Аға оқытушы Жаркешов Ө. И. оқытушы Копбалина Қ. Б

Галилей түрлендіруі бойынша бұл шамалар бір сандық жүйесінен екіншіге 
көшкен кезде, сандық мэнін өзгертпейді, яғни инвариантты болады. 
Бұл  заңдылық  басқа  инерциялық  санақ  жүйесінде  де  орындалады.  Осы 
нэтижелерді ескере мынадай қорытынды шығарамыз. Барлық инерциялық 
















t
t
z
z
y
y
t
x
x
0
















t
t
z
z
y
y
t
x
x
0

және 
 
 
 
санақ    жүйесінде    механиканың    заңдары    бірдей    өрнектеледі.    Мұны 
Галилейдіц  салыстырмалы  принципі  дейді. 'Қатты  денелердің  айналысы.  Күш 
моменті 
Кез-келген  денені  материялық  нүкте  деп  қарастыруға  болатын 
бөлшектерге  бөліп  аламыз,  яғни  кез-келген  денені  материялық  нүктелер 
жиынтыгы деп қарастырамыз. Егер осы материялық нүктелердің ара қашықтығы 
немесе  өзара  орналасуы  уақыт  бойынша  өзгермесе,  ондай  дене  абсалют  қатты 
дене  деп  аталады.  Ідгермелі  қозгалыс  кезінде  дененің  барлық  нүктелері  бірдей 
уақыт  аралығында  шамасымен  бағыты  бойынша  бірдей  орын  ауыстырады. 
Айналмалы  қозғалыс  кезінде  затты  дененің  барлық  нүктелері  шеңбер  бойымен 
қозғалады. Олардың центрлері айналу өсі деп аталатын бір түзуде жатады. 
 
F
r
M





Кейбір О
 нүктесіне қатысты күш моменті деп -
  
Мұнда 
M

r
-  векторлық  шама,  күш  моменті; 
-  векторлық  шама,  айналу 
нүктесінен күш түсірілген нүктеге жүргізілген радиус-вектор.  
 Материялдық  нүкте.  Импульстің  моменті.  Импульс  моментінің  сақталу 
заңы. 


р
r
L





 
Материялдық  нүктенің  импульс  моменті  немесе  күш  моменті  сияқты 
анықталады. 
О 
нүктесіне 
қатысты 
импульс 
моменті 
мынаға 
тең: 
Р - О  нүктесін  материялық  нүкте'  орналасқан  А  кеңістік  нүктесіне  жүргізілген 
радиус-вектор 
 
v
m
P


Инерция  моменті  қатты  дененің  айналмалы  қозғалысының  инерттілік 
өлшемі.  Инерция  моменті  дененің  формасына  және  өлшеміне  тәуелді. 
Материалдық нүктенің инерция моменті   
I = mR
2
, 
Мұндағы R-айналу осінен нүктеге дейінгі ара қашықтық. 
Дұрыс  пішіндегі  дененің  инерция  мометін  төмендегі  формула  бойынша 
анықтауға болады.  


dm
R
I
2
. 

Қозғалмайтын  оське  қатысты  қатты  дененің  айналмалы  қозғалысының 
динамикасының негізгі теңдеуі. 
I

 = M  . 
z
 
1.
 
Бұрыштық жылдамдық вектор екендігі қайдан шығады? 
2.
 
Бұрыштық  үдеу  дегеніміз  не?  Егер  жылдамдық  бағыты  бойынша 
өзгермесе ол қалай бағытталады. 
3.
 
Механикалық жүйенің еркіндік дәрежесі немен анықталады. 
4.
 
Қозғалыстың  әр  түрлі  жағдайындағы  қатты  дененің  еркіндік 
дәрежесінің саны нешеге тең? 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. Ньютонның бірінші заңы. Инерциалық санақ жүйесі. 
2. Масса. Күш.  
3. Механикадағы күш түрлері. 
4. Ньютонның екінші заңы Ньютонның үшінші заңы  
5.  Геометриалық  дұрыс  пішіндегі  қатты  денелердің  инерция  моменті. 
Штейнер теоремасы. 
 
