Nazariy fizika kursi


 Teoremaning  nomi  (2.54) ga  kirgan  X   r,  •  Va  U =   —


Download 132.13 Kb.
Pdf ko'rish
bet6/23
Sana03.02.2018
Hajmi132.13 Kb.
#25911
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23

1 Teoremaning  nomi  (2.54) ga  kirgan  X   r,  •  Va  U =   — X r (  •  Fa  had  bilan bog'  liq.

a
U  ba’zi  bir  hollarda  «virial»  deyiladi.
4 -   Nazariy  mexanika 
49

b o 'l g a n   h a ra k a t  tray e k to riy asin i  b e r a r  eka n.  T opilg an   m u n o s a b a tn i
a n iq ro q  tu s h u n ish   u c h u n   b u n d a n   keyin  а  = Г / 1  d e b   qaraladi,  b u  y e rd a  
/  va    —  tray e k to riy a la rn in g   chiziqli  o ‘icham lari.
Agar  ikkala  tray e k to riy a  b o 'y i c h a   h a r a k a t  tezliklari  solishtirsak:

/  ,/ \k/2 
,  r  
a   r  
a  
k n  
!
v ' 7 ~ т > ~ Г ~ а
  н < ]  

<265)
S h tr ix la n m a g a n   tra y e k to riy a d a  
 
n u q t a d a n  
 
n u q t a g a c h a   h a r a k a t  
u c h u n   t  vaqt  k e tg a n   b o 'lsa,  sh tix la n g an   tray e k to riy a  b o 'y i c h a   ularga
m o s   k e lu v ch i 
 
n u q t a d a n  
b '  
n u q t a g a c h a  
i ' =   fit 

( l ' / l ) l~k n   t 
v a q t 
ketadi,  tezlik  esa  y u q o rid a   topildi.  M a sa la n ,  tortish  k u ch i  m a y d o n i
u c h u n   ~ - 1  ,  d e m a k ,  ( t ' / t ) ‘  =  
.  K e p le rn in g   u c h in c h i  q o n u n i
topildi  — sayyoralar u c h u n   Q uyosh  atrofida  aylanish  davrlari  nisbatining 
kvadrati  u l a r   orbitalari  radiuslari  n isb atin in g   kubiga  teng.
2 . 6 . 1 - m i s o l .   Y e r   va  M a r s   u c h u n   o rb ita   radiuslari  /  =   1,496-lO13sm  va
/' =  2.2 7 9 4 -1 0 |3 о т ( ,  y a ’ni,  / ’/ /   =   1.5 237  .  A gar  Y erd a g i  bir  yil  3 65  kun  d a v o m
ets a,  M arsdagi  bir  yil  =  3 65  I , 5 2 3 7 V2  =  3 6 5  • 1,88 =   6 8 6   kun  ch iq ad i.
E n ergiya  u c h u n   E ' i E   =   ( l ' H ) k  e k a n lig in i  to p is h   qiyin  em a s .
2-bobga  mashq  va  savollar
I.  Q u y id a g i  L a g r a n j  f u n k s i y a l a r i g a   m o s   k e l u v c h i   e n e r g i y a la r n i  toping:
d)  L  = x "  - ( V   - 1 j.
2. 
Q u y i d a g i   m a y d o n l a r d a   h a r a k a t   q i l a y o t g a n d a   im p u ls  va  m o m e n t n i n g  
q a n d a y   k o m p o n e n t a l a r i   s a q l a n a d i ?
a) 
T ash q i  m a y d o n   faqat  г  o ‘qiga  b o g 'liq ,  y a ’ni,  (;c,  >■)  tekisiigid a  u  bir 
jinsli;
Г
c )  L  = - л /l -  x 2  +  A ( x ) x ~ < p ( x ) :
50

