12,Ньютонның классикалық механикасын қалай түсінесіз? Механиканың саласы «динамика» нені қарастырады?
Классикалық механика — Ньютон заңдары мен Галилейдің салыстырмалық принципіне негізделген механиканың бөлімі. Осы себептен, классикалық механиканы кейде Ньютон механикасы деп атайды. Физикада классикалық механика кванттық механика екеуі физиканың екі ірі қосалқысы деп айтса да болады.
Классикалық механика келесі бөлімшелерге бөлінеді:
· Статика ( механиканың күш әсеріндегі материялық денелердің тепе-теңдік шарттарын зерттейтін саласы; механикалық жүйелердің тепе-теңдік күйін күш әсерімен зерттейтін механика бөлімі);
· Кинематика (механиканың, дене қозғалысының геометриялық қасиеттерін, олардың массасы мен әсер етуші күштерді ескермей зерттейтін бөлімі);
· Динамика ( механиканың түсірілген күш әсерінен материалдық денелердің қозғалысын зерттейтін бөлімі).
. Классикалық механиканың негізгі заңдылықтары:
· Ньютон заңдары
· Лагранжев формализмі
· Гамильтонов формализмі
· Гамильтон-Якоби формуласы
Классикалық механика ғарыштағы ғаламшарлардың, жұлдыздар мен галактикалардың, т.б. астрономиялық нысандарының, сондай-ақ снарядтардың, машиналар бөлшектерінің қозғалысын сипаттайды.
Механикалық қозғалыстың табиғатта да, тахникада да өте жиі кездесетінін ескерсек, қазіргі жаратылыстану мен техника үшін теориялық механиканың мәні қандай зор екені өзінен өзі түсінкті болады. Бұдан теориялық механиканы қазіргі техниканың ғылыми негізі деп айта аламыз.Теориялық механика өмір (өндіріс, теханика) талабынан келіп шыққан, онымен бірге дамыған ғылым болып табылады.Техникалық практика теориялық механиканың алдына әр дәуірде түрліше талаптар қойып, оларға орынды жауап алып отырған. Механикада одан әрі шыңдала түсті. Жердің қазіргі жасанды серіктері мен ғарыштық кемелер дәуірінде де механиканың қосқан үлесі қырауар. Галилей мен Ньютон негізін салған классикалық механика біздің өмірімізде кең түрде қолданылады.
Заттар қозғалысының ең қарапайым түрі – механикалық қозғалыс.Механикалық қозғалысдеп уақыт өзгерісіне байланысты механикалық денелердің кеңістікте орын ауыстыруын айтады. Классикалық механиканың зандарын толық түсіну үшін мынандай шамалар енгізіледі: масса, күш, инерциалық санақ жүйесі,Ньютон заңдары, Галилейдің салыстырмалылық принципі. Классикалық механика – механикалық денелердің баяу қозғалысын сипаттайды. Классикалық механика мынандай үш бөлімнен тұрады: кинематика, динамика, статика.
Физикалық вакуумның классикалық механикаға енгізілуі қашықтан әсер ету күштерін жоққа шығарады, инерция күшінің мәселесін, сонымен қатар Кулон заңының сингулярлығын,Ньютонның дүниежүзілік тартылыс күшінің проблемаларын шешеді.
Классикалық механиканың қағидасы бойынша барлық санақ жүйелерінде уақыт ағымы бір-біріне тең болады. Сондықтан да , яғни (2)
(3)(2) және (3) теңдеулері классикалық механикадағы жылдамдықтарды қосу әдісін береді.
Арнайы салыстырмалы теорияның негізін қалаушы –А. Эйнштейн. Бұл теорияның негізіне, Ньютонның классикалық механикасындағы сияқты, кеңістік пен уақыттың біртектілігі алынған. Сондықтан арнайы салыстырмалық теория кеңістік пен уақыттың физикалық теориясы ретінде қаралды. Арнайы салыстырмалы теорияның қағидалары ретінде 1905 жылы А. Эйнштейн тұжырымдаған екі постулат алынады: Салыстырмалы принцип.Табиғаттағы кез-келген физикалық құбылыс барлық инерция-лық жүйеде бірдей өтеді.
Жылдамдықтың инварианттық принципі. Бос кеңістіктегі (ваккумдегі) жарық жыл-дамдығы жарық көзі мен жарық қабылдағыштың қозғалысына тәуелсіз тұрақты шама.
Термодинамиканың бірінші бастамасы — термодинамикалық жүйелер үшін энергия-ның сақталу заңы; бұл заң бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясын өзгер-туге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына жұмсалады.
Термодинамиканың екінші бастамасы) — статистикалық нысандардың (мысалы, атом-беидардың, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималды-ғы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы.
