Эртний гүн ухаантнууд хөдөлгөөний мөн чанарыг ойлгохыг хичээж, одод болон нарны хүнд үзүүлэх нөлөөг илчлэхийг оролдсон. Нэмж дурдахад хүмүүс материаллаг цэгийн хөдөлгөөний үйл явц, түүнчлэн амрах мөчид үйлчилж буй хүчийг тодорхойлохыг үргэлж хичээдэг.
Аристотель хөдөлгөөн байхгүй үед бие махбодид ямар ч хүч нөлөөлдөггүй гэж үздэг. Аль лавлагааны хүрээг инерциал гэж нэрлэдэгийг олж мэдье, бид тэдгээрийн жишээг өгөх болно.
Амралтын төлөв
Өдөр тутмын амьдралд ийм эмгэгийг илрүүлэхэд хэцүү байдаг. Бараг бүх төрлийн механик хөдөлгөөнд гадны хүч байдаг гэж үздэг. Шалтгаан нь олон биетийг анхны байрлалаа орхиж, тайван байдлаас гарахыг зөвшөөрдөггүй үрэлтийн хүч юм.
Инерцийн лавлагааны системийн жишээнүүдийг авч үзвэл тэдгээр нь бүгд Ньютоны 1-р хуульд нийцэж байгааг бид тэмдэглэж байна. Үүнийг нээсний дараа л тайван байдлын төлөвийг тайлбарлаж, бие махбодид энэ төлөвт нөлөөлж буй хүчийг зааж өгөх боломжтой болсон.
Ньютоны 1-р хуулийн томъёолол
Орчин үеийн тайлбарт тэрээр координатын систем байдгийг тайлбарлаж, үүнтэй харьцуулахад материаллаг цэг дээр үйлчилж буй гадны хүч байхгүй гэж үзэж болно. Ньютоны үзэл бодлоос жишиг системийг инерциал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь биеийн хурдыг удаан хугацаанд хадгалахыг авч үзэх боломжийг олгодог.
Тодорхойлолтууд
Аль лавлах систем инерциал вэ? Тэдгээрийн жишээг сургуулийн физикийн курст судалдаг. Материаллаг цэг тогтмол хурдтайгаар хөдөлдөг системийг инерцийн лавлагааны систем гэж үздэг. Ийм төлөвийг өөрчлөх хүч хэрэглэх шаардлагагүй л бол аливаа бие ижил төстэй байдалд байж болно гэж Ньютон тодруулсан.
Бодит байдал дээр инерцийн хууль бүх тохиолдолд биелдэггүй. Инерцийн болон инерциал бус жишиг хүрээний жишээнд дүн шинжилгээ хийхдээ хөдөлж буй тээврийн хэрэгслийн бариулаас барьж буй хүнийг авч үзье. Машин огцом тоормослох үед гадны хүч байхгүй байсан ч хүн машинтайгаа харьцангуй автоматаар хөдөлдөг.
Инерциал тооллын системийн бүх жишээ Ньютоны 1-р хуулийн томъёололтой тохирдоггүй нь харагдаж байна. Инерцийн хуулийг тодорхой болгохын тулд лавлагааны системийн нарийвчилсан тодорхойлолтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд энэ нь төгс биелэгдэх болно.
Лавлах системийн төрөл
Ямар лавлах системийг инерциал гэж нэрлэдэг вэ? Удахгүй тодорхой болох байх. "Ньютоны 1 хууль хангагдсан инерцийн лавлагааны системийн жишээг өг" -9-р ангидаа физикийн хичээлийг шалгалт болгон сонгосон сургуулийн хүүхдүүдэд ижил төстэй даалгавар өгдөг. Даалгаврыг даван туулахын тулд инерциал болон инерциал бус тооллын системийн талаар ойлголттой байх шаардлагатай.
Инерци гэдэг нь биеийг тусгаарлаж байх үед биеийн тайван байдал эсвэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг хадгалахыг хэлнэ. "Тусгаарлагдсан" биетүүд хоорондоо холбогдоогүй, харилцан үйлчлэлцдэггүй, бие биенээсээ хасагдсан биетүүд юм.