b)  c h e k s i z   bir  jinsli  silindr  ko'r inishdagi  m a y d o n ;
c)    o ‘q id a   y otgan   ikki  nuqta   hosil  qilgan  m a y d o n ;
d)  у   o'q i  bilan  cheg a ra la n g a n   yarim  tekislikdagi  bir  jinsli  m a y d o n .
3.  Q u y i d a g i   u m u m i y   k o o r d i n a t   a l m a s h t ir i s h id a   e n e r g i y a   v a   im p u ls n in g  
o 'z g a ris h   q o n u n in i  toping:
=  f i (£?i.C?2. ■•■>£,)> 
/ =
4.  O ' z g a r m a s   v a   bir jinsli  tashqi  m agn it  m a y d o n   В   da  harakat  q ila y o tg a n
С 
">
e  zaryadli  za rracha  u c h u n   /  =  M B  + —  ( r x B ) ‘  kattalik  harakat  integrali  b o ‘-
2c
lishini  k o ‘rsating.  Bu  yerda  M  =  » i r x v . 
Tashqi  m agn it  m a y d o n d a   zaryadga 
e
F  = 
v x B  
k u c h   t a ’sir  qiladi.
С
5. 
G a lil e y   a lm a s h t ir i s h la r i  uch un  in v a r ia n t n i  loping.

3 -b o b .  H A R A K A T   T E N G L A M A L A R IN I 
I N T E G R A L L A S H
3 .1 .  Bir 
0
‘lchamli  harakat  tenglam asi
Ey ler— Lagranj  t e n g la m a la r i  fizikaga  aloqasi  b o 'lg a n   deyarli  h a m ­
m a   h o lla rd a   n o c h iz iq li  diffe ren sial  t e n g l a m a l a r   siste m asin i  tashkil 
qiladi.  B u n d a y   t e n g l a m a l a r n i   in te g ra lla s h n in g   b ird a n   b ir usuli  t e n g la ­
m a l a r n in g   ( d e m a k ,  s i s te m a n i n g   e rk in lik   d a r a ja s in in g )  s o n ig a  te n g  
b o 'l g a n   h a r a k a t   integ ra llarin i  to p ish d ir.  H a r  b ir  h a r a k a t  integrali  bitta 
te n g l a m a n i n g   d arajasi ni  b itta g a   p a sa y tirib   b e r a d i ,   b i r i n c h i   tartib li 
od d iy   hosilali  te n g l a m a n i  esa,  o d a td a ,   in teg ra llas h   m u m k in   b o 'l i b  
ch iqadi.
Bir  o 'l c h a m l i   h a r a k a t   te n g la m a s i n i   i n t e g r a ll a s h d a n   boshlaylik. 
Lagranj  funksiyasi  b u   h o id a
ko 'rin ish g a  ega.  Bu  y erda  U (x)  —  berilgan  tashqi  m a y d o n   (potensiai). 
H a rak at  tenglam asi
ko 'rin ish n i  oladi.  T ash q i  potensiai  U  (x)  m u ra k k a b   k o 'rin is h g a   ega 
bo'lishi  m u m k in ,  a m m o   m asala d a  bitta  harakat  integralining  mavjudligi 
bizning  ishimizni  darrov yengillashtiradi.  Lagranj  funksiyasi  (3.1)  vaqtga 
b o g ’liq  em as,  d e m a k ,  energiya  saqlanuvchi  kattalik  (  o 'z g a rm a s   son). 
U n in g   ifodasi
- U ( x )
2
mx
U '(x)
(3.2)
dan   d a rh o l  quyidagi  ifodani  hosil  qilish  m u m k in :
(3.3)
(3.4)
O lin g an   te n g la m a   o so n   integra h an ad i:

