Инерцийн жишээ ба инерцийн лавлагааны систем. Ямар лавлах системийг инерциал гэж нэрлэдэг вэ? Инерциал лавлах системийн жишээ. Амралтын байдал ямар байна

Эртний гүн ухаантнууд хөдөлгөөний мөн чанарыг ойлгохыг хичээж, од, нарны хүнд үзүүлэх нөлөөг тодорхойлохыг хичээсэн. Нэмж дурдахад хүмүүс материаллаг цэгийн хөдөлгөөний үйл явц, түүнчлэн амрах мөчид үйлчилж буй хүчийг тодорхойлохыг үргэлж хичээдэг.

Аристотель хөдөлгөөн байхгүй үед биед ямар ч хүч үйлчлэхгүй гэж үздэг. Ямар лавлах системийг инерциал гэж нэрлэдэгийг олж мэдэхийг хичээцгээе, бид тэдгээрийн жишээг өгөх болно.

Амрах байдал

AT Өдөр тутмын амьдралийм нөхцөл байдлыг тодорхойлоход хэцүү байдаг. Бараг бүх төрлийн механик хөдөлгөөнд гадны хүч байдаг гэж үздэг. Үүний шалтгаан нь үрэлтийн хүч бөгөөд энэ нь олон объектыг анхны байрлалаа орхиж, тайван байдлаас гарахыг зөвшөөрдөггүй.

Инерцийн лавлагааны системийн жишээг авч үзэхэд тэд бүгд Ньютоны 1-р хуульд нийцэж байгааг бид тэмдэглэж байна. Үүнийг нээсний дараа л амрах байдлыг тайлбарлаж, бие махбодид энэ төлөвт нөлөөлж буй хүчийг зааж өгөх боломжтой болсон.

Ньютоны 1-р хуулийн мэдэгдэл

Орчин үеийн тайлбарт тэрээр координатын систем байгаа эсэхийг тайлбарлаж, үүнтэй харьцуулахад материаллаг цэг дээр ажилладаг гадны хүч байхгүй гэж үзэж болно. Ньютоны үүднээс авч үзвэл жишиг системийг инерциал гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь биеийн хурдыг удаан хугацаанд хадгалах боломжийг авч үзэх боломжийг олгодог.

Тодорхойлолт

Ямар лавлагааны системүүд инерциал байдаг 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. Машиныг огцом тоормослох үед хүн гадны хүч байхгүй байсан ч машинтай харьцуулахад автоматаар хөдөлдөг.

Инерциал тооллын системийн бүх жишээ Ньютоны 1-р хуулийн томъёололтой тохирдоггүй нь харагдаж байна. Инерцийн хуулийг тодруулахын тулд шинэчилсэн лавлагаа нэвтрүүлсэн бөгөөд үүнийг төгс биелүүлсэн.

Лавлах системийн төрлүүд

Ямар лавлах системийг инерциал гэж нэрлэдэг вэ? Удахгүй тодорхой болох байх. "Ньютоны 1-р хууль хэрэгжиж байгаа инерцийн лавлагааны системийн жишээг өг" - 9-р ангидаа физикийн хичээлийг шалгалт болгон сонгосон сургуулийн хүүхдүүдэд үүнтэй төстэй даалгавар өгдөг. Даалгаврыг даван туулахын тулд инерциал ба инерциал бус тооллын системийн талаар ойлголттой байх шаардлагатай.

Инерци гэдэг нь биеийг тусгаарлаж байх үед биеийн тайван байдал эсвэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг хадгалахад оршино. "Тусгаарлагдсан" биетүүд хоорондоо холбоогүй, харилцан үйлчлэлцдэггүй, бие биенээсээ салгагдсан гэж үздэг.

Инерцийн лавлагааны системийн зарим жишээг авч үзье. Хөдөлгөөнт автобус биш харин галактикийн одыг жишиг хүрээ гэж үзвэл төмөр замаас зуурсан зорчигчдын инерцийн хуулийг хэрэгжүүлэх нь өө сэвгүй болно.

Тоормослох үед энэ тээврийн хэрэгсэлбусад биетүүд дээр ажиллах хүртэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг үргэлжлүүлнэ.

Инерциал тооллын системийн зарим жишээ юу вэ? Тэд дүн шинжилгээ хийсэн биетэй холбоогүй, түүний идэвхгүй байдалд нөлөөлөх ёсгүй.

Ийм системүүдийн хувьд Ньютоны 1-р хууль биелдэг. AT жинхэнэ амьдралбиеийн хөдөлгөөнийг инерцийн сануулын системтэй харьцуулахад авч үзэхэд хэцүү байдаг. Түүнээс хуурай газрын туршилт хийхийн тулд алс холын од руу очих боломжгүй юм.

Дэлхий дээр байрлуулсан объектуудтай холбоотой байсан ч дэлхийг нөхцөлт лавлагааны систем болгон авдаг.

Хэрэв бид дэлхийн гадаргууг жишиг хүрээ гэж үзвэл инерцийн тооллын систем дэх хурдатгалыг тооцоолох боломжтой. Физикийн шинжлэх ухаанд Ньютоны 1-р хуулийн математикийн тэмдэглэл байхгүй ч тэр нь олон физик тодорхойлолт, нэр томьёог гаргаж авах үндэс суурь болдог.

Инерцийн лавлагааны системийн жишээ

Сургуулийн хүүхдүүдэд 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 нөлөө үзүүлэхгүй байсан ч бөмбөг түргэвчилсэн хөдөлгөөнд ордог (тэдгээрийн нийт нөлөө нь тэг байна).

Юу болж байгаагийн мөн чанарыг элсэрхэг гадаргуугийн дагуу хөдөлж байх үед систем нь инерцийн байхаа больж, тогтмол хурдтай байдагтай холбон тайлбарлаж болно. Инерциал ба инерциал бус тооллын системийн жишээнүүд нь тэдгээрийн шилжилт нь тодорхой хугацаанд явагддагийг харуулж байна.

Биеийн хурдатгалын үед түүний хурдатгал эерэг утгатай бөгөөд тоормослох үед энэ үзүүлэлт сөрөг болно.

Муруйн хөдөлгөөн

Од ба нартай харьцуулахад дэлхийн хөдөлгөөн нь эллипс хэлбэртэй муруй шугамын дагуу явагддаг. Төв нь нартай нийлж, тэнхлэгүүд нь тодорхой одод руу чиглэгддэг жишиг хүрээг инерциал гэж үзнэ.

Гелиоцентрик хүрээтэй харьцуулахад шулуун шугамаар, жигд хөдөлдөг аливаа лавлах систем нь инерциал гэдгийг анхаарна уу. Муруйн хөдөлгөөнийг тодорхой хурдатгалтайгаар гүйцэтгэдэг.

Дэлхий тэнхлэгээ тойрон эргэлдэж байгааг харгалзан түүний гадаргуутай холбоотой жишиг хүрээ нь гелиоцентриктэй харьцуулахад тодорхой хурдатгалтай хөдөлдөг. Ийм нөхцөлд бид дэлхийн гадаргуутай холбогдсон жишиг хүрээ нь гелиоцентриктэй харьцуулахад хурдатгалтай хөдөлдөг тул үүнийг инерциал гэж үзэх боломжгүй гэж дүгнэж болно. Гэхдээ ийм системийн хурдатгалын үнэ цэнэ маш бага тул олон тохиолдолд энэ нь үүнтэй холбоотой авч үзсэн механик үзэгдлийн онцлогт ихээхэн нөлөөлдөг.

Техникийн шинж чанартай практик асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд дэлхийн гадаргуутай нягт холбогдсон жишиг хүрээг инерциал гэж үзэх нь заншилтай байдаг.

Галилео харьцангуйн онол

Бүх инерцийн лавлагааны систем нь харьцангуйн зарчмаар тодорхойлогддог чухал шинж чанартай байдаг. Үүний мөн чанар нь ижил анхны нөхцөлд байгаа аливаа механик үзэгдлийг сонгосон лавлах хүрээнээс үл хамааран ижил аргаар явуулдагт оршино.

Харьцангуйн зарчмын дагуу ОУСБ-ын тэгш байдлыг дараахь заалтуудад тусгасан болно.

