ISO inertial mos yozuvlar tizimi. Qanday sanoq sistemalariga inertial deyiladi? Inertial sanoq sistemalariga misollar

Inertial mos yozuvlar tizimi (IRS)- inersiya qonuni amal qiladigan sanoq sistemasi: barcha erkin jismlar (ya’ni tashqi kuchlar ta’sirida bo‘lmagan yoki bu kuchlarning ta’siri qoplanadigan jismlar) ular ichida to‘g‘ri chiziqli va bir tekis harakatlanadi yoki tinch holatda bo‘ladi. ular.

Noinertial sanoq sistemasi- inertial bo'lmagan ixtiyoriy mos yozuvlar tizimi. Inertialga nisbatan tezlanish bilan harakatlanadigan har qanday mos yozuvlar tizimi inertial emas.

Nyutonning birinchi qonuni - inertial sanoq sistemalari mavjud, ya'ni jism bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qiladi, agar boshqa jismlar unga ta'sir qilmasa. Ushbu qonunning asosiy roli bu mos yozuvlar tizimlarida jismlar tomonidan olingan barcha tezlanishlar jismlarning o'zaro ta'sirining natijasi ekanligini ta'kidlashdir. Harakatning keyingi tavsifi faqat inertial mos yozuvlar tizimlarida amalga oshirilishi kerak.

 Nyutonning ikkinchi qonuni jismning tezlashishiga sabab jismlarning o'zaro ta'siri, xarakteristikasi kuch ekanligini ta'kidlaydi. Ushbu qonun dinamikaning asosiy tenglamasini beradi, bu esa, qoida tariqasida, jismga ta'sir qiluvchi kuchlar ma'lum bo'lsa, uning harakat qonunini topishga imkon beradi. Ushbu qonunni quyidagicha shakllantirish mumkin (100-rasm):

Nuqta jismining (moddiy nuqta) tezlashishi jismga ta'sir etuvchi kuchlar yig'indisiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va tananing massasiga teskari proportsionaldir:

Bu yerga F− natijaviy kuch, ya’ni jismga ta’sir etuvchi barcha kuchlarning vektor yig‘indisi. Bir qarashda (1) tenglama oldingi bo'limda berilgan kuch ta'rifini yozishning yana bir shaklidir. Biroq, bu mutlaqo to'g'ri emas. Birinchidan, Nyuton qonuni (1) tenglamaga jismga ta'sir etuvchi barcha kuchlar yig'indisini o'z ichiga oladi, bu kuchning ta'rifi emas. Ikkinchidan, Nyutonning ikkinchi qonunida aniq ta'kidlanganidek, kuch jismning tezlashishiga sabab bo'ladi, aksincha emas.  

 Nyutonning uchinchi qonuni tezlanishning sababi jismlarning bir-biriga o'zaro ta'siri ekanligini ta'kidlaydi. Shuning uchun o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarga ta'sir qiluvchi kuchlar bir xil o'zaro ta'sirning xususiyatlari hisoblanadi. Shu nuqtai nazardan, Nyutonning uchinchi qonunida ajablanarli narsa yo'q (101-rasm):

Nuqta jismlari (moddiy nuqtalar) kattaligi teng va yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshi bo'lgan va ushbu jismlarni bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltirilgan kuchlar bilan o'zaro ta'sir qiladi:

Qayerda F 12 − birinchi jismga ikkinchidan ta’sir etuvchi kuch, a F 21 − birinchisidan ikkinchi jismga ta’sir etuvchi kuch. Ko'rinib turibdiki, bu kuchlar bir xil xususiyatga ega. Bu qonun, shuningdek, ko'plab eksperimental faktlarni umumlashtirishdir. Eslatib o'tamiz, aslida bu qonun oldingi bo'limda keltirilgan jismlarning massasini aniqlash uchun asosdir.  

Noinertial sanoq sistemasidagi moddiy nuqtaning harakat tenglamasi quyidagicha ifodalanishi mumkin :

Qaerda - vazn jism, , - jismning noinertial sanoq sistemasiga nisbatan tezlanishi va tezligi, - jismga ta'sir etuvchi barcha tashqi kuchlarning yig'indisi, - portativ tezlashtirish tanasi, - Koriolis tezlashishi jism, - inertial bo'lmagan sanoq sistemasining koordinatalarning kelib chiqishidan o'tuvchi oniy o'q atrofida aylanish harakatining burchak tezligi, - inertial bo'lmagan sanoq sistemasining har qanday inertial sanoq sistemasiga nisbatan harakatlanish tezligi.

