Alisher navoiy nomidagi samarqand davlat universiteti astranomiya
Download 0.56 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- ASTRANOMIYA KAFEDRASI «
- Fakul’tetlararo kunduzgi bo’lim bаkаlаvriаt bоsqichi talabalari uchun
- SAMARQAND-2010
|
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI ALISHER NAVOIY NOMIDAGI SAMARQAND DAVLAT UNIVERSITETI
ASTRANOMIYA KAFEDRASI «
MEXANIKA VA MOLEKULYAR FIZIKA » fanidan o’quv-uslubiy M A J M U A
bаkаlаvriаt bоsqichi talabalari uchun
2 1-ma’ruza Reja: Fizika predmeti. Vektorlar xakida tushuncha. Kinematika asoslari. Tugri chizikli tekis xarakat. Moddiy nukta. Tezlikning ulchov birliklari. Tugri chizikli notekis xarakat. Urtacha tezlik. Oniy tezlik. Tayanch ibora: Modiy nukta, materya, kuchish, trayektorya, yul, vektor, skalnr, tekis. KIRISh
Fizika - grekcha rsshz - tabiat degan suzdan olingan bulib, u tabiat tugrisidagi fanlardan biridir. U jismlarning tuzilishi, xarakatning xar xil turlarini, energiyani, jismlarning uzaro ta’sirini va xamma tabiiy fanlar foydalanadigan tabiatning umumiy konuniyatlarini urganadi. Fizika boshka tabiiy fanlar ichida aloxida urin tutadi, chunki u materiya xarakatining umumiy formalarini va ularning bir-biriga aylanishini urganadi. Bunday xarakatlarga mexanik xarakat, ximiyaviy xarakat, biologik xarakatlar misol buladi. Xar bir fan ana shu xarakatlarning eng oliy formasini urganadi. Fizika bilan boshka fanlarni aloxida bir chegara bilan ajratib bulmaydi. Ana shu bogliklik natijasida xozirgi vaktda yangi fanlar yuzaga keldi. Masalan, fizikaviy ximiya yoki ximiyaviy fizika, biofizika, geofizika, astrofizika va boshkalar. Tabiat tugrisidagi bilimlar kishilarning amaliy kuzatishlari tufayli kengayib, boyib boradi. Fanning eng yukori rivojlanishida esa amaliyot katta axamiyatga ega buladi. Ilmiy kuzatish xodisalarning tabiiy sharoitlarda, xech ta’sir etmay uzgarib borishini tekshirish va ular orasidagi uzviy bogliklik sabablarini aniklashdan iborat.
Tajriba - tekshirilayotgan xodisani sun’iy yaratishdir. Ilmiy kuzatish va tajribaning bir-biri bilan boglikligi shundan kurinadiki, ikkalasida xam xodisalarning uzaro boglikligi sabablari aniklanadi. Fizika soxasidagi kashfiyotlar uning va boshka fanlarning rivojlanishiga turtki buldi. Shuningdek bu kashfiyotlar insonning tabiatdan foydalanishi uchun kurol bulib koldi. Masalan, mikroskop yaratilishi biologiyaning rivojlanishiga olib keldi, bug mashinalari ixtirosi texnika uchun turtki buldi, elektromagnit tulkinlarining yaratilishi radiotexnikani yaratdi, Lens konuni esa, elektrotexnikaning yaratilishiga sabab buldi va xokazo. Bu kashfiyotlar buyuk ^iziklar: Faradey, Amper, Ersted, Lens, Maksvell, Popovlar bilan bs shkdir. Xozirgi vaktda atom fizikasining rivojlanishi bilan modda tuzilishi tugrisidagi bilimlar juda xam chukurlashib ketdi. XX asr boshlarida elektronning ochilishi fizika tugrisidagi bilimlarimizni uzgartirib yubordi. Bu munosabat bilan V.I.Lenin "Elektron xam atom kabi bepoyondir" deb aytgan edi. Fizikaning rivojlanishi tufayli xozirgi vaktda kup sonli elementar zarrachalar-protonlar, neytron, giperon, mezon, neytrinolar kashf etildi.
