ham aylanadi, biroq uning orbital harakkati normal tezlanishi yanada kichik. Shuning uchun ko‘pgina masalalarda inertsial sanoq tizim(IST)larini Yer sirti bilan bog’lash bemalol mumkin, mazkur darslikda mexanik harakat, aynan laboratoriya sanoq tizimida qaraladi(agar avvaldan boshqacha kelishib olingan bo‘lmasa).

Inertsiya bo‘yicha harakat jismlarning o‘zarotasiri oqibatida buziladi, o‘zarotasir o‘lchovini R.Dekart taklif qilgan va buning uchun “kuch” tushunchasini kiritgan. Aynan bir xil kuch tasirida turli jismlar turlicha tezlanishlar oladi, xuddi uning tasiriga turlicha qarshilik ko‘rsatgandek. Materiyaning bu xossasiga inertlik deyiladi. Jism inertligining o‘lchoviga massa deyiladi. Uni turli kuchlar tasirida aynan bir jism, turlicha tezlanishlar oladi. Bunday holda quyidagi kelib chiqadi

(2.1)
Aynan shu doimiy, jismning inert massasi sifatida qabul qilingan. Massa birligi 1kg ning xalqaro etaloni(platina-iridiy qotishmasi) Parij yaqinida joylashgan Sevr shahrida saqlanadi.
Tajribalarning ko‘rsatishicha, (2.1) munosabat F kuch vektorining turli yo‘nalishlarida ham haqiqiy, yani kuchdan farqli ravishda massa — skalyar kattalik. Uning jism hajmi V bo‘yicha taqsimlanishini xarakterlovchi kattalikka zichlik deyiladi. Massaning V hajm bo‘yicha tekis taqsimlanishida


(2.2)
Agar massa notekis taqsimlangan bo‘lsa, (2.2) formula faqatgina o‘rtacha zichlik, uning aniq qiymati bo‘ladi. Masalan, suv uchun , Yer markazida , Quyosh markazida , neytron yulduzlarda esa . Massa jismga tasir etuvchi kuch bilan bir xil yo‘nalgan jism tezlanishini aniqlaydi. Nyutonning ikkinchi qonuniga asosan,
(2.3)
yani jismning kuch tasirida olgan tezlanishi, tasir etuvchi kuchga to‘g’ri proporsional, jism massasiga teskari proporsional.
Demak tezlanish, uni yuzaga keltirgan kuch orqali aniqlanadi. Shu bilan bir vaqtda kuch, bu jismlar o‘zarotasiri o‘lchovi bo‘lib, erkin jism tezlanishi yoki bog’langan jism deformasiyasi bilan aniqlanadi. (2.3) tenglamadan ko‘rinadiki, tezlanish o‘zini o‘zi orqali aniqlamaydi. (2.3) tenglamaga moddiy nuqtaning harakat tenglamasi deyiladi. Tenglamadagi F —.bu natijalovchi kuch:

(2.3) tenglama keltirib chiqarilmagan, yani postulat sifatida aytilgan. Bu qonun Nyutonnig ko‘p sonli kuzatishlari natijalarini mantiqiy tahlil qilish va umumlashtirishi tufayli olingan.
(1.5) tenglikdan foydalanib, (2.3) formulani quyidagi ko‘rinishda yozish mumkin
, (2.4)
bu yerda jism impulsidir. (2.4) formuladan quyidagi ifoda kelib chiqadi
(2.4`)
ko‘paytmaga kuch impulse deyiladi. (2.4) va (2.4`) formulalar (2.3) formulaga qaraganda ancha umumiy, massaning vaqtga bog’liqligi holatlarini ham ko‘rsatadi. (2.4`) tenglama terminologiyaga nisbatan malum simmetriyani shakllantiradi: zarrachaga tasir etuvchi kuch impulsi, zarracha impulsining o‘zgarishiga teng.
(2.3) tenglama kuch birligi Nyutonni aniqlaydi: u esa, o‘z navbatida boshqa kattalik birligini keltirib chiqaradi, masalan bosimni:
, (2.5)
bu yerda F- S yuza sirtiga perpendikulyar yo‘nalgan kuch moduli. Bosim birligi paskal(Pa) fransuz matematigi, fizigi va filosofi B.Paskal(1623—1662yy.)sharafiga qo‘yilgan: 1Pa = 1N/m².
Jismlar o‘zarotasiri xarakterini(bu o‘zarotasir tabiatiga bog’liq bo‘lmagan holda) Nyutonning uchinchi qonuni ifodalaydi: jismlarning o‘zarotas kuchlari modullari bo‘yicha teng va ular uchun umumuiy bo‘lgan to‘g’ri chiziq bo‘ylab qarama-qarshi yo‘nalgan.
Nyuton qonunlari texnikaning jadal rivojlanishiga asos yaratdi va unga keng qamrovli tasir ko‘rsatmoqda. X. Gyuygens barcha tabiat hodisalari oxir-oqibat mexanikaga olib keladi deb takidlagan edi. Bu nuqtai nazar “mexanizm” yoki “mexanik determinizm” deb nomlangan falsafiy yo‘nalishga asos bo‘ldi. Vaqt unga jiddiy tuzatishlar kiritdi, ammo hali ham ko‘pchilik amaliy, shu jumladan harbiy ishlardagi masalalarni hal qilishga imkon beradigan Nyuton qonunlarining qiymati pasaymadi.