 
3-дәріс 
Тақырып 3  Импульстың сақталу заңы (1/1/1 сағ) 
Дәріс жинағының жоспары: 
1. Кинетикалық энергия. 
2. Потенциалдық энергия. 
3. Консервативтік күш. 
4. Центрлік күш өрісі. 
5. Механикалық энергияның сақталу заңы. 
6.Импуль моментінің сақталу заңы. 
Материялық  п-нүктесінен  тұратын  жүйені  қарастырайық.  Жүйеге  енетін 
денелер  бір-бірімен  де,  берілген  жүйеге  жатпайтын  денелермен  де  өзара  эсерлесе 
алады. Осыған сәйкес жүйе денесіне эсер ететін күштерді ішкі жэне сыртқы күштер 
деп  бөлуге  болады.  Ішкі  күштер  деп - жүйеге  кіретін  жүйёлердің  әсер  етуін,  ал 
сыртқы  күштер  деп  жүйеге  жатпайтын  күштерді  айтамыз.  Сыртқы  күштер  жоқ 
болып қалғанда, жүйені түйьщ деп айтамыз.  
Дененің  немесе  жүйенің  жұмыс  істей  алатын  қабілетін  энергия  дейді. 
Дененің орнына ғана байланысты болатын күштер үшін олардың денеге қатысты 
істейтін  жұмысы  жолға  тэуелді  болмай,  дененің  кеңістіктегі  бастапқы  және 
соңғы орнымен ғана анықтацатын жағдайы болады. Бүл жағдайда күштер өрісін 
потенциалдық деп, ал күшінің өзін консервативтік деп атаймыз. 
E  = mgh, 
 
p
gradE
F



p
 
Жұмысы дененің бір орнынан екінші орынға ауысқандагы жолына тэуелді 
күштер консервативтік емес күштер деп аталады. 
Кинетикалық энергия төмендегі формуламен өрнектеледі.  

2
2

m
E
k

 
Гравитациялық  күш  өрісі  орталық  күш  өрісі  болып  табылады.  Кернеулік 
және  потенциал  гравитациялық  күш  өрісінің  сипаттамасы  болып  табылады. 
Кернеулік – гравитациялық өрістің  күштік сипаттамасы болып табылады. 
m
F
G



. 
Потенциал – гравитациялық  өрістің    энергетикалық  сипаттамасы  болып 
табылады. 
 
m
Е
p


. 
Потенциал мен кернеуліктің арасындағы байлаыс: 
.

grad
G



 
Энергияның сақталу заңы араларында тек консервативтік күштер әсер ететін 
дененің  тұйық  жүйелерінің  толық  механикалық  энергиясы  тұрақты  болып 
қалады.Е = const . 
Консервативтік  емес  күш  болған  жағдайда  толық  механикалық  энергия 
айналуы консервативтік емес күш жұмысына тең болады. 
Е  – Е  =А
. 
кон.емес
2
1
Импульс  моментінің  сақталу  заңы:  дененің  тұйық  жүйе  импульс  моменті 
тұрақты болып қалады.  
.
const
L


 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. Импуль моментінің сақталу заңы. 
2.  Механикалық  жүйенің  центрлік  массасы  және  оның  қозғалысының 
заңдылықтары. 
3. Жұмыс. Қуат. 
 
4-дәріс 
Тақырып 4  Арнаулы салысырмалы теория постулаттары (1/-/- сағ)
 
Дәріс жинағының жоспары: 
1. Эйнштейн постулаттары. 
2. Лоренц түрлендірулері. Лоренц түрлендірулерінен шығатын салдар. 
3. Оқиғалар арасындағы аралық. 
4. Жылдамдықтарды қосудың релятивистік заңдары. 
 5. Релятивистік динамика. 
 
1905 жылы Эйнштейн кеңістікте уақыттың әлсіз гравитациялық өрістер үшін 
физиканың  теориясын  қүрастырды.  Бүл  арнаулы  салыстырмалы  теория.  Осы 
теореманың негізінде Эйнштейннің екі постулаты жатады: 
 

1) 
Осы  тұжырымдарға  барлық  инерциялы  жүйелерде  табигаттың  заңдары 
бірдей    тү-жырымдалады      немесе    табиғат    заңдарының    теңдеулері    Лоренц 
түрлендірулеріне инвариантты болып табылады. 
2) Вакуумдағы      жарық      жылдамдығы      жарық      көздерінің      қозғалысына 
байланысты  емес  жэне  сондықтан  барлық  инерциялық  жүйелерде  бірдей. 
1887   жылы      Майкелсон      Морли      эксперименттерінде      екінші      постулатты 
дәлелдеді. Бұл эксперименттен жарық жылдамдығын есептеді. 
1
 Вакуумдағы жарық жылдамдығы С табиғатта кездесетін жылдамдықтың шегі 
болады. 
Лоренц түрлендіруі. Екі инерциялық санақ жүйелері 

