Bu tenglama odatiy shaklda yozilishi mumkin Nyutonning ikkinchi qonuni, kirsangiz inertsiya kuchlari:

Inertial bo'lmagan mos yozuvlar tizimlarida inersiya kuchlari paydo bo'ladi. Ushbu kuchlarning paydo bo'lishi mos yozuvlar tizimining inertial emasligi belgisidir.

Inertial sanoq sistemasiga nisbatan translyatsion, bir xil va to‘g‘ri chiziqli harakatlanuvchi har qanday sanoq sistemasi ham inertial sanoq sistemasi hisoblanadi. Shuning uchun nazariy jihatdan har qanday miqdordagi inertial sanoq sistemalari mavjud bo'lishi mumkin.

Haqiqatda, mos yozuvlar tizimi har doim turli xil ob'ektlarning harakati o'rganiladigan muayyan tana bilan bog'liq. Barcha real jismlar u yoki bu tezlanish bilan harakat qilganligi sababli, har qanday haqiqiy sanoq sistemasini faqat ma’lum darajada yaqinlashgan holda inertial sanoq sistemasi deb hisoblash mumkin. Yuqori darajadagi aniqlik bilan Quyosh tizimining massa markazi va uchta uzoq yulduzga yo'naltirilgan o'qlari bilan bog'langan geliotsentrik tizimni inertial deb hisoblash mumkin. Bunday inertial sanoq sistemasi asosan samoviy mexanika va kosmonavtika masalalarida qo'llaniladi. Ko'pgina texnik muammolarni hal qilish uchun Yerga qattiq bog'langan mos yozuvlar tizimini inertial deb hisoblash mumkin.

Galileyning nisbiylik printsipi

Inertial sanoq sistemalari tavsiflovchi muhim xususiyatga ega Galileyning nisbiylik printsipi:

• bir xil boshlang'ich sharoitda har qanday mexanik hodisa har qanday inertial sanoq sistemasida xuddi shunday davom etadi.

Nisbiylik printsipi bilan o'rnatilgan inertial sanoq sistemalarining tengligi quyidagicha ifodalanadi:

1. inersial sanoq sistemalarida mexanika qonunlari bir xil. Bu shuni anglatadiki, mexanikaning ma'lum bir qonunini tavsiflovchi, boshqa har qanday inertial sanoq sistemasining koordinatalari va vaqti orqali ifodalanadigan tenglama bir xil ko'rinishga ega bo'ladi;
2. Mexanik tajribalar natijalariga ko'ra, berilgan sanoq sistemasi tinch holatda yoki bir tekis va to'g'ri chiziqli harakat qiladimi yoki yo'qligini aniqlash mumkin emas. Shu sababli, ularning hech birini harakat tezligiga mutlaq ma'no berish mumkin bo'lgan ustun tizim sifatida ajratib bo'lmaydi. Faqat tizimlar harakatining nisbiy tezligi tushunchasi jismoniy ma'noga ega, shuning uchun har qanday tizimni shartli ravishda harakatsiz deb hisoblash mumkin, boshqasi esa - ma'lum bir tezlik bilan unga nisbatan harakatlanadi;
3. mexanika tenglamalari bir inertial mos yozuvlar tizimidan ikkinchisiga o'tishda koordinatali o'zgarishlarga nisbatan o'zgarmasdir, ya'ni. bir xil hodisani ikki xil mos yozuvlar tizimida tashqi ko'rinishda turlicha tasvirlash mumkin, ammo hodisaning fizik tabiati o'zgarishsiz qoladi.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

2-MISA

Qadimgi faylasuflar harakatning mohiyatini tushunishga, yulduzlar va Quyoshning odamlarga ta'sirini aniqlashga harakat qilganlar. Bundan tashqari, odamlar har doim moddiy nuqtaning harakati paytida, shuningdek, dam olish vaqtida harakat qiladigan kuchlarni aniqlashga harakat qilishgan.

Aristotel harakat bo'lmasa, tanaga hech qanday kuch ta'sir qilmaydi, deb hisoblagan. Qaysi sanoq sistemalari inertial deb atalishini aniqlashga harakat qilaylik va ularga misollar keltiramiz.