т  f 
dx
2  J  4 E - U {
x
)
+ const.
(3.5)
Bu  integralni  hisoblash  natijasida  k o o r d i n a ta   x  va  v aqt  t  orasidagi 
b o g 'la n is h   to p ila d i.  Jav o b n i  integral  o rqa li  ifodalash,  o d a td a ,  k v a d - 
ra tu ra g a   k eltirish   deyiladi.  (3.5)  fo r m u la   b ir  o 'l c h a m l i  h a r a k a t  m a -  
salasini  eng  u m u m i y   h olda  y ec h ad i.  Bu  y e c h im g a   ikkita  o 'z g a r m a s  
k irgan  —  E  va  const.  U l a r   m a s a l a n in g   b o s h l a n g 'i c h   s h a r t l a r i d a n  
topiladi.  E  —  U   kinetik  energiyaga  teng  b o 'lg a n i  u c h u n   h a m m a   vaqt
boMishi  kerak.  E   —  U  =   0  n u q ta d a   esa  jism n in g   tezligi  nolga  ten g  
bo'Iadi.  B u n d ay   n u q ta la r  to ‘xtash  n u qtala ri  deyiladi.  Bir  o 'l c h a m l i 
h arak atn in g   asosiy  xossalarini  o 'z   ichiga  olgan  3.1 -rasm n i  ko'raylik. 
R a s m d a n   k o 'rin ib   turibdiki,  tashqi  m a y d o n n in g  k o ‘rinishi va e n e rg iy a­
ning  son  qiym atiga  qarab  to 'x tas h   n u q ta la r bir  n e c h a   bo'lishi  m u m k in .
3.1 -rasm d a  to 'x ta s h   nuqtalari  a*,,  x 2,  x 3.  Agar  h arakat  ikki  t o m o n d a n  
to'xtash  nuqtalari  bilan  chegaralangan  bo'lsa,  bunday  harakat fin it  h a ­
r a k a t  deyiladi.  R a s m d a   bu  soha  x,  <  x  <  x^.  O datda,  bu  form adagi 
sohalar  p o te n s ia l  o ‘r a   d e y ila d i.  R a s m d a g i   x,  <  x  s o h a   —  in fin it 
h a r a k a t   s o h a s i d i r ,   b u n d a y   s o h a l a r d a   j i s m   h a r a k a t i   y oki  b ir  t o -  
m o n l a m a   c h e g a r a l a n g a n   b o 'I a d i ,   y o k i  u m u m a n   c h e g a r a l a n m a g a m  
b o 'I a d i .  K o 'r i n i b   t u r i b d i k i,   b u n d a y   s o h a d a g i j i s m   vaq t  o 't i s h i   b i l a n  
c h e k s iz lik k a   in tila d i.
R asm dagi T  harfi  bilan belgilangan sohalar —  taqiqlangan sohalardir, 
b u n d a y   s o h a la rd a   (3.6)  tengsizlik  bajarilm avdi.  Jism   b u n d a y   sohaga 
o 't a   olm aydi.
3.1.1-misol. 
 

  p o te n s ia l  m a y d o n d a   to 'x ta sh   nuqtalarini  to p i n g   va 
harakatn i  in t eg ra lla n g .  B o s h l a n g ' i c h   shartla r  —  .v(0)  =  1,л(0)  =  I.  J i s m n i n g  
m assa sini  bir  d eb   oling.
E - U >  0
(3.6)
u
J. l-rasm. 
P o ten sia l  m aydondagi  harakat.
53

B o s h l a n g ' i c h   shartla rdan  f o y d a l a n ib ,  e n e r g i y a n i n g   q iy m a ti  topiladi: 
£   =  — л-2 +.v =  I .  T o ‘xtash  nuqta si  x   =  \.  ( 3 .5 )   b o 'y i c h a

f  
dx 
I
——
- p  
,------ + const  = 
-  J
 2( 1
/2  ^  V I   -   -v
jr)  + const.
B o s h l a n g ' i c h   shart  c o n s t = 0   ga  o lib   keladi.  D e m a k ,
x   =   1 - - Г .
2
S h u   h o lg a   m o s   k e la d ig a n   harakat  t e n g l a m a s i   x   =   - 1   ni  y e c h i b   y a n a  
sh u   natijaga  k e li s h i m iz n i  tekshir ib   ko'r ish  q iy in   e m a s .
B u  p o te n s ia ld a g i  harakat  3 .2 - r a s m n i n g   b ir i n c h is id a   ko'rsatilgan.  Jis m g a  
t a ’sir  q il a y o tg a n   k u c h n in g   y o ' n a i is h i  h a m   ko'r satilgan.
a)
3.2 -r asm .  (3 .1 .1 )   va  ( 3 .1 .2 )   m isollarga  oid.
3 . 1 . 2 - m i s o l .  
U ( x )   =   —k x 2  p o te n s ia l  m a y d o n d a g i   harakat  q o n u n i   a n iq -
?
la n s in .
( 3 . 5 )   fo r m u la g a   p o t e n s ia ln i  q o 'y a m iz :
‘ = 
~
i in
in
  1 
dx
J
- const  = 
—  arccos 