2
2
0
2
0
1
,
,
,
1




x
c
t
t
z
z
y
y
t
x
x























2
2
0
2
0
1
,
,
,
1




x
c
t
t
z
z
y
y
t
x
x
 
және 
 
Лоренц түрлендірулерінің салдарынан: 
 1)  Уақыттың  салыстырмалылығы.  Уақиға  бір  санақ  жүйесінде  біркелкі,  ал 
басқа санақ жүйесінде біркелкі емес 
2) Әр түрлі санақ жүйесіндегі дененің ұзындығы. 
.
1
2
0


 l
l
 
l қозғалған жүйедегі стержннің ұзындығы,  l
0 
тыныштық күйдегі стержиннің 
ұзындығы. 
3) Уақиғалар арасындағы уақыт айрымы: 
.
1
2






 
Жылдамдықтарды қосудың релятивтік заңы. 
.
1
1
,
1
1
,
1
2
0
2
2
0
2
2
0
0
c
c
c
x
z
z
x
y
y
x
x
x






























 
Материалдық нүктенің релятивтік динамикасының негізгі заңы. 









2
0
1





m
dt
d
dt
p
d
F
. 
Еркін бөлшектің толық энергиясы: 
2
2
0
2
1




c
m
mc
E
. 
Тыныштық энергиясы 
E = m c
2
 . 
0
Бөлшектің кинетикалық энергиясы үшін релятивтік өрнек. 

E  =E – E . 
k
0
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. Тұтас орта түсінігі. Үзілместік тейдігі. 
2. Бернулли теңдеуі. 
3. Сұйықтардың ламинарлық және турбулентті ағысы. 
4. Серпімді кернеу. Серпімді деформацияланатын дененің энергиясы. 
 
5-дәріс 
Бөлім  2  Молекулалық физика және термодинамика 
Тақырып  1  Молекулалық - кинетикалық теория. Статистистикалық 
таралу (1/1/1 сағ) 
Дәріс жинағының жоспары: 
1.
 
Идеал газ. Молекулалық – кинетикалық теорияның негізгі теңдеулері. 
2.
 
Максвел таралуы. Бөлшектің жылулық қозғалысының жылдамдығы. 
3.
 
Сыртқы потенциал өрісіндегі бөлшек үшін Больцман таралуы. 
4.
 
Еркіндік  дәреже  саны.  Энергияның  еркіндік  дәреже  бойынша 
таралуы. 
5.
 
Идеал газдың ішкі энергиясы. 
 Зат қүрылысы дискретті, яғни ол бөлшектерден, атомдардан тұрады. 
1.
 
Бөлшектер үздіксіз, ретсіз жылулық қозғалыста болады. 
2.
 
Бөлшектер  арасында  өзара  эсер  күші  болады.  Газ  күйін  толық  сипаттау 
үшін,  қандай  да  болмасын  бір  күй  функциясының  нақты  түрін  немесе  толық 
параметрлер жүйесінің мәндерін көрсету керек. 
Күй  функциясына  ішкі  энергия  энтропия,  энтальпия  жатады.  Ал 
параметрлерге  газ  көлемі,  қысымы,  температурасы  жэне  массасы  алынады. 
Параметрлерді  тікелей  өлшеуге  ыңғайлы  болғандықтан,  практикада  газ  күйін 
жоғарыда аталған толық параметр жүйесі өрнектейді. Параметрлер арасындағы 
байланысты анықтайтын теңдеуді, формуланы макроскопиялық дене күйінің теңдеуі 
газ күйінің теңдеуі 
деп а'талады. 
Идеал газ. Егер қарастырылатын газ жеткілікті түрде дэрежеде сиретілген болса, 
(яғни,  ыдыстың  бір  қабырғасынан  екінші  қабырғасына  жеткенше  молекула 
басқа молекуламен соқтықпаса); 
1.
 
молекулалар арасындағы өзара әсер есепке алынбаса; 
2.
 