Dam olish holati

Kundalik hayotda bunday holatni aniqlash qiyin. Mexanik harakatning deyarli barcha turlarida begona kuchlarning mavjudligi taxmin qilinadi. Buning sababi ishqalanish kuchi bo'lib, ko'plab ob'ektlarning asl holatini tark etishiga va dam olish holatini tark etishga to'sqinlik qiladi.

Inertial mos yozuvlar tizimlari misollarini ko'rib chiqsak, ularning barchasi Nyutonning 1-qonuniga mos kelishini ta'kidlaymiz. U kashf etilgandan keyingina dam olish holatini tushuntirish va bu holatda tanaga ta'sir qiluvchi kuchlarni ko'rsatish mumkin bo'ldi.

Nyutonning 1-qonunining bayoni

Zamonaviy talqinda u koordinata tizimlarining mavjudligini tushuntiradi, ular bilan bog'liq holda tashqi kuchlarning moddiy nuqtaga ta'siri yo'qligini ko'rib chiqish mumkin. Nyuton nuqtai nazaridan, mos yozuvlar tizimlari inertial deb ataladi, bu bizga jism tezligining uzoq vaqt davomida saqlanishini ko'rib chiqishga imkon beradi.

Ta'riflar

Qaysi mos yozuvlar tizimlari inertial hisoblanadi? Ularning misollari maktab fizikasi kursida o'rganiladi. Inertial tizimlar moddiy nuqta doimiy tezlikda harakat qiladigan sanoq sistemalari deb hisoblanadi. Nyutonning aniqlik kiritishicha, har qanday jism shunga o'xshash holatda bo'lishi mumkin, chunki unga bunday holatni o'zgartirishi mumkin bo'lgan kuchlarni qo'llash kerak emas.

Haqiqatda inersiya qonuni hamma hollarda ham qondirilmaydi. Inertial va noinertial mos yozuvlar tizimlari misollarini tahlil qilib, harakatlanuvchi transport vositasida tutqichlarni ushlab turgan odamni ko'rib chiqing. Avtomobil keskin tormozlanganda, odam tashqi kuch yo'qligiga qaramay, avtomatik ravishda avtomobilga nisbatan harakat qiladi.

Ma’lum bo‘lishicha, inertial sanoq sistemasining barcha misollari Nyutonning 1-qonunining formulasiga mos kelmaydi. Inertsiya qonunini aniqlashtirish uchun aniqlangan havola kiritildi, unda u benuqson bajariladi.

Malumot tizimlarining turlari

Qanday sanoq sistemalariga inertial deyiladi? Bu tez orada aniq bo'ladi. "Nyutonning 1-qonuni qondiriladigan inertial mos yozuvlar tizimlariga misollar keltiring" - shunga o'xshash vazifa 9-sinfda fizikani imtihon sifatida tanlagan maktab o'quvchilariga taklif etiladi. Vazifani bajarish uchun inertial va noinertial sanoq sistemalari haqida tushunchaga ega bo‘lish zarur.

Inersiya tana izolyatsiya qilingan ekan, tananing dam olish yoki bir xil chiziqli harakatini saqlashni o'z ichiga oladi. "Izolyatsiya qilingan" bir-biriga bog'lanmagan, o'zaro ta'sir qilmaydigan va bir-biridan uzoqda joylashgan jismlar hisoblanadi.

Keling, inertial sanoq sistemalariga misollarni ko‘rib chiqaylik. Agar biz mos yozuvlar ramkasini harakatlanuvchi avtobus emas, balki Galaktikadagi yulduz deb hisoblasak, tutqichlardan ushlab turgan yo'lovchilar uchun inersiya qonunining bajarilishi benuqson bo'ladi.

Tormozlash vaqtida ushbu avtomobil boshqa jismlar tomonidan harakat qilmaguncha, bir tekisda harakat qilishda davom etadi.

Inertial sanoq sistemasiga qanday misollar keltirish mumkin? Ular tahlil qilinayotgan tana bilan aloqasi bo'lmasligi yoki uning inertsiyasiga ta'sir qilmasligi kerak.

Aynan shunday tizimlar uchun Nyutonning 1-qonuni qondiriladi. Haqiqiy hayotda tananing harakatini inertial sanoq sistemalariga nisbatan ko'rib chiqish qiyin. Yerdagi tajribalarni o'tkazish uchun uzoq yulduzga etib bo'lmaydi.