к
E
 —  
kx~ 
2
-v(/)

E
+ const.
(3 .7 )
J -  + a

m

/
( 3 .8 )
b u n d a  
a  
  b o s h l a n g ' i c h   s h a r t d a n   t o p i l a d i g a n   k o n s t a n t a .   M a s a l a n ,  
t  
  0 
v a q t  m o m e n t i d a   x (0)  =   0  b o ' l s i n   d e s a k   «   = 
л 12 
b o ' l i s h i   kerak.
54

3 .2 .  Ikki jism  m asalasi
K o ‘p  o 'lc h a m li  m ex an ik   harak atlar  ichida  a n iq   in tegra llana digan- 
lari  kam.  U larn in g  ichida  m arkaziy m a y d o n   orqali  o 'z a ro  t a ’sir qiluvchi 
ik k i jism  m asalasi eng e ’tiborga  sazovardir.  Bu masalani  ko'rib o'r g an ish  
keltirilgan   m assa  tu s h u n c h a s id a n   boshlanadi.
3 .2 .1 .  Keltirilgan  massa
Massalari  m [  va  тъ b o 'lg a n   ikki jism   berilgan bo'lsin.  U la r orasidagi 
o 'z a r o   t a ’sir  faqat  o 'z a r o   m asofagagina  bog'liq  bo'lishi  m u m k in ,  bu
d ega ni,  potensiai  en e rg iy an in g   ko'rin ish i  U{\  rx - r 2 1)  b o 'lis h i  kerak.
S istem aning  Lagranj  funksiyasi
п щ -  
m - , r }
L =
 —

—I—
r,
 -r, I).

2
Inersiya  m arkazi  sistemasiga  o'taylik:
п щ   + m2r
:,  = 0 
(3.10)
va  o 'z a r o   m asofa  vektori  kiritaylik:
r = r , - r 2. 
(3.11)
Bu  ikki  te n g la m a n i  yechib
m
2
(3.12)
1Щ + m 2 
+  m 2
lar  olinadi.  R a s m d a n   k o 'r in ib   turibdiki,  r  vektori  ikkinchi  jis m d a n  
birinchi  jism ga  qaratilgan.  Agar  quyidagi  m u n o sa b a t  orqali
III,  in-,
m  = — T —
 
(3.13)
ml  + m2 
'
keltirilgan m assa tushunchasi  kiritilsa,  Lagranj  funksiyasi  quyidagi  sodda 
k o 'rin ish g a  keladi:
L =  ~ U ( r ) .
 
(3.14)
N a tija d a  ikkita m o d d iy  n u q ta n in g  o 'z a r o  t a ’siri  masalasi b itta m o d ­
diy  n u q ta n in g   U(r)  k o 'rin ish li  tashqi  m a y d o n d a g i  harakati  masalasiga