MATERIYa VA XARAKAT 3 Bizni urab turgan jismlar uz xossalariga kura rang-barangdir. Ularning bir- biridan farki xajmi jixatdan, kattikligi, tarkibi va boshkalar jixatdandir. Shunga karamasdan ular uzaro umumiy xossalarga xam ega, ulardan biri jismlarning materialligidir. "Materiya" va "xarakat" tabiiy bilimning asosiy tushunchasidir. Materiyaga umumiy ta’rifni V.I.lenin bergan edi. Unga kura, "Materiya -sezgi organlarimizga ta’sir etib, sezgi xosil kiladigan narsadir, materiya -obyektiv reallikdir". Xar kanday predmetni fizik jism deb atash mumkin. Materiya fizik jismlardan iborat bulib, atom yoki molekulalardan tashkil topgan materiya -moddadir. Fizik va ximik xossalariga karab modda xar xil kurinishda buladi. Materiya yana maydon kurinishida xam yuzaga kelishi mumkin. Materiyaning muxim xossalaridan biri uning vakt utishi bilan uzgarishidir. Masalan, avtomobil yurganda uning kismlari yeyiladi, Kuyoshda murakkab uzgarishlar yuz beradi. Xullas xamma jismlar vakt davomida uzgarib boradi. Materiyaning ajralmas kismi uning xarakatchanligidir. Kup yillik kuzatishlar shuni kursatadiki, materiya xarakatsiz mavjud emas. Olamdagi xamma uzgarishlar ana shu xarakat tufayli tushuntiriladi. Xarakatning eng oddiy turi - bu mexanik xarakatdir. Mexanik xarakat jismlarning bir-biriga nisbatan vaziyati tufayli xosil buladi. Mexanik xarakatdan tashkari xarakatning murakkab formalari xam uchraydi. Masalan, jismlarning kizishi, elektromagnit tulkinlari nurlanishi, radioaktivlik, atomlarning bir-biriga utishi va x.k. Materiya va xarakat kanday kurinishda bulmasin, ular fazoda va vaktda mavjud, binobarin xarakatda. Materiya xarakatsiz, xarakat esa materiyasiz mavjud emas. Ammo materiya xar xil kurinishda bulishi bilan birga u bir kurinishdan ikkinchisiga utib turadi. M.V.Lomonosov 1748 yili moddalarning saklanish konunini yaratdi. Unga kura, modda xech narsadan yaratilmaydi va izsiz yukolib ketmaydi, balki bir kurinishdan ikkinchisiga utadi, xolos. FIZIKA PREDMETI Yukorida aytib utilganidek, xarakatning mexanik, ximik, biologik va ijtimoiy formalari mavjuddir. Ulardan eng oddiyini yoki asosiysini fizika fani urganadi. Fizika mexanik xarakatni, molekulyar - issiklik, elektromagnit xarakatlarni va moddalarni tashkil etuvchi atom va molekulyar xarakatini urganadi. Ma’lumki, xarakatlar xam bir turdan ikkinchisiga utib turadi, masalan: mexanik xarakat ishkalanish tufayli issiklik xarakatiga aylanishi va uz navbatida issiklik xarakati mexanik xarakatga xam aylanishi mumkin. Shunday kilib, zamonaviy fizika predmeti materiya ularning bir-biriga utishi, xamda modda va maydon xossalarini urganishdan iborat. Bu xossalarni urganish fanning asosini tashkil etadi va u fizik konunlar tarzida namoyon buladi. Bu konunlar bizning ongimizdan tashkari mavjud va ular subyektivdir. Biz ularni fakat urganamiz. Fizik konunlarni matematik tarzda ifodalash mumkin. U xolda fizik formula yuzaga keladi. KINEMATIKA ASOSLARI 4 TUGRI ChIZIKLI TEKIS XARAKAT. MODDIY NUKTA Mexanik xarakatni urganishda moddiy nukta tushunchasi muxim rol uynaydi. Muayyan vaziyatda shaklini va ulchamlarini xisobga olmasa xam buladigan jismga moddiy nukta deyiladi. Masalan, uydan maktabga borayotgan ukuvchi, Yerning Kuyosh atrofidagi xarakatini urganishda Yer va Kuyoshni, Moskva va Toshkent urtasida xarakatlanuvchi poyezdni moddiy nukta deb karash mumkin. Yerning uz uki atrofidagi xarakatini urganishda esa Yerni moddiy nukta deb karash mumkin emas. Fizikada mexanik xarakatni tasvirlash uchun sanok sistemasini, ya’ni moddiy nuktaning xarakati nisbatan kurilayotgan jismga boglik bulgan koordinatalar sistemasini tanlab olish kerak. Faraz kilamizki, A moddiy nukta 0XU2 koordinatalar sistemasida tugri chizik buylab bir tekis xarakatlanayotgan bulsin (1-rasm). Xarakatning vakt mobaynida jism koordinata boshi - nuktadan masofada turgan bulsin. Agar da bulsa,