Yer unga joylashtirilgan ob'ektlar bilan bog'langan bo'lishiga qaramay, an'anaviy mos yozuvlar tizimi sifatida qabul qilinadi.

Inertial sanoq sistemasidagi tezlanishni hisoblash mumkin, agar Yer yuzasini sanoq sistemasi deb hisoblasak. Fizikada Nyutonning 1-qonunining matematik ifodasi yo'q, lekin u ko'plab fizik ta'riflar va atamalarni chiqarish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Inertial sanoq sistemalariga misollar

Talabalar ba'zan jismoniy hodisalarni tushunishda qiynaladilar. 9-sinf o‘quvchilariga quyidagi mazmundagi topshiriq taklif etiladi: “Qaysi ma’lumot tizimlari inertial deyiladi? Bunday tizimlarga misollar keltiring”. Faraz qilaylik, koptokli arava dastlab tekis yuzada doimiy tezlikda harakat qiladi. Keyin u qum bo'ylab harakatlanadi, natijada to'p unga boshqa kuchlar ta'sir qilmasa ham (ularning umumiy ta'siri nolga teng) tezlashtirilgan harakatga keltiriladi.

Nima sodir bo'layotganining mohiyatini qumli sirt bo'ylab harakatlanayotganda tizim inertial bo'lishni to'xtatib, doimiy tezlikka ega bo'lishi bilan izohlash mumkin. Inertial va noinertial sanoq sistemalariga misollar, ularning o’tish jarayoni ma’lum vaqt oralig’ida sodir bo’lishini ko’rsatadi.

Tana tezlashganda, uning tezlashishi ijobiy qiymatga ega bo'ladi va tormozlashda bu ko'rsatkich salbiy bo'ladi.

Egri chiziqli harakat

Yulduzlarga va Quyoshga nisbatan Yer harakati ellips shakliga ega bo'lgan egri chiziqli traektoriya bo'ylab sodir bo'ladi. Markazi Quyosh bilan tekislangan va o'qlari ma'lum yulduzlarga yo'naltirilgan mos yozuvlar tizimi inertial hisoblanadi.

E'tibor bering, geliotsentrik tizimga nisbatan to'g'ri chiziqli va bir xil harakatlanadigan har qanday mos yozuvlar tizimi inertialdir. Egri chiziqli harakat biroz tezlanish bilan amalga oshiriladi.

Yerning o'z o'qi atrofida harakatlanishini hisobga olsak, uning yuzasi bilan bog'liq bo'lgan mos yozuvlar tizimi geliotsentrikga nisbatan biroz tezlanish bilan harakat qiladi. Bunday vaziyatda biz Yer yuzasi bilan bog'liq bo'lgan mos yozuvlar tizimi geliotsentrikga nisbatan tezlanish bilan harakat qiladi, shuning uchun uni inertial deb hisoblash mumkin emas degan xulosaga kelishimiz mumkin. Ammo bunday tizimning tezlashuvining qiymati shunchalik kichikki, ko'p hollarda u unga nisbatan ko'rib chiqilgan mexanik hodisalarning o'ziga xos xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi.

Texnik xarakterdagi amaliy masalalarni hal qilish uchun Yer yuzasiga qattiq bog'langan hisoblagichni inertial deb hisoblash odatiy holdir.

Galileyning nisbiyligi

Barcha inertial sanoq sistemalari nisbiylik printsipi bilan tavsiflangan muhim xususiyatga ega. Uning mohiyati shundan iboratki, bir xil boshlang'ich sharoitda har qanday mexanik hodisa tanlangan mos yozuvlar tizimidan qat'i nazar, bir xil tarzda amalga oshiriladi.

Nisbiylik printsipi bo'yicha ISO tengligi quyidagi qoidalarda ifodalangan:

• Bunday tizimlarda ular bir xil, shuning uchun ular tomonidan tasvirlangan, koordinatalar va vaqt bo'yicha ifodalangan har qanday tenglama o'zgarishsiz qoladi.
• O'tkazilgan mexanik tajribalar natijalari etalon sistemaning tinch holatda bo'lishini yoki to'g'ri chiziqli bir tekis harakatni bajarishini aniqlash imkonini beradi. Har qanday tizim shartli ravishda statsionar deb tan olinishi mumkin, agar boshqa tizim unga nisbatan ma'lum bir tezlikda harakat qilsa.
• Mexanika tenglamalari bir tizimdan ikkinchisiga o'tishda koordinatali o'zgarishlarga nisbatan o'zgarishsiz qoladi. Turli tizimlarda bir xil hodisani tasvirlash mumkin, ammo ularning fizik tabiati o'zgarmaydi.