• Ийм системд тэдгээр нь ижил байдаг тул координат ба цаг хугацаагаар илэрхийлсэн тэдгээрийн тодорхойлсон аливаа тэгшитгэл өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
• Үргэлжилсэн механик туршилтуудын үр дүн нь жишиг хүрээ нь тайван байх уу, эсвэл шулуун шугаман жигд хөдөлгөөн хийх эсэхийг тогтоох боломжтой болгодог. Аливаа системийг нөхцөлт байдлаар хөдөлгөөнгүй гэж хүлээн зөвшөөрч болно, хэрэв нөгөө нь нэгэн зэрэг тодорхой хурдтай хөдөлдөг.
• Механикийн тэгшитгэл нь нэг системээс нөгөөд шилжих тохиолдолд координатын хувиргалтын хувьд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Янз бүрийн системд ижил үзэгдлийг дүрслэх боломжтой боловч тэдгээрийн физик шинж чанар өөрчлөгдөхгүй.

Асуудал шийдэх

Эхний жишээ.

Энэ нь инерциал тооллын систем мөн эсэхийг тодорхойлно уу: a) хиймэл дагуулДэлхий; б) хүүхдийн сонирхол татахуйц.

Хариулах.Эхний тохиолдолд инерцийн лавлагааны системийн тухай асуудал байхгүй, учир нь хиймэл дагуул нь таталцлын хүчний нөлөөн дор тойрог замд хөдөлдөг тул хөдөлгөөн нь тодорхой хурдатгалтай явагддаг.

Хоёр дахь жишээ.

Тайлангийн систем нь лифттэй 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.

Хариулах. a) Хэзээ Чөлөөт уналтхурдатгал гарч ирэх тул лифттэй холбоотой жишиг хүрээ инерциал биш байх болно.

б) Лифтийн жигд хөдөлгөөнтэй үед систем нь инерциал юм.

в) Зарим хурдатгалтай хөдөлж байх үед жишиг хүрээг инерциал гэж үзнэ.

г) Лифт удаан хөдөлдөг, сөрөг хурдатгалтай тул жишиг хүрээг инерци гэж нэрлэх боломжгүй.

Дүгнэлт

Хүн төрөлхтөн оршин тогтнохынхоо туршид байгальд болж буй 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.

Одоогийн байдлаар биеийн байрлалыг тодорхойлох системд бие, цагийг тодорхойлох төхөөрөмж, түүнчлэн координатын систем орно. Биеийн хөдөлгөөнт эсвэл хөдөлгөөнгүй эсэхээс хамааран хүссэн хугацаанд тодорхой объектын байрлалыг тодорхойлох боломжтой.

Ньютоны анхны хуулийг дараах байдлаар томъёолсон болно. гадны нөлөөнд автдаггүй бие нь амарч эсвэл шулуун, жигд хөдөлдөг. Ийм биеийг нэрлэдэг үнэгүй, ба түүний хөдөлгөөн - чөлөөт хөдөлгөөн буюу инерцийн хөдөлгөөн. Биеийн бусад биетүүдийн нөлөөлөл байхгүй үед тайван байдал эсвэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг хадгалах өмчийг гэнэ. инерци. Тиймээс Ньютоны анхны хуулийг инерцийн хууль гэж нэрлэдэг. Үнэнийг хэлэхэд, чөлөөт бие гэж байдаггүй. Гэсэн хэдий ч бөөмс бусад материаллаг биетүүдээс хэдий чинээ хол байх тусам түүнд үзүүлэх нөлөөлөл бага байдаг гэж үзэх нь зүйн хэрэг юм. Эдгээр нөлөөлөл буурна гэж төсөөлөөд бид чөлөөт бие, чөлөөт хөдөлгөөн гэсэн санааны хязгаарт хүрдэг.

Чөлөөт бөөмийн хөдөлгөөний мөн чанарын талаарх таамаглалыг туршилтаар баталгаажуулах боломжгүй, учир нь харилцан үйлчлэл байхгүй гэсэн баримтыг бүрэн найдвартай тогтоох боломжгүй юм. Алс холын биетүүдийн харилцан үйлчлэл буурсан туршилтын баримтыг ашиглан энэ нөхцөл байдлыг зөвхөн тодорхой нарийвчлалтайгаар дуурайж болно. Туршилтын хэд хэдэн баримтыг нэгтгэн дүгнэх, түүнчлэн хуулиас үүсэх үр дагавар нь туршилтын өгөгдөлтэй давхцаж байгаа нь түүний үнэн зөвийг нотолж байна. Хөдөлгөөн хийх үед бие нь хурдаа удаан хадгалах тусам бусад бие сулрах тусам үүн дээр ажилладаг; жишээлбэл, гадаргуу дээр гулсаж буй чулуу урт удаан хөдөлж, энэ гадаргуу илүү жигд байх тусам энэ гадаргуу нь түүнд бага нөлөө үзүүлдэг.

Механик хөдөлгөөн нь харьцангуй бөгөөд түүний мөн чанар нь жишиг хүрээнээс хамаардаг. Кинематикийн хувьд лавлах системийг сонгох нь чухал биш байв. Динамикийн хувьд энэ нь тийм биш юм. Хэрэв ямар нэгэн лавлагааны хүрээнд бие нь шулуун, жигд хөдөлдөг бол эхний хурдасгасантай харьцуулахад жишиг хүрээд энэ нь цаашид болохгүй. Үүнээс үзэхэд инерцийн хууль нь бүх лавлах системд хүчинтэй байж чадахгүй. Сонгодог механикууд бүх чөлөөт биетүүд шулуун, жигд хөдөлдөг жишиг хүрээ байдаг гэж үздэг. Ийм лавлагааны системийг инерциал систем (ISR) гэж нэрлэдэг. Инерцийн хуулийн агуулга нь үндсэндээ гадны нөлөөнд автаагүй бие нь жигд, шулуун хөдөлдөг эсвэл тайван байдалд байдаг ийм жишиг хүрээнүүд байдаг гэсэн мэдэгдэлд буурдаг.

Зөвхөн туршлагаар л аль лавлагааны систем инерциал, аль нь инерциал бус болохыг тогтоох боломжтой. Жишээлбэл, Орчлон ертөнцийн бидний ажиглахад хүртээмжтэй хэсэг дэх одод болон бусад одон орны объектуудын хөдөлгөөний тухай ярьж байна гэж бодъё. Дэлхий хөдөлгөөнгүй гэж тооцогдох лавлах хүрээг сонгоцгооё (ийм хүрээг бид дэлхийн хүрээ гэж нэрлэх болно). Энэ нь инерциал байх уу?

Та одыг чөлөөт бие болгон сонгож болно. Үнэн хэрэгтээ, од бүр нь бусад селестиел биетүүдээс асар их зайд оршдог тул бараг чөлөөт бие юм. Гэсэн хэдий ч хуурай газрын лавлагааны системд одод өдөр бүр огторгуйд эргэлдэж, улмаар дэлхийн төв рүү чиглэсэн хурдатгалтайгаар хөдөлдөг. Ийнхүү дэлхийн жишиг систем дэх чөлөөт биеийн (од) хөдөлгөөн нь шулуун шугамаар бус тойрог хэлбэрээр явагддаг. Энэ нь инерцийн хуульд захирагдахгүй тул дэлхийн сануулах систем инерцийн биш байх болно.

Тиймээс асуудлыг шийдэхийн тулд бусад жишиг хүрээг инерцийн хувьд шалгах шаардлагатай. Лавлах байгууллага болгон Нарыг сонгоцгооё. Ийм лавлах хүрээг гелиоцентрик жишиг хүрээ буюу Коперникийн хүрээ гэж нэрлэдэг. Түүнтэй холбоотой координатын системийн координатын тэнхлэгүүд нь нэг хавтгайд оршдоггүй алслагдсан гурван од руу чиглэсэн шулуун шугамууд юм (Зураг 2.1).

Иймээс манай гаригийн системийн хэмжээнд болж буй хөдөлгөөнийг, түүнчлэн Коперникийн системд лавлагаа болгон сонгосон гурван од хүртэлх зайтай харьцуулахад хэмжээс нь бага байдаг бусад аливаа системийг судлахдаа Коперникийн систем юм. практикт инерциал тооллын систем.

Жишээ

Дэлхийн жишиг системийн инерциал бус байдлыг Дэлхий өөрийн тэнхлэг болон Нарыг тойрон эргэдэг, өөрөөр хэлбэл Коперникийн хүрээтэй харьцуулахад хурдасгасан хурдаар хөдөлдөгтэй холбон тайлбарладаг. Эдгээр эргэлтүүд хоёулаа аажмаар явагддаг тул хуурай газрын систем нь асар их хэмжээний үзэгдлүүдийн хувьд инерцийн систем шиг ажилладаг. Тийм ч учраас динамикийн үндсэн хуулиудыг бий болгох нь дэлхийтэй харьцуулахад биетүүдийн хөдөлгөөнийг судлах, түүний эргэлтээс хийсвэрлэх, өөрөөр хэлбэл дэлхийг ойролцоогоор ISO болгон авах замаар эхэлж болно.

ХҮЧ. БИЕИЙН масс

Туршлагаас харахад биеийн хурд дахь аливаа өөрчлөлт нь бусад бие махбодийн нөлөөн дор тохиолддог. Механикийн хувьд бусад биетүүдийн нөлөөн дор хөдөлгөөний мөн чанарыг өөрчлөх үйл явцыг биетүүдийн харилцан үйлчлэл гэж нэрлэдэг. Энэхүү харилцан үйлчлэлийн эрч хүчийг тооцоолохын тулд Ньютон хүчний тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Хүч нь зөвхөн хурдыг өөрчлөхөд хүргэдэггүй материаллаг биетүүдгэхдээ бас тэдний хэв гажилт. Иймээс хүчний тухай ойлголтод дараах тодорхойлолтыг өгч болно: хүч гэдэг нь биеийг хурдасгах, хэлбэрээ өөрчлөх, эсвэл хоёуланг нь үүсгэдэг хамгийн багадаа хоёр биеийн харилцан үйлчлэлийн тоон хэмжүүр юм.

Хүчний нөлөөн дор биеийн хэв гажилтын жишээ бол шахсан эсвэл сунгасан пүрш юм. Үүнийг хүч чадлын стандарт болгон ашиглахад хялбар байдаг: пүршний суналт эсвэл тодорхой хэмжээгээр шахагдсан уян харимхай хүчийг хүчний нэгж болгон авдаг. Ийм стандартыг ашиглан хүчийг харьцуулж, тэдгээрийн шинж чанарыг судлах боломжтой. Хүч нь дараах шинж чанартай байдаг.

ü Хүч нь вектор хэмжигдэхүүн бөгөөд чиглэл, модулиар тодорхойлогддог ( тоон утга) болон хэрэглээний цэг. Нэг биед үйлчлэх хүчийг параллелограммын дүрмийн дагуу нэмнэ.

ü Хүч нь хурдатгалын шалтгаан болдог. Хурдатгалын векторын чиглэл нь хүчний вектортой параллель байна.

ü Хүч чадал нь материаллаг гарал үүсэлтэй байдаг. Материаллаг бие байхгүй - хүч байхгүй.

Хүчний үйлдэл нь бие амарч, хөдөлж байгаа эсэхээс хамаардаггүй.

ü Хэд хэдэн хүчний нэгэн зэрэг үйлчилснээр бие нь үүссэн хүчний нөлөөн дор ийм хурдатгал авах болно.

Сүүлийн мэдэгдэл нь хүчний суперпозиция зарчмын агуулга юм. Суперпозиция зарчим нь хүчний үйл ажиллагааны бие даасан байдлын үзэл баримтлалд суурилдаг: хүч тус бүр нь зөвхөн бие махбодид байгаа эсэхээс үл хамааран ижил хурдатгал өгдөг. бихүчний эх үүсвэр эсвэл бүх эх үүсвэр нэгэн зэрэг. Үүнийг өөрөөр томъёолж болно. Нэг бөөмийн нөгөө бөөм дээр үйлчлэх хүч нь зөвхөн эдгээр хоёр бөөмийн радиус векторууд болон хурдаас хамаарна. Бусад бөөмс байгаа нь энэ хүчинд нөлөөлөхгүй. Энэ өмчийг нэрлэдэг тусгаар тогтнолын хуульхүчний үйлдэл буюу хосын харилцан үйлчлэлийн хууль. Энэ хуулийн хамрах хүрээ нь бүх сонгодог механикийг хамарна.

Нөгөөтэйгүүр, олон асуудлыг шийдэхийн тулд хамтарсан үйлдлээрээ нэг хүчийг орлож чадах хэд хэдэн хүчийг олох шаардлагатай байж магадгүй юм. Энэ үйлдлийг өгөгдсөн хүчийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлах гэж нэрлэдэг.

Туршлагаас харахад ижил харилцан үйлчлэлийн үед өөр өөр биетүүд хөдөлгөөний хурдаа жигд бус өөрчилдөг. Хөдөлгөөний хурдны өөрчлөлтийн шинж чанар нь зөвхөн хүчний хэмжээ, үйл ажиллагааны хугацаанаас гадна биеийн өөрийнх нь шинж чанараас хамаарна. Туршлагаас харахад тухайн биед үйлчилж буй хүч тус бүрийн хурдатгалд харьцуулсан харьцаа нь тогтмол утга юм. . Энэ харьцаа нь түргэвчилсэн биеийн шинж чанараас хамаардаг бөгөөд үүнийг нэрлэдэг инерцийн массбие. Тиймээс биеийн массыг тухайн биед үйлчилж буй хүчийг энэ хүчний мэдээлсэн хурдатгалд харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлно. Масс их байх тусам биед тодорхой хурдатгал өгөхөд шаардагдах хүч их байх болно. Бие нь хурдаа өөрчлөх оролдлогыг эсэргүүцдэг.

Биеийн шинж чанарыг цаг хугацаанд нь (хөдөлгөөний хурд, хөдөлгөөний чиглэл, амралтын байдал) хадгалах чадвараар илэрхийлэгддэг шинж чанарыг инерци гэж нэрлэдэг. Биеийн инерцийн хэмжүүр нь түүний инерцийн масс юм.Эргэн тойрон дахь биетүүдийн ижил нөлөөллийн үед нэг бие нь хурдаа хурдан, нөгөө нь ижил нөхцөлд хурдаа өөрчлөх боломжтой (Зураг 2.2). Энэ хоёр биеийн хоёр дахь нь илүү инерцитэй, өөрөөр хэлбэл хоёр дахь бие нь илүү их масстай байдаг гэж хэлдэг заншилтай. AT олон улсын системнэгж (SI) биеийн жинг килограммаар (кг) хэмждэг. Массын тухай ойлголтыг энгийн ойлголтууд болгон бууруулж болохгүй. Биеийн жин их байх тусам ижил хүчний үйл ажиллагааны дор хурдатгал бага байх болно. Хүч их байх тусам хурдатгал их байх ба улмаар эцсийн хурд нь их байх тусам бие хөдөлнө.

SI нэгжийн системийн хүчний нэгж нь N (ньютон) юм. Нэг N (ньютон) нь массын биеийг мэдээлдэг хүчтэй тоогоор тэнцүү байна м = 1 кгхурдатгал.

Сэтгэгдэл.

Энэ харьцаа нь хангалттай бага хурдтай үед л хүчинтэй. Хурд нэмэгдэх тусам энэ харьцаа өөрчлөгдөж, хурд нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

НЬЮТОНЫ ХОЁР ДАХЬ ХУУЛЬ

Туршлагаас үзэхэд инерцийн тооллын системд биеийн хурдатгал нь түүнд нөлөөлж буй бүх хүчний векторын нийлбэртэй пропорциональ ба биеийн масстай урвуу пропорциональ байна.

Ньютоны хоёр дахь хууль нь бүх хүчний үр дүн ба түүний хурдатгалын хоорондын хамаарлыг илэрхийлдэг.

Энд материаллаг цэгийн импульсийн өөрчлөлт нь цаг хугацааны хувьд юм. Цагийн интервалыг тэг болгоё:

тэгвэл бид авна

	дунд эрс тэс төрөл зүйлзугаа цэнгэл, тусгай байрыг бунги харайлт эсвэл банги харайлт эзэлдэг. Жеффри Бэй хотод бүртгэгдсэн хамгийн том "банги" нь байдаг - 221 м. Тэр ч байтугай Гиннесийн амжилтын номонд бүртгэгдсэн байдаг. Доошоо үсэрч байгаа хүн усны хамгийн ирмэг дээр зогсох эсвэл зүгээр л шүргэхийн тулд олсны уртыг тооцдог. Үсэрч буй хүнийг гажигтай олсны уян хатан хүчээр барина. Ихэвчлэн кабель нь резинэн утаснуудын багц юм. Тиймээс унах үед кабель пүрш нь үсэрч, үсрэгчийн хөл гарахаас сэргийлж, үсрэлтэнд нэмэлт мэдрэмжийг төрүүлдэг. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу үсрэгч ба олс хоорондын харилцан үйлчлэлийн хугацаа нэмэгдэх нь олсноос тухайн хүнд үзүүлэх хүч сулрахад хүргэдэг.
	Волейбол тоглохдоо өндөр хурдтай нисч буй бөмбөгийг хүлээн авахын тулд гараа бөмбөгийн чиглэлд хөдөлгөх шаардлагатай. Энэ нь бөмбөгтэй харьцах хугацааг ихэсгэж, улмаар Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу гарт үйлчлэх хүчний хэмжээ буурдаг.

Энэ хэлбэрээр танилцуулсан Ньютоны хоёр дахь хууль нь шинэ физик хэмжигдэхүүнийг агуулдаг - импульс. Вакуум дахь гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай үед импульс нь туршилтаар хэмжигддэг гол хэмжигдэхүүн болдог. Иймд (2.2) тэгшитгэл нь харьцангуй хурдны хөдөлгөөний тэгшитгэлийн ерөнхий дүгнэлт юм.

(2.2) тэгшитгэлээс харахад хэрэв , хэрэв тогтмол утга байвал энэ нь тогтмол, өөрөөр хэлбэл импульс, түүнтэй хамт чөлөөтэй хөдөлж буй материаллаг цэгийн хурд тогтмол байна. Тиймээс албан ёсоор Ньютоны эхний хууль нь хоёр дахь хуулийн үр дагавар юм. Тэгвэл яагаад бие даасан хууль гэж онцолж байгаа юм бэ? Ньютоны хоёр дахь хуулийг илэрхийлсэн тэгшитгэл нь түүний хүчинтэй байгаа лавлах хүрээг зааж өгсөн тохиолдолд л утга учиртай болно. Энэ бол Ньютоны анхны хууль нь ийм жишиг хүрээг ялгах боломжийг бидэнд олгодог. Чөлөөт материаллаг цэг хурдатгалгүйгээр хөдөлдөг жишиг хүрээ байдаг гэж тэр хэлэв. Ийм жишиг системд аливаа материаллаг цэгийн хөдөлгөөн нь Ньютоны хөдөлгөөний тэгшитгэлд захирагддаг. Тиймээс, үндсэндээ эхний хуулийг хоёр дахь хуулийн энгийн логик үр дагавар гэж үзэх боломжгүй юм. Эдгээр хуулиудын хоорондын холбоо нь илүү гүнзгий байдаг.

Тэгшитгэл (2.2)-аас, өөрөөр хэлбэл, хязгааргүй бага хугацааны туршид импульсийн хязгааргүй бага өөрчлөлт нь бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна. хүчний импульс.Хүчний импульс их байх тусам импульсийн өөрчлөлт их болно.

ХҮЧНИЙ ТӨРЛҮҮД

Байгальд байдаг бүх төрлийн харилцан үйлчлэлийг таталцлын, цахилгаан соронзон, хүчтэй, сул гэсэн дөрвөн төрөлд хуваадаг. Маш бага зайд хүчтэй, сул харилцан үйлчлэл чухал байдаг тул Ньютоны механикийн хуулиуд хэрэгжихээ больсон. Бидний эргэн тойрон дахь дэлхийн бүх макроскоп үзэгдлүүд таталцлын болон цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог. Зөвхөн эдгээр төрлийн харилцан үйлчлэлийн хувьд хүчний тухай ойлголтыг Ньютоны механикийн утгаар ашиглаж болно. Таталцлын хүч нь том массуудын харилцан үйлчлэлд хамгийн чухал байдаг. Цахилгаан соронзон хүчний илрэл нь маш олон янз байдаг. Алдартай үрэлтийн хүч, уян харимхай хүч нь цахилгаан соронзон шинж чанартай байдаг. Ньютоны хоёр дахь хууль нь хурдатгал өгч буй хүчний шинж чанараас үл хамааран биеийн хурдатгалыг тодорхойлдог тул ирээдүйд бид үзэгдэл судлалын аргыг ашиглах болно: туршлага дээр үндэслэн бид эдгээр хүчний тоон хэв маягийг бий болгоно.

уян хатан хүч.Бусад биетүүд эсвэл талбайн нөлөөлөлд өртсөн биед уян харимхай хүч үүсдэг бөгөөд энэ нь биеийн хэв гажилттай холбоотой байдаг. Деформаци нь тусгай төрлийн хөдөлгөөн, тухайлбал биеийн хэсгүүдийн бие биентэйгээ харьцуулахад гадны хүчний нөлөөн дор хөдөлгөөн юм. Биеийн хэв гажилтын үед түүний хэлбэр, хэмжээ өөрчлөгддөг. Хатуу бодисын хувьд деформацийн хоёр хязгаарлагдмал тохиолдлыг ялгаж үздэг: уян харимхай ба хуванцар. Хэрэв хэв гажилтын хүчний үйл ажиллагаа дууссаны дараа бүрэн арилдаг бол деформацийг уян харимхай гэж нэрлэдэг. Хуванцар (уян хатан бус) хэв гажилтын үед ачааг арилгасны дараа бие нь өөрчлөгдсөн хэлбэрээ хэсэгчлэн хадгалдаг.

Биеийн уян хатан хэв гажилт нь олон янз байдаг. Гадны хүчний нөлөөн дор бие нь сунах, агших, нугалах, мушгирах гэх мэт. Энэхүү шилжилтийг хатуу биетийн бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчнүүд эсэргүүцэж, эдгээр хэсгүүдийг бие биенээсээ тодорхой зайд байлгадаг. Тиймээс аливаа төрлийн уян хатан хэв гажилтын үед түүний хэв гажилтаас сэргийлдэг дотоод хүч нь биед үүсдэг. Биеийн уян хатан хэв гажилтын үед үүсдэг ба хэв гажилтын улмаас үүссэн биеийн хэсгүүдийн шилжилтийн чиглэлийн эсрэг чиглэсэн хүчийг уян харимхай хүч гэж нэрлэдэг. Уян гажигтай биеийн аль ч хэсэгт, түүнчлэн хэв гажилт үүсгэдэг биетэй холбогдох газарт уян харимхай хүч үйлчилдэг.

Туршлагаас харахад жижиг уян хэв гажилтын хувьд хэв гажилтын хэмжээ нь түүнийг үүсгэсэн хүчинтэй пропорциональ байна (Зураг 2.3). Энэ мэдэгдлийг хууль гэж нэрлэдэг Хук.

Роберт Хук, 1635-1702

Английн физикч. Уайт арлын цэнгэг усанд тахилчийн гэр бүлд төрсөн тэрээр Оксфордын их сургуулийг төгссөн. Их сургуульд байхдаа тэрээр Роберт Бойлийн лабораторид туслах ажилтнаар ажиллаж, Бойл-Мариотын хуулийг нээсэн суурилуулалтанд зориулж вакуум насос барихад нь тусалсан. Исаак Ньютоны үеийн хүний ​​хувьд тэрээр түүнтэй хамт Хатан хааны нийгэмлэгийн ажилд идэвхтэй оролцож, 1677 онд тэнд шинжлэх ухааны нарийн бичгийн даргын албыг хашиж байжээ. Тухайн үеийн бусад олон эрдэмтдийн нэгэн адил Роберт Хук байгалийн шинжлэх ухааны хамгийн олон салбарыг сонирхож, тэдгээрийн ихэнхийг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулсан. Тэрээр "Микрографи" хэмээх монографидаа амьд эд эсийн микроскопийн бүтэц болон бусад биологийн дээжийн олон ноорог хэвлүүлж, "амьд эс" хэмээх орчин үеийн ойлголтыг анх удаа нэвтрүүлсэн. Геологийн шинжлэх ухаанд тэрээр геологийн давхаргын ач холбогдлыг анхлан ухаарч, түүхэнд анх удаа байгалийн гамшгийг шинжлэх ухаанчаар судалжээ. Тэрээр биетүүдийн хоорондох таталцлын хүч тэдгээрийн хоорондын зайн квадраттай тэнцэх хэмжээгээр буурдаг гэсэн таамаглалыг анх дэвшүүлж, эх орон нэгтэн, үеийн Хоук, Ньютон нар амьдралынхаа эцэс хүртэл бие биенийхээ талаар маргаж байсан. бүх нийтийн таталцлын хуулийг нээсэн гэж нэрлэгдэх эрхтэй. Хук хэд хэдэн чухал шинжлэх ухаан, хэмжих хэрэгслийг боловсруулж, биечлэн бүтээжээ. Тэр тусмаа микроскопын нүдний дуранд хоёр нимгэн утаснуудын хөндлөн зураасыг байрлуулахыг санал болгож, усны хөлдөх цэгийг температурын хэмжүүрээр тэглэхийг санал болгосон анхны хүн бөгөөд бүх нийтийн холбоосыг зохион бүтээжээ ( кардан хамтарсан).

Нэг талын хурцадмал байдлын (шахалтын) хэв гажилтын Хукийн хуулийн математик илэрхийлэл нь:

уян хатан хүч хаана байна; - биеийн урт (деформаци) өөрчлөгдөх; - биеийн хэмжээ, материалаас хамааран пропорциональ байдлын коэффициентийг хөшүүн чанар гэж нэрлэдэг. SI хөшүүн байдлын нэгж нь метр тутамд Ньютон (Н/м) юм. Нэг талын хурцадмал байдал, шахалтын үед уян харимхай хүч нь гаднах хүчний үйлчилдэг шулуун шугамын дагуу чиглэж, биеийг деформацид хүргэдэг бөгөөд энэ хүчний чиглэлийн эсрэг ба биеийн гадаргууд перпендикуляр байдаг. Уян хатан хүч нь тэнцвэрийн байрлал руу үргэлж чиглэгддэг. Тулгуур буюу суспензийн хажуу талаас биед үйлчлэх уян харимхай хүчийг тулгуурын урвалын хүч эсвэл суспензийн суналтын хүч гэнэ.

-д. Энэ тохиолдолд . Иймээс Янгийн модуль нь биеийн уртыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх үед үүсэх ёстой ердийн стресстэй тоон хувьд тэнцүү байна (хэрэв ийм их хэв гажилтын хувьд Хукийн хууль биелэгдсэн бол). (2.3)-аас SI нэгжид Янгийн модулийг паскальаар () хэмждэг болохыг харж болно. Янз бүрийн материалын хувьд Янгийн модуль нь маш их ялгаатай байдаг. Жишээлбэл, гангийн хувьд, резинийн хувьд ойролцоогоор таван тушаалаар бага байна.

Мэдээж Хукийн хууль, тэр ч байтугай Юнгийн сайжруулсан хэлбэрээр ч гэсэн гадны хүчний нөлөөн дор хатуу биетэд тохиолддог бүх зүйлийг дүрсэлдэггүй. Резинэн туузыг төсөөлөөд үз дээ. Хэрэв та үүнийг хэт их сунгахгүй бол резинэн туузны хажуу талаас уян харимхайг сэргээх хүч гарч ирэх бөгөөд та үүнийг суллангуут ​​тэр даруй цугларч, авах болно. өмнөх хэлбэр. Хэрэв та резинэн туузыг цааш сунгавал эрт орой хэзээ нэгэн цагт уян хатан чанараа алдаж, сунгалтын эсэргүүцлийн хүч буурч байгааг мэдрэх болно. Тиймээс та материалын уян хатан хязгаарыг давсан байна. Хэрэв та резинээ цааш татах юм бол хэсэг хугацааны дараа тэр бүхэлдээ эвдэрч, эсэргүүцэл нь бүрмөсөн алга болно. Хагарлын цэг гэгчийг давсан гэсэн үг. Өөрөөр хэлбэл, Hooke-ийн хууль нь зөвхөн харьцангуй бага шахалт эсвэл хурцадмал байдалд хүчинтэй байна.

Бүх лавлах системийг инерциал ба инерциал бус гэж хуваадаг. Ньютоны механикийн үндэс нь инерциал тооллын систем юм. Энэ нь жигд шулуун хөдөлгөөн, амрах байдлыг тодорхойлдог. Инерцийн бус лавлагааны систем нь өөр траекторийн дагуух хурдасгасан хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг. Энэ хөдөлгөөнийг инерцийн лавлагааны системтэй холбон тодорхойлно. Инерцийн бус лавлагааны систем нь инерцийн хүч, төвөөс зугтах хүч, Кориолис хүч зэрэг нөлөөлөлтэй холбоотой байдаг.

Эдгээр бүх үйл явц нь бие махбодийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд биш харин хөдөлгөөний үр дүнд үүсдэг. Ньютоны хуулиуд ихэвчлэн инерциал бус тоон системд ажилладаггүй. Ийм тохиолдолд механикийн сонгодог хуулиудад нэмэлт, өөрчлөлт оруулдаг. Техникийн бүтээгдэхүүн, механизм, түүний дотор эргэлттэй механизмыг боловсруулахдаа инерцийн бус хөдөлгөөнөөс үүсэх хүчийг харгалзан үздэг. Амьдралд бид тэдэнтэй лифтэнд сууж, тойруулан унаж, цаг агаар, голын урсгалыг харж байхдаа тааралддаг. Сансрын хөлгүүдийн хөдөлгөөнийг тооцоолохдоо тэдгээрийг мөн харгалзан үздэг.

Инерциал ба инерциал бус сануулах систем

Биеийн хөдөлгөөнийг дүрслэхэд инерцийн сануулгууд үргэлж тохирдоггүй. Физикийн хувьд инерцийн болон инерцийн бус лавлагааны систем гэсэн 2 төрлийн лавлагаа систем байдаг. Ньютоны механикийн үзэж байгаагаар бие махбодид гадны нөлөөлөл үзүүлэхээс бусад тохиолдолд ямар ч бие амарч эсвэл жигд, шулуун хөдөлгөөнтэй байж болно. Ийм жигд хөдөлгөөнийг инерцийн хөдөлгөөн гэж нэрлэдэг.

Инерцийн хөдөлгөөн (инерцийн лавлагааны систем) нь Ньютоны механик болон Галилейгийн бүтээлүүдийн үндэс суурь юм. Хэрэв бид оддыг тогтмол биет гэж үзвэл (энэ нь үнэн хэрэгтээ огт үнэн биш юм) тэдэнтэй харьцангуй жигд, шулуунаар хөдөлж буй аливаа биетүүд инерцийн лавлагааны хүрээ үүсгэх болно.

Инерцийн лавлагааны системээс ялгаатай нь инерциал бус хүрээ нь тодорхой хурдатгалтай заасантай харьцуулахад хөдөлдөг. Үүний зэрэгцээ Ньютоны хуулиудыг ашиглах нь нэмэлт хувьсагчдыг шаарддаг, эс тэгвээс тэдгээр нь системийг хангалтгүй дүрслэх болно. Аль лавлах системийг инерциал бус гэж нэрлэдэг вэ гэсэн асуултад хариулахын тулд инерцийн бус хөдөлгөөний жишээг авч үзэх нь зүйтэй. Ийм хөдөлгөөн нь манай болон бусад гаригуудын эргэлт юм.

Инерциал бус жишиг систем дэх хөдөлгөөн

Хэрэв хэд хэдэн хүч оролцвол хөдөлгөөн ямар нарийн төвөгтэй болохыг харуулсан анхны хүн бол Коперник юм. Түүний өмнө дэлхий Ньютоны хуулиудын дагуу өөрөө хөдөлдөг тул түүний хөдөлгөөн инерциал байдаг гэж үздэг байв. Гэсэн хэдий ч Коперник дэлхий нарыг тойрон эргэдэг, өөрөөр хэлбэл од байж болох нөхцөлт үл хөдлөх объекттой холбоотойгоор хурдасгасан хөдөлгөөн хийдэг гэдгийг нотолсон.

Тиймээс өөр өөр лавлах системүүд байдаг. Инерцийн хүрээтэй холбоотой тодорхойлогддог хурдатгалтай хөдөлгөөнийг л инерциал бус гэж нэрлэдэг.

Лавлах хүрээ болгон Дэлхий

Хөдөлгөөний нарийн чиглэлтэй биетүүдийн жишээг бараг хаа сайгүй олж болох инерцийн бус лавлагааны систем нь ердийн зүйл юм. Дэлхий нарны эргэн тойронд эргэдэг бөгөөд энэ нь инерцийн бус жишиг хүрээний хурдатгалын хөдөлгөөний шинж чанарыг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч өдөр тутмын практикт бидний дэлхий дээр тулгардаг бүх зүйл Ньютоны үзэл баримтлалтай бүрэн нийцдэг. Хамгийн гол нь дэлхийтэй холбогдсон жишиг системүүдийн инерцийн бус хөдөлгөөний залруулга нь маш ач холбогдолгүй бөгөөд бидний хувьд тийм ч чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Үүнтэй ижил шалтгаанаар Ньютоны тэгшитгэлүүд ерөнхийдөө хүчинтэй болж хувирав.

Фуко дүүжин

Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд нэмэлт, өөрчлөлт оруулах шаардлагатай байдаг. Жишээлбэл, Санкт-Петербургийн сүм дэх дэлхийд алдартай Фуко дүүжин нь шугаман хэлбэлзэлтэй төдийгүй аажмаар эргэдэг. Энэхүү эргэлт нь дэлхийн сансар огторгуй дахь инерцийн бус хөдөлгөөнтэй холбоотой юм.

Энэ нь анх удаа 1851 онд Францын эрдэмтэн Л.Фукогийн туршилтын дараа мэдэгдэж байсан. Туршилтыг өөрөө Санкт-Петербургт биш, Парист, асар том танхимд хийсэн. Савлууртай бөмбөгний жин 30 кг орчим, холбосон утасны урт нь 67 метр байв.

Хөдөлгөөнийг тайлбарлахад зөвхөн Ньютоны инерциал тооллын томьёо хангалтгүй тохиолдолд тэдгээрт инерцийн хүч гэж нэрлэгддэг хүчийг нэмнэ.

Инерциал бус сануулгын системийн шинж чанарууд

Инерцийн бус тооллын систем нь инерциалтай харьцуулахад янз бүрийн хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг. Энэ нь урагшлах хөдөлгөөн, эргэлт, нарийн төвөгтэй хосолсон хөдөлгөөн байж болно. Уран зохиолд мөн хурдацтай хөдөлж буй лифт гэх мэт инерциал бус жишиг системийн энгийн жишээг өгдөг. Энэ нь хурдассан хөдөлгөөний улмаас бид шалан дээр дарагдсан мэт мэдрэмж төрдөг, эсвэл эсрэгээр жингүйдэлтэй ойрхон мэдрэмж төрдөг. Ньютоны механикийн хуулиуд ийм үзэгдлийг тайлбарлаж чадахгүй. Хэрэв та алдартай физикчийг дагаж мөрдвөл лифтэнд байгаа хүнд ямар ч үед ижил таталцлын хүч үйлчлэх бөгөөд энэ нь мэдрэмжүүд ижил байх ёстой гэсэн үг боловч бодит байдал дээр бүх зүйл өөр байдаг. Тиймээс Ньютоны хуулиудад нэмэлт хүчийг нэмэх шаардлагатай бөгөөд үүнийг инерцийн хүч гэж нэрлэдэг.

инерцийн хүч

Инерцийн хүч нь орон зай дахь биетүүдийн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой хүчнээс шинж чанараараа ялгаатай боловч бодит үйлчлэгч хүч юм. Техникийн бүтэц, төхөөрөмжийг боловсруулахад үүнийг анхаарч үздэг бөгөөд тэдний ажилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Инерцийн хүчийг хэмждэг янз бүрийн арга замууджишээлбэл, пүршний динамометр ашиглан. Инерцийн хүчийг гадны хүчин зүйл гэж үздэг тул инерцийн бус лавлагааны системүүд хаалттай байдаггүй. Инерцийн хүч нь объектив физик хүчин зүйл бөгөөд ажиглагчийн хүсэл, бодлоос хамаардаггүй.

Физикийн сурах бичгүүдээс жишээ авч болох инерцийн болон инерцийн бус лавлагааны системүүд нь инерцийн хүч, төвөөс зугтах хүч, Кориолис хүч, нэг биеэс нөгөө бие рүү импульс шилжих болон бусад үйлдэл юм.

Лифт дэх хөдөлгөөн

Инерцийн бус лавлагааны систем, инерцийн хүч нь хурдасгасан өгсөх эсвэл уруудах үед өөрсдийгөө сайн харуулдаг. Хэрэв цахилгаан шат нь хурдатгалаар дээшээ хөдөлдөг бол үүссэн инерцийн хүч нь хүнийг шалан дээр дарах хандлагатай байдаг бөгөөд тоормослох үед бие нь эсрэгээрээ илүү хөнгөн мэт санагдаж эхэлдэг. Илэрхийллийн хувьд энэ тохиолдолд инерцийн хүч нь таталцлын хүчтэй төстэй боловч огт өөр шинж чанартай байдаг. Таталцал нь биетүүдийн харилцан үйлчлэлтэй холбоотой таталцлын хүч юм.

төвөөс зугтах хүч

Инерциал бус систем дэх хүч нь мөн төвөөс зугтах шинж чанартай байж болно. Инерцийн хүчтэй ижил шалтгаанаар ийм хүчийг нэвтрүүлэх шаардлагатай. Төвөөс зугтах хүчний үйл ажиллагааны тод жишээ бол тойруулгыг эргүүлэх явдал юм. Сандал нь хүнийг "орбитод" байлгах хандлагатай байдаг бол инерцийн хүч нь биеийг сандлын гадна талын нуруунд дарахад хүргэдэг. Энэхүү сөргөлдөөн нь төвөөс зугтах хүч гэх мэт үзэгдлийн дүр төрхөөр илэрхийлэгддэг.

Кориолис хүч

Энэ хүчний үйлдлийг дэлхийн эргэлтийн жишээн дээр сайн мэддэг. Энэ нь тийм биш тул зөвхөн нөхцөлт хүч гэж нэрлэж болно. Түүний үйл ажиллагааны мөн чанар нь эргэлтийн үед (жишээлбэл, Дэлхий) бөмбөрцөг биетийн цэг бүр тойрог хэлбэрээр хөдөлдөг бол дэлхийгээс тусгаарлагдсан объектууд шулуун шугамаар хөдөлдөг (жишээлбэл, чөлөөтэй нисдэг бие гэх мэт). сансарт). Өргөргийн шугам нь цэгүүдийн эргэлтийн зам учраас дэлхийн гадаргуу, ба цагираг хэлбэртэй, дараа нь ямар ч бие нь түүнээс салж, эхлээд энэ шугамын дагуу хөдөлж, шугаман хөдөлж, доод өргөргийн чиглэлд түүнээс улам бүр хазайж эхэлдэг.

Өөр нэг хувилбар бол биеийг меридианаль чиглэлд хөөргөх боловч дэлхий эргэлддэг тул дэлхийг ажиглагчийн үүднээс авч үзвэл биеийн хөдөлгөөн хатуу меридианаль байхаа болино.

Кориолис хүч үйлчилдэг том нөлөөатмосферийн үйл явцын хөгжлийн талаар. Түүний нөлөөн дор ус нь меридиал чиглэлд урсдаг голуудын зүүн эрэгт илүү хүчтэй хүрч, аажмаар элэгдэж, улмаар хад чулуу үүсэхэд хүргэдэг. Баруун хэсэгт харин эсрэгээрээ хур тунадас унадаг тул илүү зөөлөн бөгөөд үерийн үед ихэвчлэн усаар үерлэдэг. Энэ нь голын нэг тал нөгөөгөөсөө өндөр байх цорын ганц шалтгаан биш боловч олон тохиолдолд давамгайлж байгаа нь үнэн.

Кориолис хүч нь бас туршилтын баталгаатай. Үүнийг Германы физикч Ф.Рейх ​​олж авсан. Туршилтаар бие 158 м өндрөөс унасан байна.Нийтдээ 106 удаа ийм туршилт хийсэн байна. Уналтын үеэр биетүүд шулуун шугамаас (дэлхийн ажиглагчийн үүднээс) ойролцоогоор 30 мм-ээр хазайсан.