vakt uzgarishi bilan xam uzgarib boradi. Jismning va koordinatalari yulining koordinatalar uklaridagi va
vaziyati I vakt buylab (1) funksiyasi kabi uzgaradi. Jismning 1-rasm koordinatalari xam vaktning funksiyasi- dan iborat buladi, ya’ni (2) Moddiy nukta tugri chizik buylab teng vaktlar mobaynida teng masofalarni bosib utsa, bu xarakatga tugri chizikli tekis xarakat deyiladi. Agar jism biror vakt davomida paytda esa 5 masofani bosib utsa, u xolda vakt ichida yulni bosib utadi va tezlik deb ataluvchi kattalik
zuyidagicha aniklanadi: (3) Bunda k proporsionallik koeffisiyenti da 5o=O bulsa (3) kuyidagi kurinishga keladi: 5 (4) Tezlikning SI sistemasidagi ulchov birligi m/s, SGSda esa sm/s. (4) dan k=\ bulganda (5) ni olamiz. Bundan kurinadiki, jismning bosib utgan yuli vaktga nisbatan chizikli funksiyadan iborat ekanligi kelib chikadi. Yul bilan vakt orasidagi chizikli boglanishni grafik usulda zuyidagicha kursatish mumkin. (6)
Bundan kurinadiki, a-burchak kancha katta bulsa, tezlik shuncha katta buladi. 2. Tugri chizikli tekismas xarakat. U vaktda urtacha tezlik tushunchasi kiritiladi, ya’ni (7) Ammo bu kattalik xarakatlanayotgan jismning tekismas xarakatini tula xarakterlay olmaydi. U xolda yulning xar bir kismlaridagi tezlik kiziktiradi. Jism
yulni A? vakt davomida bosib utsin. Urtacha tezlik (8)
7
Tekismas xarakatni tularok va anik xisoblash uchun uning limiti olinadi (3-rasm). (9)
1. Tugri chizikli trayektoriya buyicha 1260 km/soat tezlikda uchayotgan samolyot 6 sekund davomida necha metrga kuchadi? Yechish: Masalani yechish uchun 8-&1 formuladan foydalanamiz. Masalani
6 SIda yechish lozim: 2. 0,3 m/s2 tezlanish bilan xarakatlanayotgan yuk avtomobilining tezligi kancha vaktdan keyin 7 dan 15 m/s gacha ortadi? Nazorat savollari 1. Mexanik xarakat deb kanday xarakatga aytiladi? Misollar keltiring. 2. Moddiy nuktaning ta’rifini bering. Kanday xollarda jism moddiy nukta deb karaladi? 3. Tugri chizikli tekis xarakatni tushuntiring. Bunday xarakatda tezlik kanday buladi? 4. Tugri chizikli notekis xarakatni tushuntiring. Uzgaruvchan xarakatda urtacha tezlik nimani kursatadi? Adabiyotlar 1. S.E.Frish, A.V.Timoreva. Umumiy fizika kursi, I tom, 1957. 2. R.I.Grabovskiy. Fizikakursi, 1973, 3-15 betlar. 3. A.A.Detlaf, B.M.Yavorskiy. Kurs fiziki, 1989, str.8-12. 4. U.K.Nazarov, X.Z.Ikromova, K.A.Tursunmetov. Umumiy fizika kursi, I kism, 1992, 10-13 betlar. 5. G.A.Abdullayev. Fizika, 1989, 6-9 betlar. 2-ma’ruza DINAMJA Reja: Tugri chizikli tekis uzgaruvchan xarakatda tezlanish. Tekis tezlanuvchan va sekinlanuvchan xarakat. Tugri chizikli ixtiyoriy xarakatda tezlanish. Egri chizikli xarakat. Egri chizikli xarakaining grafigi. Aylanma xarakat. Chizikli va burchak tezligi. Aylanish davri, chastotasi va amplitudasi. Egri chizikli xarakatda tezlanish. Normal va tangensial tezlanish. Kattik jism kinematikasi. Tayanch ibora: Tezlik, tezlanish, urinma, tangansial, normal,urtacha, davir, chastota, doiraviy chastota. 3. Tugyui chizikli tekis uzgauuvchan xauakatda tezlanish. Tekis tezlanuvchan va tekis sekinlanuvchan xarakatlarning ta’riflari. Vakt utishi bilan tezlikning kanchalik uzgarishini aniklash uchun tezlanish deb ataladigan kattalik kiritamiz. Faraz kilaylikki, tezlikning paytidagi kiymati bulsin, paytidagi kiymati esa bulsin. U vaktda tezlanish (10)
formula bilan ifodalanadi. bulsa,
7 (11) ga ega bulamiz. Tezlanish birligi kilib SO8 da , SI da esa
kabul kilingan. (7) dan (12) ni Posil kilamiz. Bu yerda bulsa
(13) Agar
bulsa
*
(13a) . 15",
Sm1s) formulani olamiz. Tezlanish grafik usulda kuyidagicha tasvirlanadi (4-rasm): ^^g^\\
gg OZa) formuladan foydalan- ^^-g1— / 'S^) sak> uchburchak yuzasi tezlanishni g1"^! I
1_^ _]_
I II---=?- beradi. Ushbu uchburchakning yuzasini 4-rasm xisoblaymiz. Uning kattaligi yulni beradi.