Muammoni hal qilish

Birinchi misol.

Quyidagilar inertial sanoq sistemasi ekanligini aniqlang: a) sun'iy Yer yo'ldoshi; b) bolalar attraksioni.

Javob. Birinchi holda, inertial mos yozuvlar tizimi haqida gap bo'lmaydi, chunki sun'iy yo'ldosh tortishish kuchi ta'sirida orbitada harakat qiladi, shuning uchun harakat biroz tezlanish bilan sodir bo'ladi.

Ikkinchi misol.

Hisobot tizimi liftga mahkam bog'langan. Qanday holatlarda uni inertial deb atash mumkin? Lift: a) pastga tushsa; b) bir tekis yuqoriga qarab harakatlanadi; v) tez ko'tariladi; d) bir tekis pastga yo'naltirilgan.

Javob. a) Erkin tushish paytida tezlanish paydo bo'ladi, shuning uchun lift bilan bog'langan mos yozuvlar tizimi inertial bo'lmaydi.

b) Lift bir tekis harakatlansa, sistema inertialdir.

v) Bir oz tezlanish bilan harakatlanayotganda sanoq sistemasi inertial hisoblanadi.

d) Lift sekin harakat qiladi va manfiy tezlanishga ega, shuning uchun mos yozuvlar tizimini inertial deb atash mumkin emas.

Xulosa

Insoniyat butun borlig'i davomida tabiatda sodir bo'layotgan hodisalarni tushunishga harakat qildi. Harakatning nisbiyligini tushuntirishga urinishlar Galiley Galiley tomonidan qilingan. Isaak Nyuton mexanikada hisob-kitoblarni amalga oshirishda asosiy postulat sifatida foydalanila boshlagan inertsiya qonunini chiqarishga muvaffaq bo'ldi.

Hozirgi vaqtda tananing holatini aniqlash tizimi tanani, vaqtni aniqlash moslamasini va koordinata tizimini o'z ichiga oladi. Tananing harakatlanishiga yoki harakatsizligiga qarab, ma'lum bir ob'ektning kerakli vaqt oralig'idagi holatini tavsiflash mumkin.

Har qanday jismga uni o'rab turgan boshqa jismlar ta'sir qilishi mumkin, buning natijasida kuzatilayotgan jismning harakat (dam olish) holati o'zgarishi mumkin. Shu bilan birga, bunday ta'sirlar kompensatsiyalanishi (muvozanatlanishi) mumkin va bunday o'zgarishlarni keltirib chiqarmaydi. Ikki yoki undan ortiq jismlarning harakatlari bir-birini qoplaydi, deyishsa, bu ularning birgalikdagi harakati natijasi xuddi bu jismlar umuman mavjud bo'lmagandek bo'lishini anglatadi. Agar boshqa jismlarning tanaga ta'siri qoplansa, u holda tana Yerga nisbatan dam oladi yoki to'g'ri chiziqli va bir tekis harakatlanadi.

Shunday qilib, biz Nyutonning birinchi qonuni deb ataladigan mexanikaning asosiy qonunlaridan biriga kelamiz.

Nyutonning 1-qonuni (inersiya qonuni)

Shunday mos yozuvlar tizimlari mavjud bo'lib, ularda translyatsion harakatlanuvchi jism boshqa jismlarning ta'siri uni bu holatdan chiqarmaguncha tinch yoki bir xil to'g'ri chiziqli harakatda (inertsiya bo'yicha harakat) bo'ladi.

Yuqoridagilarga nisbatan tananing tezligining o'zgarishi (ya'ni tezlashishi) har doim bu jismga ba'zi boshqa jismlarning ta'siridan kelib chiqadi.

Nyutonning 1-qonuni faqat inertial sanoq sistemalarida bajariladi.

Ta'rif

Boshqa jismlarning ta'sirini boshdan kechirmagan jism tinch holatda bo'lgan yoki bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanadigan mos yozuvlar tizimi inertial deyiladi.

