Yerning tortishish - Giroskop haqida Giroskop

|
Giroskop haqida Giroskop
|
bet | 12/21 | Sana | 12.12.2023 | Hajmi | 131,11 Kb. | | #117429 |
Bog'liq MavzularYerning tortishish maydonida jismlarning harakati Reja:
Butun olam tortishish qonuni. Gravitatsion doimiy
Og’irlik kuchi va vazn, vaznsizlik.
Kosmik tezliklar.
Yer sirti yaqinidagi jismlarning Yer bilan o’zaro tortishish kuchi ta’sirida o’zgarmas erkin tushish tezlanish bilan harakatlanishi birinchi marta Galiley tomonidan aniqlangan edi. XVII asrga qadar Yer faqat o’z sirti yaqinidagi jismlar bilangina o’zaro tortishish xususiyatiga ega deb hisoblanar edi.
Quyosh sistemasidagi sayyoralar harakatini va jismlarning Yerga tushish qonunlarini analiz qilgan Nyuton fazodagi hamma jismlar o’rtasida o’zaro tortishish kuchi mavjud, degan xulosaga keldi. Nyuton aniqlagan bu tortishish kuchi butun olam tortishish kuchi yoki gravitatsion kuchlar deyiladi.
Nyuton o’zaro ta’sir etuvchi jismlar o’rtasidagi tortishish kuchi ikkala jismning massasiga bog’liq ekanligini va bu kuch o’zaro ta’sir etuvchi jismlarning massasi ancha katta bo’lgan holdagina sezilarli bo’lishini ko’rsatishga muyassar bo’ldi.
Nyuton bu kuch jismlar orasidagi masofaga bog’liq bo’lsa kerak, deb taxmin qildi. Тajribadan ma’lumki, Yer yaqinida erkin tushish tezlanishi 9,8 m/s2 teng va u 1,10 va 100 m balandlikdan tushuvchi jismlar uchun bir xil, ya’ni jism bilan Yer o’rtasidagi masofaga bog’liq emas. Bu hol kuch masofaga bog’liq emas degan fikrni tasdiqlagandek bo’ldi.
Nyuton bu masofani Yer sirtidan emas, balki Yer markazidan boshlab hisoblash kerak., deb hisoblaydi. Shuning uchun Yer sirti ustidagi bir necha o’n yoki yuz hatto ming metr masofa erkin tushish tezlanishining qiymatiga sezilarli ta’sir Agar Yer bilan Oy orasidagi tortishish kuchi ular orasidagi masofaga bog’liq bo’lmasa edi, Oyning markazga intilma tezlanishi xuddi Yer sirtiga yaqin joylarda erkin tushayotgan jismning tezlanishidek bo’lar edi. Haqiqatda esa Oyning markazga intilma tezlanishi 0,0027 m/s2. Bu son esa Yer sirti yaqinidagi erkin tushish tezlanishidagi 3 600 marta kichik. Ma’lumki, Yer va Oy markazlari oralig’I 384 000 km. Bu oraliq Yer radiusidan 60 marta katta.
Tortishuvchi jismlar orasidagi masofa 60 marta ortganda tezlanish 602 marta kamayadi. Nyuton jismga butun olam tortishish kuchi beradigan tezlanish va demak, bu kuchning o’zi ham o’zaro ta’sir etuvchi jismlar orasidagi masofa kvadratiga teskari proporsionaldir, degan xulosaga keldi. Massalari m1 va m2 bo’lgan ikki jism bir-biriga formula bilan ifodalanadigan F kuch bilan tortishadi deb yozish mumkin, bu yerda G- hamma jismlar uchun bir xil bo’lgan proporsionallik koeffitsiyenti bo’lib, gravitatsion doimiy deb ataladi. yuqoridagi formula Nyuton kashf etgan butun olam tortishish qonunini ifodalaydi. Jismlar bir-birini o’zlarining massalari ko’paytmasiga to’g’ri proporsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proporsional kuch bilan tortadi. Nyutonning butun olam tortishish qonunini ifodalovchi formulaga G doimiy kiradi. Gravitatsion doimiy son jihatdan har birining massasi 1kg va oralaridagi masofa 1m bo’lgan ikki jism orasidagi tortishish kuchiga teng. birligi 1N*m2 / kg2
G doimiyning son qiymati juda kichik son bo’lgani tufayli biz atrofimizdagi jismlar o’rtasida tortishishni, o’zimiz ham ularga tortilishimizni sezmaymiz.
Gravitatsion doimiyning fizik ma’nosini aniqlash uchun (18.1) dan G ni topib olamiz. Agar r=1m, kg deb olsak G son jihatdan tortishish kuchi F ga teng bo’lib kolishini ko’ramiz.
Gravitatsion doimiy G son jihatdan massalari 1 kg dan, oralaridagi masofa 1 m bo’lgan ikkita moddiy nuqta orasidagi tortishish kuchiga tengdir. Yerdagi jismlar orasida tortishish kuchlarining mavjudligini va gravitatsion doimiyning qiymatini birinchi bo’lib aniqlagan kishi ingliz fizigi Kavendish hisoblanadi.