(14) 4. Txgui chizikli ixpgiyeriy xarakatda tezlanish. Urtacha tezlanish
(15) Oniy tezlik kabi oniy tezlanish tushunchasi xam mavjud. (16) yoki (17)
Bundan bulganligi uchun ga teng buladi. Vektor va skalyar kattaliklar. Vektorlarni kushish, ayrim mavzular talabalarga mustakil ukish uchun beriladi. 5. Egri chizikli xarakat. Egri chizikli xarakat deb agar moddiy nukta egri chizik buylab xarakatlanayetgan bulsa, uning xarakatiga aytiladi. (18) Egri chizikli xarakatda tezlik vektori berilgan paytda trayektoriyaga utkazilgan urinmadan iborat buladi (5-rasm). Egri chizikli tekis xarakatda egri chizik buylab moddiy nukta teng vaktlar 8 ichida teng masofalarni bosib utadi. Bunda tezlikning son kiymati uzgarmaydi, fakat yunalishi uzgarib turadi. Egri chizikli xarakatning grafigi-ni chizish mumkin. (19) 6-rasm
6-rasmdan kurinadiki, tezlanishning kiymati tezlikning abssissa uki bilan tashkil etgan burchagiga boglikdir. 6. Egri chizikli xauakatda tezlanish.
Egri chizikli tekismas xarakatda tezlik vektori uzining xam son kiymatini, xam yunalishini uzgartirib turadi.
Tezlik vektorining dan
vakt
davomida dan ga uzgarsa, u xolda tezlanish (20) Bunda
- tezlik vektorining son kiymatidir. Tezlikning cheksiz kichik orttirmasi kaysi yunalishda bulsa, tezlanish xam usha yunalishda buladi.
Egri chizikli xarakatda chizik egriligi tushunchasi mavjud. Agar egri chizik aylanadan iborat bulsa, uning egriligi kattalik bilan aniklanadi yoki (21)
9 Faraz kilaylikki, yassi egri chizik buylab jism tekismas xarakat kilayotgan bulsin (7-rasm). Tezlanish - yunalish uzgarishini bildiradi; - tezlikning kattalik jixatdan uzgarishini xarakterlaydi. Buni tezlanish uchun (20) formulaga kuysak (22) Bu yerdagi (23) tezlanishning bir kismi bulib, unga normal tezlanish deyiladi. Ya’ni u tezlanishning fakat yunalishi uzgarishini bildiradi.
U vaktda Buni (23)ga kuysak . Buni ga kupaytiramiz va bulamiz. U xolda
Bu yerda
ni beradi va (21) formulaga asosan ni
beradi. Bularni (23)ga kuysak (24)
hosil kilamiz. Bu formulada jismning A nuktadagi tezligidir - esa shu nuktadagi egrilik radiusi deyiladi. bulsa
bu xolda bulib koladi. Normal tezlanishga markazga intilma tezlanish xam deb ataladi. Tezlanishning ikkinchi kismi esa kuyidagicha buladi (7-rasmga karang)
bulsa AS ning yunalishi ning yunalishi bilan bir xil bulib koladi. U esa A nuktadan utkazilgan urinma bilan bir yunalishda bulib koladi. Shuning uchun tezlanishning ikkinchi kismiga urinma tezlanish yoki tangensial tezlanish deyiladi. Ular bir-biriga perpendi-kulyardir (8-rasm). 10
(25) KATTIK JISM KINEMATIKASI Barcha jismlar
uzlariga biror
kuch kuyilganda, ular kisman
deformasiyalanadilar. Muloxaza oddiy bulishi uchun jismlarni absolyut kattik deb olamiz.