Berilgan sanoq sistemasi inertial ekanligini faqat eksperimental tarzda aniqlash mumkin. Aksariyat hollarda Yer bilan yoki yer yuzasiga nisbatan bir tekis va toʻgʻri chiziqli harakatlanuvchi etalon jismlar bilan bogʻlangan mos yozuvlar tizimlarini inertial deb hisoblash mumkin.

1-rasm. Inertial sanoq sistemalari

Quyosh markazi va uchta "sobit" yulduz bilan bog'liq bo'lgan geliotsentrik mos yozuvlar tizimi amalda inertial ekanligi eksperimental ravishda tasdiqlangan.

Inertialga nisbatan bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanadigan boshqa har qanday mos yozuvlar tizimi inertial hisoblanadi.

Galiley inertial mos yozuvlar tizimida o'tkazilgan hech qanday mexanik tajribalar ushbu tizimning tinch yoki bir tekis va to'g'ri chiziqli harakatlanishini aniqlay olmasligini aniqladi. Bu bayonot Galileyning nisbiylik printsipi yoki nisbiylikning mexanik printsipi deb ataladi.

Bu tamoyil keyinchalik A. Eynshteyn tomonidan ishlab chiqilgan va maxsus nisbiylik nazariyasi postulatlaridan biridir. ISO fizikada juda muhim rol o'ynaydi, chunki Eynshteynning nisbiylik printsipiga ko'ra, har qanday fizika qonunining matematik ifodasi har bir ISOda bir xil shaklga ega.

Agar mos yozuvlar jism tezlanish bilan harakat qilsa, u bilan bog'langan sanoq sistemasi inertial emas va Nyutonning 1-qonuni unda amal qilmaydi.

Jismlarning vaqt o'tishi bilan o'z holatini saqlab turish xususiyati (harakat tezligi, harakat yo'nalishi, dam olish holati va boshqalar) inersiya deb ataladi. Tashqi ta'sirlar bo'lmaganda harakatlanuvchi jism tomonidan tezlikni saqlab turish hodisasining o'zi inersiya deb ataladi.

Shakl 2. Avtobusda harakatlanish va tormozlanish boshlanganda inertsiyaning namoyon bo'lishi

Biz kundalik hayotda jismlarning inertsiyasining namoyon bo'lishiga tez-tez duch kelamiz. Avtobus keskin tezlashganda, bortdagi yo‘lovchilar orqaga suyanishadi (2-rasm, a), avtobus to‘satdan tormozlanganda esa oldinga egiladilar (2-rasm, b), avtobus o‘ngga burilsa, ular tomon egiladilar. uning chap devori. Samolyot yuqori tezlikda parvoz qilganda, uchuvchining tanasi asl dam olish holatini saqlab qolishga harakat qilib, o'rindiqni bosadi.

Jismlarning inertsiyasi sistema jismlarining tezlanishi keskin o'zgarganda, inertial sanoq sistemasi inertial bo'lmagan bilan almashtirilganda va aksincha aniq namoyon bo'ladi.

Jismning inertsiyasi odatda uning massasi (inertsiya massasi) bilan tavsiflanadi.

Noinertial sanoq sistemasidan jismga tasir etuvchi kuch inersiya kuchi deyiladi

Agar inertial bo'lmagan sanoq sistemasidagi jismga bir vaqtning o'zida bir nechta kuchlar ta'sir etsa, ularning ba'zilari "oddiy" kuchlar, boshqalari esa inertial bo'lsa, u holda tana bitta natijaviy kuchni boshdan kechiradi, bu barcha ta'sir qiluvchi kuchlarning vektor yig'indisi hisoblanadi. tepasida. Bu natijaviy kuch inertial kuch emas. Inertial kuch faqat natijaviy kuchning tarkibiy qismidir.

Agar ikkita ingichka ip bilan osilgan tayoq asta-sekin uning markaziga bog'langan shnur bilan tortilsa, unda:

1. tayoq sinadi;
2. shnur uziladi;
3. iplardan biri uzilib qoladi;
4. Qo'llaniladigan kuchga qarab, har qanday variant mumkin

4-rasm

Quvvat tayoqning o'rtasiga qo'llaniladi, bu erda shnur osilgan. Nyutonning 1-qonuniga ko'ra, har bir jismda inertsiya bo'lganligi sababli, shnur osilgan joydagi tayoqning bir qismi qo'llaniladigan kuch ta'sirida harakat qiladi va tayoqning kuch ta'sir qilmaydigan boshqa qismlari qoladi. dam olishda. Shuning uchun, tayoq suspenziya nuqtasida sinadi.