Инерциал тооллын системийн зарим жишээг авч үзье. Хөдөлгөөнт автобус биш харин галактикийн одыг жишиг хүрээ гэж үзвэл төмөр замаас зуурсан зорчигчдын инерцийн хуулийн хэрэгжилт ямар ч өө сэвгүй болно.
Тормослох үед энэ машин бусад биед нөлөөлөх хүртэл шулуун шугамаар жигд хөдөлнө.
Инерциал тооллын системийн ямар жишээг та өгч чадах вэ? Тэдгээр нь шинжлэгдсэн биетэй холбоогүй байх ёстой бөгөөд түүний инерцид нөлөөлөх ёсгүй.
Иймэрхүү системүүдийн хувьд Ньютоны 1-р хууль биелдэг. Бодит амьдрал дээр биеийн хөдөлгөөнийг инерциал тооллын системтэй харьцуулах нь хэцүү байдаг. Алс холын одноос хуурай газрын туршилт хийх боломжгүй.
Дэлхий дээр байрлуулсан объектуудтай холбоотой хэдий ч нөхцөлт лавлагааны систем гэж хүлээн зөвшөөрөгддөг.
Дэлхийн гадаргууг жишиг хүрээ гэж үзвэл инерцийн жишиг систем дэх хурдатгалыг тооцоолох боломжтой. Физикийн хувьд Ньютоны 1-р хуулийн математикийн бүртгэл байдаггүй, гэхдээ тэр нь түүний үндэс суурь юм.олон физик тодорхойлолт, нэр томъёоны гарал үүсэлтэй.
Инерциал лавлагааны системийн жишээ
Сургуулийн сурагчид заримдаа физик үзэгдлийг ойлгоход хэцүү байдаг. Есдүгээр ангийн сурагчдад дараах агуулгын даалгавар санал болгож байна: “Ямар тооллын системийг инерциал гэж нэрлэдэг вэ? Ийм системийн жишээг өг. Бөмбөгтэй тэргэнцэр нь эхлээд тэгш гадаргуу дээр тогтмол хурдтай хөдөлдөг гэж бодъё. Дараа нь энэ нь элсний дагуу хөдөлж, үр дүнд нь өөр ямар ч хүч үйлчлэхгүй байсан ч бөмбөг түргэвчилсэн хөдөлгөөнд ордог (тэдгээрийн нийт нөлөө нь тэг).
Болсон үйл явдлын мөн чанарыг элсэрхэг гадаргуу дээр хөдөлж байх үед систем инерц байхаа больж, тогтмол хурдтай байдагтай холбон тайлбарлаж болно. Инерциал ба инерциал бус тооллын системийн жишээнүүд нь тэдгээрийн шилжилт нь тодорхой хугацаанд явагддагийг харуулж байна.
Биеийг хурдасгахад түүний хурдатгал эерэг утгатай ба тоормослох үед энэ үзүүлэлт сөрөг болно.
Муруйн хөдөлгөөн
Од ба нартай харьцуулахад дэлхийн хөдөлгөөн нь эллипс хэлбэртэй муруй шугамын дагуу явагддаг. Төв нь нартай зэрэгцэж, тэнхлэгүүд нь тодорхой одод руу чиглэсэн байдаг жишиг хүрээг инерциал гэж үзнэ.
Гелиоцентриктэй харьцуулахад шулуун, жигд хөдөлдөг дурын лавлах хүрээг анхаарна уусистем нь инерциал юм. Муруй шугамын хөдөлгөөнийг тодорхой хурдатгалтайгаар гүйцэтгэдэг.
Дэлхий тэнхлэгээ тойрон хөдөлж байгааг харгалзан түүний гадаргуутай холбоотой жишиг хүрээ нь гелиоцентриктэй харьцуулахад тодорхой хурдатгалтай хөдөлдөг. Ийм нөхцөлд дэлхийн гадаргатай холбогддог жишиг хүрээ нь гелиоцентриктэй харьцуулахад хурдатгалтай хөдөлдөг тул үүнийг инерциал гэж үзэх боломжгүй гэж бид дүгнэж болно. Гэхдээ ийм системийн хурдатгалын үнэ цэнэ маш бага тул олон тохиолдолд түүнтэй холбоотой авч үзсэн механик үзэгдлийн онцлогт ихээхэн нөлөөлдөг.