Aylanma xarakatda jismning xamma nuktalar markazlari bir tugri chizikda yotgan aylanmalar chizadi. Bu tugri chizikka aylanish uki deyiladi (9-rasmdagi 00' kesmasi). Burchak tezlik deb burilish burchagiga tugri proprsional va shu burchakka burilish uchun ketgan vaktga teskari proporsional bulgan kattalikka aytiladi, ya’ni (26) Agar k=\ deb olsak (27)
burchak radianlarda sek.larda ulchansa, burchak tezlikning ulchov birligi
Chizikli tezlik deb (28)
kattalikka aytiladi Ikkinchi tomondan, rasmdan. Bundan
11 Buni (28) ga kuyib (29)
Burchak tezlik bilan aylanish davri orasidagi boglanish kuyidagicha: -
jism bir marta tula aylanadi. - burchak esa ga yetadi. U xolda (29) ga asosan, (30)
Jismning bir marta tula aylanishi uchun ketgan vakt T (aylanish davri) bulsa, vakt birligi ichida aylanishlar soni (31) Buni (30) ga kuysak (32) Ma’lumki, tezlanish edi. ning kiymatini bunga kuysak (33) buladi yoki (31), (32) ga asosan (34) Tekismas aylanma xarakatda burchak tezlanish mavjud bulib . (35) agarda burchak bilan ifodalansa, (36) ga ega bulamiz.
1. Orbitasining radiusi km bulgan Yer Kuyosh atrofida kanday tezlik bilan xarakatlanadi? Yechish: Ma’lumki, aylana buylab xarakatda chizikli va burchak tezliklari orasida
boglanish bor. Bunda - Yerning Kuyosh atrofida aylanish davri. Agar Yer Kuyosh atrofida 365 kunda bir martagina aylanishini xisobga olsak, u xolda
2. 54 km/soat tezlik bilan xarakatlanayotgan yuk avtomobili tormozlangandan keyin 10 sekunddan sung tuxtadi. Tormozlanish yulini toping. Nazorat savollari 1. Kanday xarakat tekis tezlanuvchan xarakat deyiladi? Tekis tezlanuvchan xarakat uchun tezlik va kuchish tenglamalarini yozing. 12 2. Tugri chizikli tekis tezlanuvchan xarakat uchun kuchma va koordinata modelining vaktga boglanish formulasini chikaring. 3. Egri chizikli xarakat deb kanday xarakatga aytiladi? Egri chizikli xarakat kanday sharoitda yuzaga keladi? 4. Aylanma buylab xarakatni xarakterlang. Tezlanishning normal va tangensial tashkil etuvchilarini yozing. Adabiyotlar 1. S.E.Frish, A.V.Timoreva. Umumiy fizika kursi, I tom, 1957. 2. K.A.Putilov. Fizika kursi, I §ism, 1968, 21-28 betlar. 3. R.I.Grabovskiy. Fizikakursi, 1973, 3-15 betlar. 4. I.V.Savelyev. Umumiy fizika kursi, I kism, 1973, 16-28 betlar. 5. M.Ismoilov, M.S.Yunusov. Elementar fizika kursi, 1990, 27-48 betlar.
3-ma’ruza Reja: Dinamika asoslari. Nyutonning birinchi konuni. Inersiya tushunchasi. Nyutonning ikkinchi konuni. Massa va kuch. Ularning ulchov birliklari. Ishkalanish kuchi. Elastiklik kuchi. Xarakat mikdori. Kuch impulsi. Tayanch ibora: Inersiya, kuch, massa, impuls, vakt, tayanch. DINAMIKA ASOSLARI Nyutonning I konuni. Shu paytgacha biz xarakatni fakat vaktga boglik ravishda karadik. Nyutonning konuni kuyidagicha ta’riflanadi. Agar jismga xech kanday tashki kuch ta’sir etmasa, u jism uzining tinch yeki tugri chizikli tekis xarakatini saklaydi. Nyutonning konunini bevosita tajribalarda tekshirib bulmaydi. Masalan: Yerga tayanib turgan ogir jism xarakatlanayotgan jismga kancha Download 0.56 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|