Javob. To'g'ri javob 1.

Bir kishi gorizontalga 300 burchak ostida kuch ishlatib, ikkita bog'langan chanani tortadi. Agar chana bir tekis harakatlanayotganini bilsangiz, bu kuchni toping. Chananing og'irligi 40 kg ni tashkil qiladi. Ishqalanish koeffitsienti 0,3.

$t_1$ = $t_2$ = $m$ = 40 kg

$(\mathbf \mu )$ = 0,3

$(\mathbf \alpha )$=$30^(\circ)$

$g$ = 9,8 m/s2

5-rasm

Chana doimiy tezlikda harakat qilganligi sababli, Nyutonning birinchi qonuniga ko'ra, chanaga ta'sir qiluvchi kuchlarning yig'indisi nolga teng. Keling, har bir jism uchun Nyutonning birinchi qonunini o'qdagi proyeksiyada darhol yozamiz va chana uchun Kulonning quruq ishqalanish qonunini qo'shamiz:

OX o'qi OY o'qi

\[\left\( \begin(massiv)(c) T-F_(tr1)=0 \\ F_(tr1)=\mu N_1 \\ F_(tr2)=\mu N_2 \\ F(cos \alpha - \ )F_(tr2)-T=0 \end(massiv) \right \left\( \begin(massiv)(c) N_1-mg=0 \\ N_2+F(sin \alpha \ )-mg=0. \end(massiv) \o'ng.\]

$F=\frac(2\mu mg)((cos \alpha \ )+\mu (sin \alpha \ ))=\ \frac(2\cdot 0.3\cdot 40\cdot 9.8)((cos 30() ^\circ \ )+0,3\cdot (sin 30()^\circ \ ))=231,5\ H$

Ko'pchilik o'quvchilar allaqachon nazariy fikrlashdan zerikib, tabiatdagi inertial tizimning aniq misolini talab qiladilar, deb qo'rqish mumkin. Ularning istaklarini imkon qadar bajarishga harakat qilamiz. Keling, aniq bir misolni ko'rib chiqaylik: Yer inertial tizimmi? Har bir maktab o'quvchisi bunga aytadi: "Fizika o'qituvchisi Nyuton qonunlarini tushuntirib, darsda keltirgan barcha misollar Yerdagi jismlarning harakati bilan bog'liq. Men buni Yerdagi barcha jismlarning harakati Nyuton qonunlariga muvofiq sodir bo'lishini anglatishini tushunaman. Demak, Yer inertial sistemadir”.

Biroq, bu xulosa to'g'ri emas. Buni ko'rish uchun keling, o'zimizni 1851 yilda Frantsiya Fanlar akademiyasining a'zosi Leon Fuko o'zining mashhur tajribasini namoyish qilgan Parij Panteoniga olib boraylik.

Panteon gumbazidan 67 metrli kabel osilgan bo'lib, unga og'irligi 28 bo'lgan mis bog'langan. kg. Bu ulkan mayatnik harakatga keltirildi. Bir necha tebranishlardan so'ng, ajoyib hodisa kashf etiladi: mayatnik tebranadigan tekislik asta-sekin aylana boshlaydi. Nega? Fuko tajriba natijasini Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi bilan izohladi. Yer aylanadi, lekin mayatnikning tebranish tekisligi o'zgarmaydi - bu mayatnik tebranishlari tekisligining er yuzasiga nisbatan aylanishiga olib keladi. Biz bu tushuntirishga to'liq qo'shilamiz, lekin biz buni biroz boshqacha ifodalaymiz: Yer inertial tizim emas. Mayatnikning tebranish tekisligi Yerga nisbatan aylanadi, ammo bu aylanishni keltirib chiqaradigan kuchning manbai bo'ladigan biron bir jismni aniqlash mumkin emas. Bunday holda, tezlashuv (aylanish tezlashtirilgan harakatlarga ishora qiladi) haqiqiy kuch ta'sirisiz sodir bo'ladi. Nyuton qonunlari o'rinli bo'lgan inertial tizimlarda bunday hodisalar mumkin emas.