Техникийн шинж чанартай практик асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд дэлхийн гадаргуутай хатуу холбогдсон жишиг хүрээг инерциал гэж үзэх нь заншилтай байдаг.
Галилийн харьцангуйн онол
Бүх инерцийн лавлагааны систем нь харьцангуйн зарчмаар тодорхойлогддог чухал шинж чанартай байдаг. Үүний мөн чанар нь ижил анхны нөхцөлд ямар ч механик үзэгдлүүд сонгосон жишиг хүрээнээс үл хамааран ижил аргаар явагддагт оршдог.
Харьцангуйн зарчмын дагуу ОУСБ-ын тэгш байдлыг дараах заалтаар илэрхийлсэн болно:
- Иймэрхүү системд механикийн хуулиуд ижил байдаг тул тэдгээрийн тайлбарласан координат болон цаг хугацаагаар илэрхийлсэн аливаа тэгшитгэл өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
- Үргэлжилсэн механик туршилтуудын үр дүн нь жишиг хүрээ тайван байх эсэх, эсвэл энэ нь ажиллах эсэхийг тогтоох боломжтой болгож байна.шулуун шугаман жигд хөдөлгөөн. Хэрэв нөгөө систем нь тодорхой хурдтай нэгэн зэрэг хөдөлж байвал аливаа системийг нөхцөлт байдлаар хөдөлгөөнгүй гэж хүлээн зөвшөөрч болно.
- Нэг системээс нөгөөд шилжих тохиолдолд координатын хувиргалттай холбоотой механикийн тэгшитгэл өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Та өөр өөр систем дэх ижил үзэгдлийг дүрсэлж болох ч тэдгээрийн физик шинж чанар өөрчлөгдөхгүй.
Асуудлыг шийдвэрлэх
Анхны жишээ.
Инерцийн сануулах систем нь: a) дэлхийн хиймэл дагуул; б) хүүхдийн сонирхол татахуйц.
Хариулт. Эхний тохиолдолд хиймэл дагуул нь таталцлын хүчний нөлөөн дор тойрог замд хөдөлдөг тул хөдөлгөөн тодорхой хурдатгалтай явагддаг тул инерцийн лавлагааны системийн тухай асуудал байхгүй.
Таталцлыг мөн инерцийн систем гэж үзэх боломжгүй, учир нь түүний эргэлтийн хөдөлгөөн нь тодорхой хурдатгалтай явагддаг.
Хоёр дахь жишээ.
Мэдээллийн систем нь цахилгаан шаттай нягт холбогдсон. Ямар нөхцөлд үүнийг инерциал гэж нэрлэж болох вэ? Хэрэв цахилгаан шат: a) унасан; б) жигд дээш хөдөлдөг; в) хурдан өсдөг г) жигд доош чиглэсэн.
Хариулт. a) Чөлөөт уналтын үед хурдатгал гарч ирдэг тул лифттэй холбоотой жишиг хүрээ инерциал биш байх болно.
b) Лифт жигд хөдөлгөөнтэй үед систем нь инерциал юм.
c) Зарим хурдатгалтай хөдөлж байх үед жишиг хүрээг инерциал гэж үзнэ.
d) Лифт удаан хөдөлж, сөрөг хурдатгалтай тул та чадахгүйлавлагааны хүрээг инерциал гэж нэрлэнэ.
Дүгнэлт
Хүн төрөлхтөн оршин тогтнох бүх хугацаандаа байгальд тохиолдох үзэгдлийг ойлгохыг хичээсээр ирсэн. Хөдөлгөөний харьцангуй байдлыг тайлбарлах оролдлогыг Галилео Галилей хийсэн. Исаак Ньютон инерцийн хуулийг гаргаж чадсан бөгөөд үүнийг механикийн тооцоололд үндсэн постулат болгон ашиглаж эхэлсэн.
Одоогоор биеийн байрлал илрүүлэх системд их бие, цагийг тодорхойлох төхөөрөмж, түүнчлэн координатын систем багтдаг. Бие хөдөлж байна уу, эсвэл хөдөлгөөнгүй байна уу гэдгээс хамааран хүссэн хугацаанд тодорхой объектын байрлалыг тодорхойлох боломжтой.