keltirildi.  H a r  bir jism n in g   trayektoriyasi  esa  (3.12)  fo rm u la la r  orqali 
topilishi  m u m k in .
Keltirilgan  m assani  yaxshiroq  t a s a w u r   qilish  u c h u n   ikki  chegaraviy 
hollarni  ko'raylik.
B irin c h i  hoi:  m l ^>m2,  y a ’ni,  b i r i n c h i   j i s m n i n g   m a ssa s i  ik k in - 
c h i n i k i d a n   k o ‘p  m a r t a   k a tta   b o 'l s in   ( k o ‘z  olclimizga  Q u y o s h   va  Y e rn i 
kcltirish  m u m k in ) .  Bu  h o ld a   m ^ ~ m 2  va  r  = - r ,   b o 'l a d i .  S is te m a n in g  
inersiya  m arkazi  massasi  katta  m o d d iy   n u q ta n in g   yaqinida jo y o 'la sh g a n  
b o 'l a d i ,   massasi  kichik jism   u n in g   a tro f id a   = /• m a s o fa d a   a y l a n a y o tg a n  
b o 'l a d i .
Ik kinchi  hoi: 
m = m v  
Bu  h o ld a  
m  

~ ^ m 2 
va  inersiya  m arkazi
ikki jis m n in g   qoq  o 'rta s id a  jo y o 'la s h g a n   b o 'lad i.  Ikkala jism   sh u   m arka z 
atro fid a  avlanadi.
3 .2 .2 .  Markaziy maydon
(3.14) 
Lagranj  funksiyasi  bilan  ifo d aia n ad ig an   m asalani  y echishga 
o 't a m i z .  Potensial  energiya  faqatg in a  m a rk a z g a c h a   b o 'lg a n   m asofaga 
b o g 'liq   bo'lgani  u c h u n   b u n d a y   m a y d o n   m a rk a ziy  m aydon   deyiladi, 
k o 'r i l a y o t g a n   m a s a l a   esa  m a r k a z i y   m a y d o n d a g i   h a r a k a t   m asala si 
deyiladi.
Eyler—Lagranj  ten g lam alari  bu  h o ld a  quyidagi  k o 'r in is h n i  oladi:
dU( r)

 
(3.15)
or
O 'n g   t o m o n d a g i  k u c h   ra d iu s -v e k to r  b o 'y ic h a   y o 'n a lg a n d ir:
d U ( r )  
d U ( r ) r
r)r 
d r
(3.16)
U n i n g   son  qiym ati  m a rk a z g a c h a   b o 'lg a n   m aso fa  r  ning  funksiyasidir.
(3.15)  tenglam alar sistemasi  u c h t a   nochiziqli  te n g lam ad a n   iborat  bo'lgan 
sistem a  b o'lib,  uning  y e c h im la rin i  topish  u c h u n   h arak at  integrallari 
q o'llan ilish i  kerak.
M a sa la   sferik  s im m e tr iy a g a   ega  b o 'lg a n i  u c h u n   (3.14)  L agranj 
funksiyasini  sferik  k o o rd in a t  sistem asida  o c h ib   chiqam iz:
III  (
1 = ^ ( г 2 + г 2д 2 + г \ [ п2вф2) - и ( г ) .  
(3.17)
56

Bu  ifoda  hali  m urakkabdir.  Saqlanuvchi  kattaliklarni  aniqlaylik. 
U larn in g   ichida  birinchisi  —  impuls  m o m e n ti.  U n i n g   saqlanuvc han 
kattalik  ekanligini  odd iy   y o ‘l  bilan  isbot  qilishi  m u m k in :
Bu  isbotda  (3.15),  (3.16)  fo r m u la la rd a n   va  ixtiyoriy  v ek to rn in g   o ‘z- 
o 'z ig a   v ek to r  k o ‘paytm asi  nolga  tengligidan  foydalanildi.
H a ra k a t  m iqdori  m o m e n t i
jism ning radius-vektoriga  d o im o   perpendikulardir,  unin g   o ‘zgarmasligi 
jis m   ra d iu sin in g   d o i m o   b ir  tekislakda  y o tis h in i  y a ’ni,  h a r a k a t  b ir 
tekislikdagina r o ‘y berishini  bildiradi.  Shu  tekislik sifatida  в = л / 2   tekislik 
olinadi.  Bu  degani  biz  z - o ‘qini  h a ra k a t  m iq d o ri  m o m e n t i   b o ‘yicha 
y o 'n a ltird ik   deganim izdir.
Lagranj  funksiyasi  u c h u n   ifodani  bir  p o g ‘o n a g a   soddalashtirishga 
erishildi:
K o 'r i n i b   tu rib d ik i,  Lagranj  funksiyasi  ц>  —  k o r d i n a t a g a   bogMiq 
em as.  B u n d a y   k o o r d i n a tl a r n i   siklik  k o o r d i n a t a   d eyilgan  edi.  Siklik 
k oordinataga m o s keluvchi  u m u m la sh g a n   im pulslar saqlanivhci kattalik 
b o 'la d i:
Bizning h o id a  siklik 
(p 
kord in ata g a m o s  keluvchi u m u m la s h g a n  im puls
h arakat  m iqdori  m o m e n t in in g   г   k o m p o n e n t a s i d i r   ((2.51)  ga  qarang):
A m m o   г  o ‘qi  M   b o 'y i c h a   y o 'n a l t i r i l g a n ,   d e m a k ,   M  =  M.  B u 
tahlildan 
ф 
ni  to p ib   (3.20)  Lagranj  funksiyasini
—  M   =  m —  |r r j   =   m[rrj + w[r rj  =   -  
[r r] =   0. 
( 3 . 1 8 )
dt  
dt  
d r
M = [rpl
(3.19)
L =   ? L ( r 2  +  r 2

