Küç nedir ve areketni nasıl deñiştire?

Küç içün kim tesir etkenini ve kimge tesir etkenini aytıñız

Qoluñız arabaçıqqa toqunıp turğanda, onı itere. Yer arabaçıqnı aşağı çeke, masa ya da rels ise onı alttan tuta. Bular farqlı qarşılıqlı tesirlerdir. Küç böyle bir tesirniñ miqdarını tasvirley: onıñ em büyükligi, em yönelişi emiyetli. Oñğa iterüv ve aynı büyüklikte solğa iterüv farqlı neticeler bere.

Küç nyuton ile ölçele; qısqa işareti N. Sızmada onı oqnen köstermek qolaylı: oqnıñ yönelişi tesirniñ yönelişini, seçilgen miqyasqa köre uzunlığı ise küçniñ büyükligini köstere. Küç oqu ne areket yolu, ne de tezlik oqudır. Yalnız onıñ yönelişine baqıp, arabaçıq şimdi qayda ketkenini aytmaq mümkün degil.

Tezlik vaziyetniñ ne qadar tez ve hangi yönelişte deñişkenini tasvirley. Tezlenüv tezlikniñ vaqıt boyunca deñişmesini tasvirley. Cisim tezleşkende de, yavaşlağanda da, burulğanda da tezlenüv bar. Küç işte bu tezlik deñişmesine bağlıdır. NASA Glenn: areket qanunları.

Evvel bir arabaçıq üzerindeki bütün küçlerni toplayıñız

Yatay rels ve sıçramağan bir arabaçıq tasavur eteyik. Çekim onı aşağı çeke, tayanç yuqarı ite; modelimizde bu tik küçler teñleşken. Şimdi yatay küçlerge baqayıq. Bir qurulma arabaçıqnı 2 N küçnen oñğa, başqa qurulma ise 2 N küçnen solğa çekse, olarnıñ umumiy yatay tesiri sıfır olur.

Yönelişlerni de esapqa alğan bu toplamğa yekün küç, ya da neticelendirici küç denile. Oñğa 3 N, solğa 1 N tesir etse, yekün küç oñğa 2 N olur. O, artıq esapqa alınğan küçlerni toplap köstere; onı daa bir ayrı küç olaraq qoşmaq kerek degil. Küçler bir-birine köre köşe astında tesir etse, yönelişlerniñ geometriyasını da esapqa almaq kerek. OpenStax: tış küçlerni toplav.

Yekün küçniñ sıfır olması qarşılıqlı tesirler yoq demek degil. Eki teñ ve qarşı yönelişli küç bir vaqıtta tesir ete bile. Küçlerni hangi cisimde topladığımız da emiyetli: şimdi yalnız arabaçıqta. Onıñ qolğa ya da relsge yapqan tesirleri başqa cisimlerniñ tasvirine kire.

Yekün küç sıfır olsa, artıq bar olğan areket saqlana

Teñ ve qarşı yönelişli küçler astında sükünetteki arabaçıq sükünette qalır. Amma artıq oñğa 2 m/s tezliknen ketken arabaçıq aynı şekilde areket eter: sıfır yekün küç onıñ tezligini silmey. Bu — Nyutonnıñ birinci qanunı, inertsiya qanunı. OpenStax: inertsiya ve sürtülmeniñ roli.

Öyle ise, kündelik yaşayıştaki arabaçıq ne içün toqtay? İterüvden soñ qolnıñ küçü yoq ola, amma ava qarşılığı, köpçeklerdeki ğayıplar ve başqa qarşılıqlı tesirler areketke qarşı yekün küç bere bile. Arabaçıqnı işte o yavaşlata. Umumiy qarşılıq ne qadar az olsa, tezlik o qadar uzun vaqt deñişmey kibi qala. Areket içte saqlanğan bir küçni sarf etmey.

Közlemcige ait bir şart bar. Areketni masağa nisbeten tasvirlep, bu qısqa tecribede esap sistemasını taqriben inertsiya sisteması dep sayamız: birinci qanun onıñ içinde qullanıla bile. Keskin frenlegen ya da burulğan vagonda esap sistemasınıñ öz tezlenüvini de esapqa almaq kerek. Sade sızmamıznı bu vaziyetke izaatsız keçirmek olmaz.

Aynı yekün küç farqlı kütlelerniñ areketini farqlı deñiştire

Şimdi solğa çekken küçni alıp taşlayıq. Oñğa 2 N qala. Nyutonnıñ ekinci qanunına köre, arabaçıq yekün küç yönelişinde tezlenüv ala. Aynı kütlede daa büyük yekün küç daa büyük tezlenüv bere; aynı yekün küçte ise daa büyük kütle daa kiçik tezlenüv bere. Kütle mında cisimniñ inertligini, yani belli küç tesirinde areketi ne qadar deñişkenini tasvirley. OpenStax: küç, kütle ve tezlenüv.

Aşağıdaki beş bağımsız başlanğıç vaziyetni qıyaslañız. Er birinde küçler bir saniye boyunca tesir ete, kütle deñişmey, sürtülme ve ava qarşılığını esapqa almaymız. Solğa ya da oñğa çeküvni tış qurulmalar bere. Bular modelniñ esaplanğan neticeleri, aqiqiy arabaçıqlarnıñ ölçevleri degil.

İlk eki alde yekün küç aynı sıfır, amma tezlikler farqlı. Üçünci ve dörtünci aller kütleniñ rolini köstere: 2 N, kütlesi 1 kg olğan arabaçıqnıñ tezligini bir saniyede 2 m/s deñiştire, kütlesi 2 kg olğan arabaçıqnıñkini ise aynı saniyede yalnız 1 m/s deñiştire. Söz tezlikniñ deñişmesi aqqında, «ağır cisim er vaqıt daa yavaş kete» degen qaide aqqında degil.

Beşinci alde küç solğa tesir ete, arabaçıq ise oñğa kete. Bir saniyede onıñ tezligi 2 m/s-den 1 m/s-ge tüşe. O, daa keriye ketmey. Aynı küç devam etse, evvel sıfır tezlikke yetişir, ondan soñ solğa kete başlar. Tezlenüvniñ yönelişi ve bar olğan areketniñ yönelişi farqlı ola bile.

Teñ ve qarşı küç ne içün iterüvni yoq etmey

Qol arabaçıqnı itergende, arabaçıq da aynı vaqıtta qolğa büyükligi teñ, yönelişi qarşı olğan küçnen tesir ete. Bu — Nyutonnıñ üçünci qanunı. Öyle ise arabaçıq nasıl tezlene bile?

Çünki bu qarşılıqlı çiftniñ eki küçü farqlı cisimlerge tesir ete. Qolnıñ arabaçıqqa küçü arabaçıqnıñ yekün küçüne kire. Arabaçıqnıñ qolğa küçü ise qolnıñ yekün küçüne kire. Olarnı toplayıp, «er şey teñleşti» demek, izaat ortasında seçilgen cisimni deñiştirmek olur edi. OpenStax: üçünci qanunnıñ küçleri.

Tik küçlernen qıyaslayıq. Yerniñ çekimi ve relsniñ tayanç küçü bir arabaçıqqa tesir ete ve bizim vaziyetimizde teñleşe. Amma olar farqlı qarşılıqlı tesirlerden kele ve üçünci qanun çiftini teşkil etmey. Yerniñ arabaçıqqa küçüniñ çifti — arabaçıqnıñ Yerge küçü; relsniñ arabaçıqqa küçüniñ çifti — arabaçıqnıñ relsge küçü. Eki oqnıñ teñ olması öz-özünden aralarındaki bağnı belgilemey.

Aynı printsip raketanı añlamağa yardım ete: o, gazlarnı keriye çıqara, gazlar ise oña ilerige tesir ete. Bu qarşılıqlı tesir içün raketa tayana bilecek etraftaki ava kerek degil. Raketanıñ areketini raqamlarnen esaplamaq arabaçıq misalimizden daa mürekkep, çünki yaqıt çıqqanda onıñ kütlesi deñişe. OpenStax: raketanıñ tartuv küçü.

İterüvden soñki arabaçıqqa qaytayıq

Arabaçıq oñğa 2 m/s tezliknen kete. Oña eki teñ ve qarşı yönelişli yatay küç qoşuldı. O, yalnız küçler «teñleşkeni» içün toqtarmı? Bizim modelimizde — yoq. Yekün küç sıfır, onıñ içün tezlik oñğa 2 m/s olaraq qala. Yavaşlatmaq içün areketke qarşı yekün küç kerek.

Üç qanun bir fikir yürsetüv usulına birleşe: cisimni ve esap sistemasını seçmek, başlanğıç areketini belgilemek, onıñ üzerindeki bütün tış küçlerni tapmaq ve yekün küçke köre tezlik deñişmesini belgilemek. Üçünci qanunnıñ teñ ve qarşı küçüni qarşılıqlı tesirniñ başqa iştirakçısında qıdırmaq kerek.

Biz klassik mehanikanı sabit kütleli, yavaş areket etken makroskopik cisimlerge qullandıq. Mında arabaçıqnıñ aylanması ve şekil deñişmesi, kvant vaqiaları ya da ışıq tezligine yaqın tezliklerdeki areket tasvirlenmedi. Bu sualler içün qoşma añlamlar ve modelniñ başqa sıñırları kerek. OpenStax: Nyuton mehanikasınıñ qullanıluv saası.

İterüvden soñ arabaçıq artıq tezligi olğanı içün kete. Bu tezlik soñraki qarşılıqlı tesirlerden deñişe, «areket küçüniñ» tükenmesinden degil. Kursnıñ soñraki suali energiya aqqında: arabaçıq tezleşkende, frenlegende ya da yüzeyni qızdırğanda ne deñişe ve qayda keçe?