Yerni faqat taxminan inertial tizim deb hisoblash mumkin; boshqacha qilib aytganda, biz Yerni faqat uning aylanishi deyarli sezilmaydigan ta'sir ko'rsatmaydigan jarayonlarni tasvirlash uchun inertial tizim deb hisoblashimiz mumkin. Atrofimizdagi hodisalarning aksariyati aynan shu xususiyatga ega. Shunday qilib, amaliy hayotda biz Nyuton qonunlarini Yerdagi harakatlarga bemalol qo'llashimiz mumkin.

Yerning inertial sistema emasligi boshqa hodisalar bilan tasdiqlanadi. 1802 yilda Gamburgda tajriba o'tkazildi, unda 76 balandlikdan m og'ir tana yerga quladi. Ma'lum bo'lishicha, tana o'ziga ta'sir qiluvchi tortishish yo'nalishiga aniq tushmagan, balki sharqqa deyarli 1 sm og'ib ketgan. Buni faqat Yerning noinertial sistema ekanligi bilan izohlash mumkin.

1857 yilda rus akademigi Karl Baer daryo qirg'og'ining eroziyasining mashhur qonunini o'rnatdi: shimoliy yarim sharda meridian bo'ylab oqadigan daryolar uchun o'ng qirg'og'i baland va chap qirg'og'i past, janubiy yarimsharda. aksincha, chap qirg'oq baland va o'ng qirg'oq past. Bu naqsh, ayniqsa, yirik daryolarda yaqqol namoyon bo'ladi. Nil, Ob, Irtish, Lena, Volga, Dunay, Dnepr, Don va boshqalarning yuqori o'ng qirg'og'i chap qirg'og'i Parana va Paragvay kabi janubiy yarim sharning o'ng qirg'og'idan yuqori. Buni faqat shimoliy yarim sharda meridianlar bo'ylab oqadigan daryolar suvlari o'ngga (janubiy yarim sharda mos ravishda chapga) siljishi, o'ng qirg'oqni va chap qirg'oqni yuvib ketishi bilan izohlash mumkin. yuvilgan qumdan, qiya bo'lib qoladi.

Nima uchun meridian bo'ylab oqadigan daryolar yon tomonga og'ishi kerak? Xuddi shu sababga ko'ra, mayatnik tekisligi aylanadi va erkin tushayotgan jism og'adi. Geograf javob beradiki, bu hodisalarning barchasi Yerning o'z o'qi atrofida aylanishidan kelib chiqadi. Fizik bu Yerning noinertialligini mos yozuvlar organi sifatida ifodalashini tushuntiradi. Yer inertial tizimlarga nisbatan aylanadi.

Inertial tizimni topish printsipial jihatdan qiyin emas: shunchaki Nyuton qonunlari to'liq qondiriladigan mos yozuvlar tizimini topishingiz kerak. Amalda, bu unchalik oddiy emas. Inertial sistema faqat erkin jism bilan bog'langan sistema bo'lishi mumkin. Tabiatda, yuqorida aytib o'tilganidek, erkin jismlar yo'q; barcha jismlar boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sir qiladi, garchi bu o'zaro ta'sir o'zboshimchalik bilan kichik bo'lishi mumkin. Shuning uchun tabiatda o'ziga xos inertial tizimni ko'rsatib bo'lmaydi, lekin berilgan masalani o'rganishda amaliyot uchun etarli darajada aniqlik bilan inertial deb hisoblanishi mumkin bo'lgan tizimni topish har doim mumkin. Kerakli tizim har doim shunday tanlanishi kerakki, uning noinertialligidan kelib chiqadigan hodisalar foydalanilgan o'lchov vositalarining xatosidan kamroq bo'ladi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, erning ko'pgina harakatlarini tavsiflashda bizning sayyoramizni inertial tizim deb hisoblash mumkin. Fuko tajribasida, shuningdek, Yer harakatini oʻrganishda inertial sistema Quyosh bilan bogʻlanishi kerak. Quyoshning harakatini atrofdagi yulduzlar bilan bog'langan inertial tizimda tasvirlash mumkin (yulduzlar amalda harakatsiz hisoblanadi) va Galaktikaning aylanishini o'rganayotganda, inertial tizimni massa markazi bilan bog'lash kerak. Galaxy.