(3.20)
q  _  
dL  __  d   ЭL 
Э
qt 
dt  diji
=  const.
( 3 . 2 1 )
Рф  =   т г ' ф  =   const
(3.22)
M .  =  [гр].  =   т г 2ф.
(3.23)

k o ‘rinishga  keltiram iz.  0 ‘z  n a v b a tid a  b u   energiya  u c h u n
f 
,/2  4
+ u (r) 
(3.25)
9
fo rm u la n i  beradi.  U n i
±
= l l ( E - U ( r ) ) - 4 ^  
(3.26)
at 
V

m~r~
ko 'rin ish g a   keltirib,  d a rh o l  quyidagini  ifoda  olinadi:
dr
\

t.
— {E  — U (/ •))—
( 1 2 ? )  

m~r
Integral  h iso b la n s a   ra d iu s n i  v a q tn in g   funksiyasi  sifatid a  t o p g a n  
b o 'la m iz   —  r  =r(f).   T ra y ek to riy an i  t o ‘liq  topish  u c h u n   b u rc h a k n in g  
h a m   v a q tg a   b o g ‘liqligini  t o p i s h   kerak.  B u n i n g   u c h u n   (3 .2 3 )  d a n  
forvdalanish  vetarlidir:
4> =
\  "
 
  J
J  
mr 
J
M, d r

M-  
(3.28)
y 2 m ( E - U ( r ) ) -  —
r
Ikkita  oxirgi  integral  r ,
  va  t  o 'z g a ru v c h ila r  orasidagi  ikki  m u n o -  
sabatni  berib  tra ye ktoriyani  to 'liq   an iq lab   beradi.
Agar  (3.25)  f o r m u l a d a   radial  tezlik  nolga  te nglashtirilsa:  /•  =  0 
quyidagini  olam iz:
M
  2
E   =   U ( r )  
+
--------
- . 
(3.29)
2 m r
T a ’rif  b o 'y i c h a   bu  radial  yo'n a lish d ag i  t o 'x ta s h   n u q talari  u c h u n  
t e n g l a m a .  T e n g l a m a n i   r  g a   n i s b a t a n   y e c h ib   m a n a   s h u   « t o 'x t a s h  
nuqtalari»  rQi  (u la rn in g   so n i  t e n g la m a n in g   tartibiga  b o g 'liq )  topiladi.
Bu  n u q ta la r d a   jism   o 'z in i n g   m a rk a z d a n   u zo q lash is h in i  ( r > 0 )   u nga
y aqinlashishga  ( r < 0 )   o 'z g a rtira d i  va  aksincha.  B u rc h a k   tezlik  ф  ning 
ishorasi  esa,  (3.22)  d a n   k o 'r in ib   turibdiki,  h e c h   q a c h o n   o 'z g a rm a y d i
58