Yerning atrofida ham tortishish maydoni mavjud va unga kiritilgan har qanday jismga og’irlik kuchi ta’sir etadi. Nyutonning ikkinchi qonuniga muvofiq bu
kuch ta’sirida jism g tezlanish oladi. Demak Yer bilan bog’liq sanoq sistemasiga kiritilgan har qanday m massali jismga og’irlik kuchi ta’sir etadi. g ga erkin tushish tezlanish deyiladi. Uning qiymati g= 9,81 m/s ga teng.
Agar Yerning uz uki atrofida aylanishini e’tiborga olmasak Yerning sirtida og’irlik va tortishish kuchlari teng bo’ladi, ya’ni bu yerda M – Yerning massasi, R – jism va Er markazi orasidagi masofa. Agar jism Yer sirtidan h balandlikda joylashgan bo’lsa bo’ladi. Bu yerda Ro – Yerning radiusi. Demak Yerning sirtidan uzoqlashgan sari og’irlik kuchi kamaya boradi.
Jismning vazni deb Yerga tortilishi natijasida vujudga keladigan va uni erkin tushishdan saklab turgan tayanchga yoki ilgakka ko’rsatadigan bosim kuchiga aytiladi.
Jismning vazni u erkin tushish tezlanishidan farqli tezlanish bilan haraktlangandagina, ya’ni unga og’irlik kuchidan tashqari boshqa kuchlar ham ta’sir etgandagina namoyon bo’ladi. Boshqa hollarda esa u og’irlik kuchiga teng bo’ladi. Jismning vaznsizlik holati deb uning faqatgina og’irlik kuchi ta’siridagi harakat holatiga aytiladi. Yerga bog’langan sanoq sistemasida og’irlik kuchi doimo ta’sir ko’rsatadi, vazn esa jismga og’irlik kuchidan tashqari boshqa kuchlar ham ta’sir etgandagina namoyon bo’ladi. Bu kuchlar ta’sirida jism g ga teng bo’lmagan
tezlanish bilan harakat qiladi.
Yerning tortish maydonida jism tezlanish bilan harakatlanayotgan bo’lsa unga og’irlik kuchi dan tashqari yana biror kuch ham ta’sir etadi. Nyutonning ikkinchi qonuniga muvofiq jism aynan shu kuchlar yig’indisi ta’sirida tezlanishni oladi.
Ushbu ifodadan jismning vazni
Agar jism og’irlik kuchi maydonida harakatlanayotgan bo’lsa, unda va ya’ni jism vaznsiz holatda bo’ladi. Kosmosda erkin harakatlanayotgan jismlar uchun gq0 ligidan ular vaznsizlik holatida deyiladi. Jism vaznining ortishi va kamayishi. Jismning vazni uchun yozilgan ifodani chuqurrok tahlil qilaylik.
Kavs ichida erkin tushish tezlanish va jismning tezlanish larning vektorial ayirmasi turibdi. Demak dan boshlab jismning vazni namoyon bo’la boshlaydi va ga o’zgaradi. Ya’ni vaznsizlana boradi.
Jism yo’nalishida (ya’ni pastga qarab) tezlanish bilan harakatlana boshlasa uning vazni ga kamayadi.
Liftda pastga tushayotgan kishi lift tezlanish bilan harakatlangan dastlabki lahzada, aynan vaznining kamayishi natijasida go’yoki o’zini yengillashgandek sezadi. Endi tezlanish ning yo’nalishi erkin tushish tezlanishi ning yo’nalishiga qarama-qarshi bo’lgan holni qaraylik. Bunda ning qiymati ga qo’shiladi, ya’ni bo’ladi. Demak dan boshlab jismning vazni ga ortadi, ya’ni vaznning ortishi kuzatiladi.
Liftda yuqoriga ko’tarilayotgan kishi, lift tezlanish bilan harakatlangan dastlabki lahzada, aynan vaznning ortishi natijasida go’yoki o’zini og’irlashgandek sezadi.
Kosmik tezliklar. Jismning Yer sirti yaqinida aylana bo’ylab harakatlanishi uchun zarur bo’lgan v1 gorizontal tezlikka birinchi kosmik tezlik deyiladi.
Jism Yer atrofida v1 birinchi kosmik tezlik bilan harakatlangani uchun, uning markazga intilma tezlanishi erkin tushish tezlanishidan iboratdir.
Agar tortishish koinotdagi barcha narsalarga ega bo'lgan umumiy tushuncha va sifat bo'lsa, tortishish bu hamma narsani qamrab oladigan hodisaning alohida hodisasidir. Yer undagi barcha moddiy narsalarni o'ziga tortadi. Buning yordamida odamlar va hayvonlar quruqlik bo'ylab xavfsiz harakatlana oladilar, daryolar, dengizlar va okeanlar o'z qirg'oqlarida qola oladilar va havo kosmosning cheksiz kengliklarida uchib o'tolmaydi, balki sayyoramizning atmosferasini hosil qiladi.