Инерциал тооллын систем ба харьцангуйн онол

Эйнштейний харьцангуйн тусгай онолыг инерциал тооллын системтэй холбож бий болгосон. Энэ онолын дагуу харьцангуй гэж нэрлэгддэг эффектүүд нь "хөдөлгөөнгүй" ажиглагчтай харьцуулахад биеийн маш өндөр хурдтай үед үүсэх ёстой. Харьцангуйн тусгай онолын бүх томьёог мөн инерцийн тооллын системд хамаарах жигд хөдөлгөөнд зориулж бичсэн болно. Энэ онолын эхний постулат нь аливаа инерцийн лавлагааны системүүдийн эквивалентыг баталж, өөрөөр хэлбэл тусгай, ялгагдах систем байхгүй гэж үздэг.

Гэсэн хэдий ч энэ нь ихэр парадокс гэх мэт үзэгдлүүдийг бий болгоход хүргэсэн харьцангуй нөлөөллийг (түүнчлэн тэдгээрийн оршихуйн баримт) турших боломжийг эргэлзээтэй болгож байна. Пуужин ба Дэлхийтэй холбоотой лавлагаа системүүд нь үндсэндээ тэнцүү байдаг тул "Дэлхий-пуужин" хос дахь цаг хугацааны тэлэлтийн нөлөө нь зөвхөн ажиглагч хаана байрлаж байгаагаас хамаарна. Тэгэхээр пуужин дээрх ажиглагчийн хувьд дэлхий дээрх цаг удаан, харин манай гаригийн хүний ​​хувьд эсрэгээрээ пуужин дээр удаан явах ёстой. Үүний үр дүнд дэлхий дээр үлдсэн ихэр нь ирж буй ахыгаа залуу харах болно, харин пуужинд ирсэн хүн дэлхий дээр үлдсэн хүнээс залуу харагдах болно. Энэ нь бие махбодийн хувьд боломжгүй гэдэг нь ойлгомжтой.

Энэ нь харьцангуй нөлөөллийг ажиглахын тулд зарим нэг тусгай, ялгаатай лавлах хүрээ хэрэгтэй гэсэн үг юм. Жишээлбэл, хэрэв мюон нь дэлхийтэй харьцуулахад гэрлийн хурдтай хөдөлдөг бол тэдгээрийн амьдрах хугацаа харьцангуй нэмэгддэг гэж бид үздэг. Энэ нь Дэлхий (түүнээс гадна, өөр хувилбаргүйгээр) SRT-ийн эхний постулаттай зөрчилдөж буй тэргүүлэх чиглэлийн шинж чанартай байх ёстой гэсэн үг юм. Дэлхий бол ертөнцийн анхдагч дүр төрхтэй нийцэж, физиктэй зөрчилддөг ертөнцийн төв байх тохиолдолд л тэргүүлэх ач холбогдол өгөх боломжтой.

Ихэр парадоксыг тайлбарлах амжилтгүй арга болох инерциал бус лавлагааны систем

"Газар дээрх" лавлагааны системийн тэргүүлэх ач холбогдлыг тайлбарлах оролдлого нь шүүмжлэлийг тэсвэрлэдэггүй. Зарим эрдэмтэд энэ тэргүүлэх чиглэлийг аль нэгнийх нь инерциал, нөгөөгийн инерциал бус байдлын хүчин зүйлтэй яг холбодог. Үүний зэрэгцээ, физикийн шинжлэх ухаанд үүнийг инерциал бус гэж албан ёсоор хүлээн зөвшөөрдөг боловч дэлхий дээрх ажиглагчтай холбоотой лавлах хүрээ нь инерциал гэж тооцогддог (Детлаф, Яворский, физикийн курс, 2000). Энэ бол анхных нь. Хоёр дахь нь аливаа лавлагааны системийн тэгш байдлын ижил зарчим юм. Тиймээс, хэрэв сансрын хөлөг дэлхийг хурдатгалтайгаар орхих юм бол хөлөг дээрх ажиглагчийн үүднээс харахад энэ нь хөдөлгөөнгүй бөгөөд Дэлхий эсрэгээрээ түүнээс дээш хурдтайгаар нисдэг.

Дэлхий өөрөө тусгай лавлах хүрээ эсвэл ажиглагдсан нөлөө нь өөр (харьцангуй бус) тайлбартай болох нь харагдаж байна. Энэ үйл явц нь туршилт хийх, тайлбарлах онцлог, эсвэл ажиглагдсан үзэгдлийн бусад физик механизмтай холбоотой байж болно.

Дүгнэлт

Ийнхүү инерциал бус тооллын системүүд нь Ньютоны механикийн хуулиудад байр сууриа олж чадаагүй хүчнүүд гарч ирэхэд хүргэдэг. Инерцийн бус системийг тооцоолохдоо техникийн бүтээгдэхүүнийг боловсруулахдаа эдгээр хүчийг харгалзан үзэх шаардлагатай.

инерцийн лавлах систем

Инерцийн лавлагааны систем(ISO) - Ньютоны анхны хууль (инерцийн хууль) хүчинтэй байдаг жишиг хүрээ: бүх чөлөөт биеүүд (өөрөөр хэлбэл гадны хүчний нөлөөнд автаагүй эсвэл эдгээр хүчний үйлчлэл нөхөн олговортой) шулуун, жигд хөдөлдөг эсвэл амрах. Онолын механикт ашиглахад тохиромжтой дараах томъёолол нь ижил төстэй юм.

Инерциал тооллын системийн шинж чанарууд

IFR-тэй харьцуулахад жигд, шулуун шугамаар хөдөлж буй аливаа лавлах хүрээ нь мөн IFR юм. Харьцангуйн зарчмын дагуу бүх IFR нь тэнцүү бөгөөд нэг IFR-ээс нөгөөд шилжихэд физикийн бүх хуулиуд өөрчлөгддөггүй. Энэ нь тэдгээрийн доторх физикийн хуулиудын илрэл нь ижил харагддаг бөгөөд эдгээр хуулиудын бүртгэл нь өөр өөр ISO-д ижил хэлбэртэй байна гэсэн үг юм.

Изотроп орон зайд дор хаяж нэг IFR байдаг гэсэн таамаглал нь бүх боломжит тогтмол хурдтайгаар бие биентэйгээ харьцангуй хөдөлж буй ийм системүүдийн хязгааргүй багц байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүргэдэг. Хэрэв IFR байгаа бол орон зай нь нэгэн төрлийн, изотроп, цаг хугацаа нь нэгэн төрлийн байх болно; Ноетерийн теоремын дагуу орон зайн шилжилтийн нэгэн төрлийн байдал нь импульс хадгалагдах хуулийг, изотропи нь өнцгийн импульс, цаг хугацааны нэгэн төрлийн байдал нь хөдөлж буй биеийн энергийг хадгалахад хүргэдэг.

Хэрэв бодит биетүүдийн гүйцэтгэсэн IFR-ийн харьцангуй хөдөлгөөний хурд нь ямар ч утгыг авах боломжтой бол өөр өөр IFR дахь аливаа "үйл явдлын" координат ба цаг хугацааны хоорондын холболтыг Галилейн хувиргалтаар гүйцэтгэдэг.

Бодит лавлах системтэй холболт

Үнэмлэхүй инерцийн системүүд нь байгальд байдаггүй математик хийсвэрлэл юм. Гэсэн хэдий ч бие биенээсээ хангалттай хол зайд байгаа биетүүдийн харьцангуй хурдатгал (Доплер эффектээр хэмжигддэг) 10 −10 м/с²-ээс хэтрэхгүй лавлах системүүд байдаг, жишээлбэл, Олон улсын селестиел солбицлын систем нь Барицентрик динамик цагтай хослуулан өгдөг. харьцангуй нь 1.5 10 −10 м/с²-ээс хэтэрсэн систем (1σ түвшинд). Пульсараас импульс ирэх цаг, удалгүй астрометрийн хэмжилтийг шинжлэх туршилтын нарийвчлал нь хурдатгалыг ойрын ирээдүйд хэмжих ёстой. нарны системм/с²-р тооцоолсон Галактикийн таталцлын талбарт шилжих үед.

Янз бүрийн нарийвчлалтай, ашиглалтын талбайгаас хамааран инерцийн системийг ододтой харьцуулахад дэлхий, нартай холбоотой лавлах систем гэж үзэж болно.