va  nolga  ten g   b o ‘lmaydi.  D e m a k ,  m arkaziy  m a y d o n d a   jism   m ark a z 
atrofidagi aylanish y o 'n a lishini  h e c h  q a c h o n   o 'z g artirm as  ekan.  R adial 
harak at  esa  m u rak k a b ro q   tabiatga  ega.  Agar
(3.30)
belgilash  kiritilsa  (3.25)  fo rm u lan i
(3.31)
k o 'r i n i s h g a   k e ltirib   olish  m u m k i n .   Bu  f o r m u l a g a   b ir  o 'l c h a m l i   h a ­
ra k a t   f o r m u la s i   s ifa tid a   q a r a l s a   m a r k a z i y   m a y d o n d a g i   ra d ia l  h a ­
ra k a t   (3 .3 0 )  m u n o s a b a t   o rq a li  a n i q l a n a d i g a n   e f fe k tiv p o te n s ia ld a g i 
h a r a k a t   b o ‘lib  c h i q a d i .  A g a r  L a g r a n j  t e n g l a m a s i d a   —  ЭU/dq.  ifo d a  
( u m u m l a s h g a n )   k u c h n i n g   ifo d a la sh i  e s la n s a   e ffek tiv   p o t e n s i a l d a g i  
q o ‘s h i m c h a   h ad
ko 'rin ish g a  ega  b o 'lg a n   m a r k a z d a n   tashqariga  y o 'n a lg a n   q o 's h i m c h a  
k u c h g a   olib  keladi.  B u  k u c h   m arkazdan   qochirish  kuchi  deb  ataladi. 
H a ra k a t  m iq d o ri  m o m e n t i   bilan  bog'liq  b o 'lg a n   bu  k u ch n ig   pay d o  
bo 'lishi  m a ’lum  oqibatlarga  olib  keladi.
B irin ch id an ,  m arkaziy  m a y d o n d a   h a ra k a t  qilayotgan  jism   m a y d o n  
m arkaziga  tu sh a  o ladim i  y o 'q m i   d eg a n   savolga  javob  shu  q o 's h i m c h a  
k u c h g a   bog'liqdir.  H a tto k i,  m a y d o n   tortish  m a y d o n i  b o 'lg a n d a   h a m  
m a rk a z g a   tushish    ->  0  u c h u n   (3.32)  k u c h n i  yengish  kerak.  B uning 
u c h u n   esa  r  ->  0  lim itda
yoki  b u   m u n o s a b a t  integrallansa  r   -»  0  lim itda
b o 'lishi  kerakligi  topiladi.  A lbatta,  h a m m a   m a y d o n la r  h a m   bu   te n g - 
sizlikni  q an o a tla n tirm a y d i.  B u  tengsizlik  bajarilishi  u c h u n   p otensial
a  
m
2  _   м 2
d r  
2
m r
2
 