Adolatli savol tug'iladi: agar barcha ob'ektlar tortishish kuchiga ega bo'lsa, nega Yer odamlarni va hayvonlarni o'ziga jalb qiladi, aksincha emas? Birinchidan, biz Yerni o'ziga jalb qilamiz, shunchaki bizning tortishish kuchimiz uning tortishish kuchi bilan taqqoslanmaydi. Ikkinchidan, tortishish kuchi tana massasi bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir: tananing massasi qancha kam bo'lsa uning tortish kuchlari shunchalik past bo'ladi. Jozibadorlik kuchi bog'liq bo'lgan ikkinchi ko'rsatkich bu ob'ektlar orasidagi masofa: masofa qanchalik katta bo'lsa, tortishish kuchi ta'siri shunchalik kam bo'ladi. Shu sababli, sayyoralar o'z orbitalarida harakat qiladilar va bir-birlariga tushmaydilar.
Shunisi e'tiborga loyiqki, Yer, Oy, Quyosh va boshqa sayyoralar o'zlarining shar shaklida o'zlarining tortishish kuchi tufayli qarzdordir. U sayyora "tanasi" ni tashkil etuvchi moddani o'ziga tortib, markaz yo'nalishi bo'yicha harakat qiladi.
Ingliz fizigi Ser Isaak Nyuton, mashhur afsonaga ko'ra, bir vaqtlar bog'da kun davomida yurib, osmondagi oyni ko'rgan. Shu bilan birga, olma filialdan yiqilib tushdi. O'shanda Nyuton harakat qonunini o'rganar edi va olma tortishish kuchi ta'sirida tushishini va oy Yer atrofida aylanib yurishini bilar edi. Va keyin aql bilan yoritilgan ajoyib olimning boshiga shunday fikr keldi: ehtimol olma Yerga tushayapti, shu Oyning orbitasida bo'lgan kuchga itoat etib, butun galaktika bo'ylab tasodifiy shoshilmayapti. Yerning tortishish maydoni Yer yuzasidagi eng aniq omillardan biridir. Yerning juda katta zichligi tufayli, bog’liq tortishish kuchli va mutlaq bo'ladi. Shu qadar ko'pki, oddiy sakrashni amalga oshirish orqali u vaqtni boy bermasdan darhol erga tortadi. Gravitatsion maydonning ta'sirli ekanligiga shubha yo'q.
Gravitatsiya - bu nazariyalar va to'liq o'rganishning doimiy mavzusi bo'lib qoladigan sir. Uning umuman koinotga ta'siri yulduzlar o'rtasidagi harakatlar va o'zaro ta'sirlarni boshqaradiganlardir. Hech shubha yo'qki, bu ko'rinadiganidan muhimroqdir, shuning uchun Yerning tortishish maydonini o'rganish ba'zi faktlarni ochishga yordam beradi.
Shu ma'noda, tortishish maydoni tortishish kuchi ifodalovchi kuchlarni aniqlash uchun ishlatiladigan atama. Kosmosning o'zi bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lib, ular massasi bo'lgan ob'ekt kiritilganda farqlanadi.
Boshqacha qilib aytganda, agar "x" massasi "x" fazosining mintaqasiga joylashtirilsa, massa atrofidagi fazoviy maydon o'zgaradi. Asosan, siz o'zgaruvchan xususiyatlarga ega bo'lasiz, siz massasi bo'lmagan tanangiz bo'lmagan vaqtingizda mavjud bo'lgan narsalarni almashtirish yoki soya qilish orqali. Shu paytdan boshlab, bu hodisalar chegarasi tortishish maydoni deb nomlanadi.
Bu xususiyat nazorat massasi deb ataladigan ikkinchi massa paydo bo'lganda tasdiqlanadi.tajribaning dastlabki massasiga ta'sir qiladi. Kosmos hududida joylashgan har xil massali ikkita ob'ekt bo'lib, ularning o'zaro ta'siri boshlanadi.
Shunday qilib, ular o'sha paytda eng yuqori zichlikka ega bo'lganlar asosida bir- birlarini jalb qiladilar.
Ikki jism o'rtasidagi tortishish kuchi ular boshdan kechirgan massa miqdori bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'ladi. Shuning uchun intensivlik yondashuvni shu jihatga qarab o'zgartiradi.
Gravitatsion maydon va uning formulasi. Eng muhim shovqinlardan birini soddalashtiradigan tenglama!
Gravitatsion maydon va uning formulasi orqali ikkita massiv jism o'rtasidagi o'zaro ta'sirni aniqlashtirish mumkin bo'ldi. Massiv degani yirik ob'ektlarning asosi emas, lekin massa tashuvchisi bo'lgan hamma narsaga.
Kosmos hududida joylashgan massalari har xil bo'lgan ikkita jism o'z massalariga mutanosib ravishda bir-biriga ta'sir qiladi. O'sha voqeadan tortishish maydoni tushunchasi paydo bo'ladi.
|
| |