Геоцентрик инерцийн координатын систем

Ойролцоо шинж чанартай хэдий ч дэлхийг ISO болгон ашиглах нь навигацид өргөн тархсан. ISO-ийн нэг хэсэг болох инерцийн координатын системийг дараах алгоритмын дагуу бүтээдэг. Дэлхийн төвийг хүлээн зөвшөөрөгдсөн загварын дагуу координатын гарал үүсэл O цэг болгон сонгосон. Тэнхлэг z - дэлхийн эргэлтийн тэнхлэгтэй давхцдаг. x ба y тэнхлэгүүд нь экваторын хавтгайд байна. Ийм систем нь дэлхийн эргэлтэнд оролцдоггүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Тэмдэглэл

бас үзнэ үү

Викимедиа сан. 2010 он.

Бусад толь бичгүүдээс "Инерцийн лавлагааны систем" гэж юу болохыг харна уу.

Инерцийн хууль хүчинтэй байдаг жишиг систем: матер. үүн дээр ямар ч хүч үйлчлэхгүй (эсвэл харилцан тэнцвэржүүлсэн хүчнүүд үйлчилдэг) цэг нь тайван буюу жигд шулуун хөдөлгөөн юм. Аливаа лавлагааны систем, ...... Физик нэвтэрхий толь бичиг

ИНЕРЦИЙН РЕФЕРЕНС, лавлагааны хүрээг үзнэ үү... Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

инерцийн лавлах систем- ИНЕРЦИЙН САНАЛ БОДОЛ, Лавлах хүрээг үзнэ үү. … Зурагт нэвтэрхий толь бичиг

инерцийн лавлах систем- inercinė atskaitos sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Галилейн лавлагааны хүрээ; инерцийн лавлагааны систем vok. inertiales Bezugssystem, n; Инерцийн систем, n; Tragheitssystem, n rus. инерциал тооллын систем, f pranc.… … Физикос терминų žodynas

Инерцийн хууль хүчинтэй байдаг жишиг систем: түүн дээр ямар ч хүч үйлчлэхгүй (эсвэл харилцан тэнцвэржүүлсэн хүч үйлчилдэг) материаллаг цэг нь тайван буюу жигд шулуун хөдөлгөөн юм. Бүр…… Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг

Инерцийн хууль хүчинтэй байдаг жишиг систем, өөрөөр хэлбэл бусад биеийн нөлөөллөөс ангид бие нь хурдаа өөрчлөгдөөгүй (үнэмлэхүй утга ба чиглэлд) хадгалдаг. I. s. тухай. диваажингийн ийм (мөн зөвхөн ийм) лавлах систем мөн үү ... ... Том нэвтэрхий толь бичиг политехникийн толь бичиг

Инерцийн хууль хүчинтэй байдаг жишиг хүрээ: ямар ч хүч үйлчилдэггүй материаллаг цэг тайван буюу жигд шулуун хөдөлгөөнтэй. IS-тэй харьцуулахад хөдөлж буй аливаа жишиг хүрээ. тухай. аажмаар ... Байгалийн шинжлэх ухаан. нэвтэрхий толь бичиг

инерцийн лавлах систем- Тусгаарлагдсан материалын цэг амарч байгаа эсвэл шулуун шугамаар жигд хөдөлдөг жишиг систем ... Политехникийн нэр томъёоны тайлбар толь бичиг

Инерцийн хууль хүчинтэй байдаг жишиг систем: ямар ч хүч үйлчилдэггүй материаллаг цэг тайван буюу жигд шулуун хөдөлгөөн. Инерциалтай харьцуулахад хөдөлж буй дурын лавлах хүрээ ... ... нэвтэрхий толь бичиг

Лавлагааны системийн инерциал- инерцийн хууль хүчинтэй байх жишиг хүрээ: түүн дээр ямар ч хүч үйлчлэхгүй (эсвэл харилцан тэнцвэржүүлсэн хүч үйлчилдэг) материаллаг цэг нь тайван буюу жигд шулуун хөдөлгөөнтэй байна. Систем бүр... Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал. Үндсэн нэр томъёоны тайлбар толь

Ньютоны анхны хууль (инерцийн хууль)

гэж нэрлэгддэг лавлах системүүд байдаг инерциал(цаашид $-$ ISO), хэрэв бусад биетүүд үүн дээр ажиллахгүй эсвэл эдгээр биетүүдийн үйлдлийг нөхөн төлж байвал аливаа бие амарч байгаа эсвэл жигд, шулуун хөдөлдөг. Ийм системд бусад биетүүдийн үйл ажиллагаа түүнийг энэ төлөвийг өөрчлөхөд хүргэх хүртэл бие нь анхны тайван байдал эсвэл жигд шулуун хөдөлгөөнийг хадгалах болно.

ISO $-$ нь жишиг хүрээний тусгай анги бөгөөд биеийн хурдатгал нь зөвхөн биетүүдэд үйлчилж буй бодит хүчээр тодорхойлогддог болохоос жишиг хүрээний шинж чанараар бус тодорхойлогддог. Үүний үр дүнд, биед ямар ч хүч үйлчлэхгүй эсвэл тэдгээрийн үйлдлийг нөхөхгүй бол $\vec(R_())=\vec(F_1)+\vec(F_2)+\vec(F_3)+…=\vec(0_() )) $, тэгвэл бие нь хурдаа $\vec(V_())=\vec(const)$ өөрчлөхгүй бөгөөд жигд шулуунаар хөдөлдөг эсвэл тайван байдалд байна $\vec(V_())=\vec(0_() ))$.

Хязгааргүй олон тооны инерцийн системүүд байдаг. Шулуун замын дагуу тогтмол хурдтай хөдөлж буй галт тэрэгтэй холбоотой жишиг хүрээ нь дэлхийтэй холбоотой хүрээтэй адил инерцийн хүрээ (ойролцоогоор) юм. Бүх IFR нь бие биенээсээ жигд, шулуун шугамаар хөдөлдөг системийн ангиллыг бүрдүүлдэг. Янз бүрийн ISO-д байгаа аливаа биеийн хурдатгал ижил байна.

Өгөгдсөн лавлагааны хүрээ инерциал гэдгийг хэрхэн тогтоох вэ? Үүнийг зөвхөн туршлагаар л хийх боломжтой. Ажиглалтууд үүнийг маш их харуулж байна өндөр зэрэгтэйНарийвчлалын хувьд бид гелиоцентрик жишиг хүрээг инерцийн лавлагааны систем гэж үзэж болох бөгөөд үүсэл нь Нартай холбоотой бөгөөд тэнхлэгүүд нь тодорхой "тогтмол" одод руу чиглэгддэг. Дэлхий нарны тойрог замд хөдөлж, нэгэн зэрэг өөрийн тэнхлэгийг тойрон эргэдэг тул дэлхийн гадаргуутай хатуу холбогдсон лавлагааны хүрээ нь инерциал биш юм. Гэсэн хэдий ч дэлхийн (өөрөөр хэлбэл дэлхий даяар) масштабгүй хөдөлгөөнийг дүрслэхдээ Дэлхийтэй холбоотой лавлагааны системийг хангалттай нарийвчлалтайгаар инерциал гэж үзэж болно.

Лавлагааны систем нь дурын инерциал санхүүтэй харьцуулахад жигд ба шулуун шугамаар хөдөлж байвал инерциал байна.

Галилео энэ систем тайван, эсвэл жигд, шулуун хөдөлж байгаа эсэхийг инерциал тооллын системд хийсэн аливаа механик туршилтаар тодорхойлох боломжгүй гэдгийг тогтоосон. Энэ мэдэгдлийг гэж нэрлэдэг Галилейгийн харьцангуйн зарчим буюу харьцангуйн механик зарчим.

Энэ зарчмыг хожим А.Эйнштэйн боловсруулсан бөгөөд харьцангуйн тусгай онолын нэг постулат юм. Эйнштейний харьцангуйн зарчмын дагуу физикийн аливаа хуулийн математик илэрхийлэл нь IFR бүрт ижил хэлбэртэй байдаг тул IFR нь физикт маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Инерциал бус лавлагааны систем$-$ лавлагаа систем, энэ нь инерциал биш юм. Эдгээр системүүдэд инерцийн хуульд тодорхойлсон шинж чанар ажиллахгүй. Үнэн хэрэгтээ хурдатгалтай инерциалтай харьцуулахад хөдөлж буй дурын сан инерциал биш байх болно.