m r
3
(3.32)
(3.34)
59

U (r)  y o k i   - l / r n,  n > 2   k o ‘ri n i s h g a   e g a   b o ‘lishi  k e r a k ,   y o k i  - a / r 2 
k o 'r in is h g a   ega  b o ‘lg an d a  h a m   - a > M / 2 m   b o ‘lishi  kerak.
I k k i n c h i d a n ,   m a ’l u m   v a z i y a t l a r d a   p o t e n s i a i   e n e r g i y a d a g i   b u  
q o ‘s h i m c h a   h a d   to r t i s h   m a y d o n i  b o 'l g a n   p o t e n s i a i   m a y d o n d a   h a m  
f m it   h a r a k a t n i n g   m u m k i n   e m a s lig ig a   o lib   kelishi  m u m k i n .   B u n i 
k o 'r i s h   u c h u n   t o r t i s h   m a y d o n i   Э{//Эг>0  n in g   u m u m i y   g ra f ig in i  
c h iz a y lik   ( a lb a t ta ,   h a r   xil  m a y d o n l a r   u c h u n   g r a f ik n in g   o g 'i s h i   va 
n u q t a m a - n u q t a   so n   q iy m atla ri  h a r  xil  b o 'l a d i ,   a m m o   d U/ d r > 0   s h a rtg a  
b o ’y s u n a d i g a n   fu n k s iy a n in g   en g   u m u m i y   k o 'r in i s h i   s h u   g ra fik k a   m o s  
k e la d i ) .  E n d i   b u   g ra fik g a  h f / r 2  f u n k s i y a s i n i n g   grafigi  u s t m a - u s t  
q o 'y i l s a   ( 3 .3 - r a s m g a   qaran g ).  N a tijav iy  g ra fik d a  p o te n sia i  o ' r a   b o r m i -  
y o ' q m i ?   P o t e n s i a i   o ' r a   b o 'l i s h i   u c h u n   M 2  n i n g   q i y m a t i   y e t a r l i 
d a r a j a d a   k ic h ik   b o 'lis h i  k erak  ( u n in g   s o n   q i y m a t i   k o n k r e t   m a y d o n g a  
b o g 'l i q   b o 'l a d i ) .
D e m a k ,   jis m n in g   h arakat  m iq d o ri  m o m e n t i   m a ’lu m   c h c g a r a d a n  
o shib  ketsa,  fm it  h arak at  bo'lm asligi  h a m   m u m k i n   ekan.
3.3-  rasm.  Effektiv  potensialning  hosil  b o ‘lishi.
H a ra k a t  che gara la rini  energiya    n in g   s o n   q iym ati  an iq la b   b eradi 
(u,  o 'z   n av b a tid a ,  b o s h la n g 'ic h   s h a rtla r orqali  a n iq la n a d i) .  Bu tasdiqni 
3 .3 -ra sm g a   q arab   tu sh u n ish   qiyin  em as.
A g a r  e n e r g iy a n i n g   q iym ati  s h u n d a y   b o 'l s a k i,   h a r a k a t   fa q a t  bir 
t o m o n d a n   ch e g a ra la n g a n   r > r {~ r mjn  b o 'l s a   (3 .3 -d   ra sm da gi  E t  ho i  ) 
b u n d a y   h a r a k a t  infinit  h arakat  b o 'la d i  —  jism   che k siz lik d a n   keladi  va 
cheksizlikka  qaytib  ketadi.  Agar  h a ra k a t  ikki  t o m o n d a n   c h e g a ra la n g a n  
b o'lsa  rmj=  r x < r < r 3 =   rmgx (3.3-d  rasmdagi  E2  hoi)  u  fm it h arak at b o 'lad i. 
H a ra k a t  fm it  b o 'lishi  u c h u n   effektiv  p o te n s ia i  «o'raga»  ega  bo'lishi 
kerak.
F in it  h a ra k a tg a   m os  keluvchi  tray e k to riy a  h a m m a   h o lla rd a   h a m  
yo p iq   b o 'la v e rm a y d i.  O ddiy  m a te m a tik   m u l o h a z a d a n   kelib  c h iqadiki, 
(3.28)  in te g ra ln in g   rmin  d an   rmax g ac h a   qiym ati  s h u   i n t e g r a t i n g   rmax  d a n
60

rmin  g a c h a   q i y m a t ig a   t e n g d ir .   D e m a k ,   j i s m   m a r k a z g a   e n g   y a q in  
n u q t a d a n   c h iq ib   y a n a   s h u   n u q t a g a   q aytib  k e l g u n c h a   
o ‘zgarishi
M
'm a x
A
  f
dr
Ъ п ( Е - Щ г ) ) -
M  ‘
(3.35)
ga  teng  b o ‘!adi.  Trayektoriya  yopiq  b o 'lishi  u c h u n  
A i p = 2 m n / n  
bo'lishi 
kerak,  bu   y e r d a   m  va  n  -   b u t u n   s o n la r,  b u   h o l d a   jis m   n  m a rta  
a y lan g a n d an   keyin  yan a  b o s h la n g 'ic h   n u q ta g a   qaytib  keladi.

Download 132.13 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   23




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling