Fizika, Mexanika

Nyuton qanunları və tarazlıq

Dərslik: Fizika, 10-cu sinif, 2.1 «Dinamikanın əsas məsələsi. Qüvvə. Əvəzləyici qüvvə. Kütlə», səh. 43
Dərslik: Fizika, 10-cu sinif, 2.2 «Ətalətlə hərəkət: Nyutonun I qanunu», səh. 46
Dərslik: Fizika, 10-cu sinif, 2.3 «Dinamikanın əsas qanunu: Nyutonun II qanunu», səh. 49
Dərslik: Fizika, 10-cu sinif, 2.4 «Təsir və əks təsir. Nyutonun III qanunu», səh. 52
Dərslik: Fizika, 10-cu sinif, 2.10 «Cismin tarazlıq şərtləri», səh. 73
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Qüvvə və onun növləri», səh. 8
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Əvəzləyici qüvvə», səh. 13
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Nyutonun birinci qanunu», səh. 17
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Nyutonun ikinci qanunu», səh. 20
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Nyutonun üçüncü qanunu», səh. 27
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Qüvvə momenti», səh. 37
Dərslik: Fizika, 8-ci sinif, «Ağırlıq mərkəzi və tarazlıq», səh. 40

İmtahan bu mövzuda nə soruşur?

İmtahanda təcil–kütlə qrafikindən əvəzləyici qüvvəni hesablayır, lingin hansı tərəfə dönəcəyini müəyyənləşdirirsən. Tarazlıq məsələlərində naməlum qüvvəni, dayağın reaksiyasını və blokdan asılan yükün kütləsini tapırsan. Bunun üçün qüvvələrin istiqamətlərini, tətbiq nöqtələrini və seçilmiş oxa qədər qollarını düzgün göstərməlisən.

Qayda

Əvəzləyici qüvvə qüvvələrin vektor cəmidir: $\vec F=\sum\vec F_i$ . Eyni istiqamətdə modullar toplanır, əks istiqamətdə böyük moduldan kiçik modul çıxılır; perpendikulyar iki qüvvə üçün $F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}$ .
Kütlə ətalətliliyin ölçüsüdür. Nyutonun I qanununa görə, inersial sistemdə $\vec F=0$ olduqda sürət vektoru dəyişmir: cisim əvvəl dayanmışdısa dayanır, hərəkətdə idisə düzxətli və sabit sürətlə gedir.
Nyutonun II qanunu: $\vec F=m\vec a$ . Təcil əvəzləyici qüvvə istiqamətindədir. Sabit qüvvədə $a=F/m$ ; təcil–kütlə qrafikinin eyni nöqtəsindən oxuduğun qiymətlərin hasili qüvvəni verir. Vahid: $1\,\text{N}=1\,\text{kq}\times\text{m}/\text{san}^2$ .
Nyutonun III qanununda qarşılıqlı təsir qüvvələri bərabər modullu olur və əks istiqamətdə yönəlir. Onlar ayrı cisimlərə tətbiq olunduğundan bir cismin qüvvə cəmində bir-birini ləğv etmir.
Qüvvə momenti $M=Fd$ ilə hesablanır; $d$ oxdan qüvvənin təsir xəttinə çəkilən perpendikulyarın uzunluğudur. Vahid $\text{N}\times\text{m}$ -dir. Təsir xətti oxdan keçirsə, moment sıfırdır.
Tarazlıq üçün həm $\sum\vec F=0$ , həm də $\sum M=0$ ödənməlidir. Əks fırlanma istiqamətlərinin momentlərinə əks işarələr ver. Dayanmış ling buraxıldıqda momentlər bərabər deyilsə, böyük momentin istiqamətində dönməyə başlayır.
Ağırlıq mərkəzi bircins çubuğun ortasındadır; $mg$ qüvvəsini orada göstər. Çəkisiz çubuqda bu qüvvə nəzərə alınmır. Üfüqi dayaq üzərində aşmamaq üçün ağırlıq mərkəzinin şaquli proyeksiyası dayaq sahəsindən kənara çıxmamalıdır.
İdeal bloklarda eyni çəkisiz ipin gərilmə qüvvəsi dəyişmir. Tərpənməz blok qüvvənin istiqamətini dəyişir. Yükü iki şaquli ip hissəsinin saxladığı kütləsiz tərpənən blok tarazlıqda olduqda $2T=mg$ .

Nümunələr

Təcil–kütlə qrafikində bir nöqtə $m=4\,\text{kq}$ və $a=5\,\text{m}/\text{san}^2$ göstərir. Qüvvəni tap: $F=ma=4\times5=20\,\text{N}$ .

Uzunluğu $4\,\text{m}$ , kütləsi $8\,\text{kq}$ olan bircins çubuğun sol ucu dayaqdadır, sağ ucunu şaquli ip saxlayır. Tarazlıqda dayaq reaksiyasını tap; $g=10\,\text{N/kq}$ . Sol uca nəzərən $4T=80\times2$ , deməli, $T=40\,\text{N}$ . Şaquli qüvvələrdən $N+T=80\,\text{N}$ , beləliklə, $N=40\,\text{N}$ .

İdeal tərpənən blokdakı $12\,\text{kq}$ yükü iki şaquli ip hissəsi saxlayır. Tarazlıqda ipi hansı qüvvə ilə dartmalısan? $g=10\,\text{N/kq}$ götür: $T=mg/2=60\,\text{N}$ .

Tipik səhv

Fırlanmanı yalnız qüvvələrin böyüklüyü ilə müqayisə etmə: kiçik qüvvə uzun qolda daha böyük moment yarada bilər. Əvvəl ox seç, sonra hər qüvvənin qolunu həmin oxdan ölç. Naməlum qüvvənin tətbiq nöqtəsini ox seçsən, onun momenti sıfırlanar və tənlik sadələşər.