Термодинамиканың үшінші бастамасы — абсолюттік нөлге жуық температура маңында, реакцияның жылу эффектісі мен максимал жұмыстысипаттайтын қисық сызық-тар өзара бірігіп кетеді, ал олардың ортақ жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялық реакцияларға тән эксперименттік нәтижелерді қорытындылаудан туа-тын постулат.
Динамика[1] (гр. dуnamіs – күш) – механиканың түсірілген күш әсерінен материалдық денелердің қозғалысын зерттейтін бөлімі. Динамиканың негізі – механиканыңНьютон заңдары. Классикалық механиканың бөлімі.
Релятивистік динамика[өңдеу]
Релятивистік динамика - механиканың, жылдамдығы вакуумдағы жарық жылдамдығына жақын, дененің қозғалысын оқып- зерттейтін бөлімі.[2]
Кедейшілік динамикасы[өңдеу]
Кедейшілік динамикасы - кедейшілік деңгейінің уақыт мерзімінде өзгеруі.[3]
Қоғамның динамикасы[өңдеу]
Қоғамның динамикасы - үлкен әлеуметтік топтарды қамтитын және қоғамның әлеуметтік құрылымында немесе әлеуметтік жүйесінде бейнеленетін әртүрлі өзгерістер, айналулар, ауысулар, үрдістер және т.б.[3]
Әлеуметтік институттардың динамикасы[өңдеу]
Әлеуметтік институттардың динамикасы -
· а) туу сәтінен жоғалу сәтіне дейінгі институттың өмірлік циклы;
· б) кемелденген институттың қызмет атқаруы, яғни анық және жасырын функциялардың орындалуы, дисфункциялардың пайда болуы және оларды жою;
· в) институттың эволюциясы - тарихи мерзімдегі түрлер мен мазмұндардың өзгеруі, жаңа функциялардың пайда болуы және ескілердің жоғалуы.
· Динамика
·
· Денелердiң өзара әсерлесуiн және осы әсерлесуден пайда болатын қозғалыстарды зерттейтiн механиканың бөлiмiн – динамика деп атайды. Динамиканың негiзiне 1687 жылы Ньютон тұжырымдаған қозғалыс заңдары жатады.
·
· 2.1.Ньютонның 1-шi заңы
· Денеге басқа денелер әсер етпесе немесе олардың әсерлерi өзара теңессе дене тыныштық күйде болады немесе өзiнiң түзу сызықтық бiрқалыпты қозғалысын сақтайды.
· Дененiң қозғалыс жылдамдығының бағыты мен шамасын сақтау құбылысын – инерция деп атайды, ал денелердiң бұл қасиетiн инерттiлiкдейдi.
· Денелердiң инерттiлiгiнiң сандық мөлшерi ретiнде физикалық скаляр шама масса енгiзiлген .
·
· Ньютонның 1-шi заңы орындалатын санақ жүйесiн инерциялық санақ жүйесi деп атайды. (и.с.ж.)
· Мысалы инерциялық санақ жүйесiне - гелиоцентрлiк санақ жүйесi жатады.
· Кез-келген үдеумен қозғалатын санақ жүйесi инерциялық санақ жүйесi болып табылмайды.
·
· 2.2.Күш
· Денелердiң өзара әсерлесуiнiң сандық сипаттамасы ретiнде физикалық векторлық шама - күш енгiзiлген. Өлшем бірлігі ,
· Денелер өзара әсерлескенде келесi құбылыстар байқалады:
· 1. Дене үдеу алады.
· 2. Денелер деформацияланады.
· 3. Жоғарыдағы екi құбылыс бiр мезгiлде жүредi.
· Денеге бiрнеше күштер әсер еткен жағдайда денеге әсер ететiн тең әсерлi күш - жеке күштердiң векторлық қосындысына тең.
· Мысалы, суреттегi F күшi шаңғышыға әсер ететiн ауырлық күшi мен нормаль қысым күштерiнiң векторлық қосындысы- тең әсерлi күшi болып табылады.
· Бойымен күш әсер ететiн түзудi – күштiң әсер ету сызығы деп атайды.
Динамиканың негізгі үш заңын сипаттап бере аласыз ба? Инерция өмірде кездесе ма? |
|
Нүктенің немесе дененің күш әсерінен пайда болған қозғалысын зерттейтін теориялық механиканың бөлімі динамика деп аталады.
Динамиканың заңдары көптеген жылдардағы тәжірибелер негізінде тұжырымдалып аксиомаларға айналған заңдылықтардан тұрады, осы аксиомалар негізінде тұжырымдалған механика классикалық механика деп аталады.
Динамканың заңдарының негізін қалаушы Итальян ғалымы Галелей, ал оны әрі қарай жалғастырушы Ньютон болып табылады. Галелей жылдамдықтың өзгерісі әсер етуші күшке байланысты екендігін дәлелдеді.
Массадеп
дене көлеміндегі заттың мөлшерін
анықтайтын шаманы айтамыз, ол дененің
инерттілігін сипаттайды. Материалық
нүктені массасы бар нүкте деп қарастыруға
болады. Масса m әріпімен
белгіленеді, өлшем бірлігі 
колограмм.
Мұндағы, 
дененің
еркін түсу үдеуі, жер беті үшін 
.
Динамиканың негізгі екі есебі бар:
1. Динамиканың 1-ші есебі. Дененің қозғалысын(кинематикадағы теңдеуін) пайдаланып денеге әсер ететін күшті анықтау.
2. Динамиканың негізгі есебі. Денеге әсер ететін күшті пайдаланып оның қозғалысын(кинематикадағы теңдеуін) анықтау.
Нүкте динамикасының заңдары:
1. Инерция заңы. Егер денеге немесе нүктеге сырттан ешқандай күш әсер етпесе, онда ол нүкте немесе дене тыныштық қалпын немесе бірқалыпты қозғалысын сақтайды.
2. Динамиканың негізгі заңы (Ньютонның екінші заңы). Нүктеге түскен сыртқы күштің шамасы, қозғалыс кезіндегі осы нүктенің массасын, оның үдеуіне көбейтіндісіне тең және күш әсерінен пайда болған үдеу күш бағытымен бағыттас болады.
Мұнда, 
нүктенің
массасы; 
қозғалыстағы
нүктенің үдеуі.
4.
Әсер және қарсы әсер заңы. Егер тек қана
екі дене әсерлессе, олардың әсерлесу
күштері шамасы жағынан тең, бағыттары
қарама-қарсы және бір түзудің бойымен
бағытталады. 
14
Энергия[1] (гр. energeіa – әсер, әрекет) – материя қозғалысының әртүрлі формасының жалпы өлшеуіші.
Материя қозғалысының әртүрлі формалары бір-біріне айналып (түрленіп) отырады. 19 ғасырдың орта шенінде осы қозғалыстың барлық формалары бір-біріне белгілі бір сандық мөлшерде ғана айтылатындығы анықталды; осы жағдай “энергия” ұғымын енгізуге, яғни қозғалыстың әртүрлі физикалық формаларын бірыңғай өлшеуішпен өлшеуге мүмкіндік берді. “ Энергия” ұғымы сақталу заңына бағынады (қ. Энергияның сақталу заңы, Термодинамика). Энергия туралы түсінік мәңгілік қозғалтқыш жасаудың мүмкін еместігін дәлелдеуге байланысты пайда болды. Жұмыстың қоршаған ортадағы немесе жүйедегі белгілі бір өзгерістің (отынның жануы, судың құлауы, т.б.) нәтижесінде ғана орындалатындығы анықталды; дененің бір күйден басқа бір күйге ауысуы кезіндегі белгілі бір жұмысістеу қабілеті оның энергиясы деп аталды.
Қозғалыстың әртүрлі формасына сәйкес энергияның да бірнеше түрі бар (мысалы, механикалық энергия, химиялық энергия, электромагниттік энергия, гравитациялық энергия, ядролық энергия, т.б.) Физиканың даму процесінде энергия ұғымы нақтыланып әрі жалпыланып отырды. Энергия туралы ілімнің дамуындағы маңызды бір кезең үздіксіз ортадағы энергия қозғалысы мен “энергия ағыны” туралы ұғымның енгізілуі болды. Энергия ағыны деп энергия тығыздығы мен берілген ортадағы орын ауыстыру жылдамдығының көбейтіндісіне тең векторды айтады.
Кванттық физиканың дамуы энергия ның квантталатындығы жайлы, яғни кейбір жағдайда жүйенің энергиясы тек дискретті (үздікті) мәндерді ғана қабылдайды деген фактіні дәлелдеуге мүмкіндік берді. Мұндай жағдай мысалы, сәуле шығару энергиясына, микробөлшектердің тербеліс және айналу Энергиясына қатысты айтылады. Салыстырмалық теориясында Энергия (Е) мен масса (m) арасындағы байланыстың (Е=mс2, мұндағы с – вакуумдегі жарық жылдамдығы) ашылуы физика үшін зор маңызды болды. Бұл қатыс әмбебап қатыс болып есептеледі. Сондықтан ол тіпті өте кішкентай микробөлшектің өзінде де әрқашан қозғалыстың белгілі бір түрі болатындығын көрсетеді. Мұндай қозғалыстың өлшеуіші mс2 өрнегі болады. Әсіресе бұл қатыстың ядр. энергетиканың дамуына байланысты іс жүзіндегі маңызы арта түсті. Энергия бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) джоульмен, бірліктердің СГС жүйесінде эргпен өлшенеді. Ал ядролық және атомдық физикада энергияның өлшеу бірлігі ретінде электронвольт алынады.[2]