молекулалар  серпімді  материалық  нүкте  ретінде  қарастырылса,  онда 
бүл 
идеал газ 
деп аталады. 
Идеал  газ  молекуласының  ыдыс  қабьфғаларына  түсіретін  қысымы 
молекуланың сол қабырғаларды соққылауынан пайда болады. Бүл тү-жырымды 
түсіндіру үшін, идеал газ толтырылған а қабырғасы А тең куб қарастырайық. 
Молекуланың 
орташа 
квадраттық 
жылдамдығы
 
,
...
2
2
2
2
2
1
N
N
i
i
N
кв











 
 

Молекуланың  ілгерлемелі  қозғалысының    кинетикалық  энергиясының 
орташа 
мәні:
,
2
...
2
2
...
2
2
2
0
2
2
2
2
1
0
2
0
2
2
0
2
1
0
кв
N
N
k
m
N
m
N
m
m
m
Е
























 
мұндағы m  – бір молекуланың массасы. 
0
Молекула – кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі: 
,
3
2
3
1
2
0
k
кв
Е
n
nm
p



 
мұндағы n – молекула концентрациясы. 
Идеал газ күйінің теңдеуі: 
p = nkT, 
мұндағы k – Больцман тұрақтысы. Осы теңдеулерден келесі теңдікті аламыз:  
.
2
3
kT
Е
k

 
Максвеллдің газ молекуланың жылдамдық бойынша бөліну заңдылығы 
Молекулалар  қауырт  қозғалыста  болғанДықтан,  молекуланың  жылдам-дығын 
дәл  мына  санға  тең  болады  деп  айта  аламыз.  Дегенмен,  берілген  жылдамдық 
аралығында  қанша  молекула  болатынын  анықтайға  болады.  Мұны  ағылшын 
ғалымы  Максвелл  анықтаған.  Егер dN жылдамдығы dv интервалында  жататын 
молекулалардың саны болса, онда таралу функциясы 


Nd
dN
f

)
(
 
сІҮ
 
Мұнда N - газ молекуласының саны. 
Ықтималдықтар теориясын пайдаланып, Максвелл таралу функциясын, есептеп 
шығарған. 
kT
m
e
kT
m
f
2
2
2
3
2
0
2
4
)
(
0













 
Бұл таралу формуласы. 
Ішкі потенциалдық  бөлшек үшін Больцман таралуы: 
kT
E
p
e
n
n


0
, 
 
Максвелл  заңы - бұл  статистикалық  заңцылық,  себебі,  ол  ықтималдық 
теориясына  негізделген.  Бұл  заңдылық  ретсіз  қозғалыстагы  молекулалар  саны N 
неғұрлым көп болса, соғұрлым дәлірек орындалады жэне идеал газ молекуласының 
ретсіз жылу құбылысына сэйкес келеді. 
 
Молекулардың  еркіндік  дәрежесі    –  координаталарға  тәуелсіз,  дененің 
кеңістіктегі  орнын  анқтайды.  Материалдық  нүктенің  кеңістікте  үш  еркіндік 
дәрежесі бар. Абсолют қатты дененің алты еркіндік дәрежесі бар.  
.
2
RT
M
m
i
U

Идеал газдың ішкі энергиясы:
 

Ішкі энергия жүйе күйінің функциясы болып табылады. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.
 
Молекулалық физикадағы заттың моделінін негізгі элементтерін сана. 
2.
 
Көп  бөлшектердің  динамикалық  сипаттамасының  техникалық 
тұрғыдан 
іске 
аспауынан, 
теориялық 
жарамсыздығынын 
тәжірибеде 
пайдасыздығы неліктен. 
3.
 
Сақталу  заңына  сәйкес  келетін,  бірақ  қолжетпейтін  заттың  күйіне 
мысал келтір. 
4.
 
Температура өскен сайын Максвелл таратуы қалай өзгереді. 
5.
 
Қандай 
дене 
температураның 
термодинамикалық 
абсолют 
шкаласында термометрлік есебінде алынған. 
6.
 
Әртүрлі интервалдарда қандай термометрмен және өлшеу әдістерімен 
температура өлшенеді? 
 
6-дәріс 
Тақырып  2  Термодинамика негіздері  (1/1/1 сағ) 
Дәріс жоспары. 
1. Термодинамиканың бірінші бастамасын 
2. Идеал газдың жылу сиымдылығының  молекула –кинетика теориясы және 
оның кемшілігі.. 
3. Энтропия. Энтропияның күйдің ықтималдылығымен байланысы. 
4. Карно циклы және оның ПӘК. 
5. Термодинамиканың екінші бастамасы және оның физикалық мәні.  
Термодинамиканың бірінші бастамасы Термодинамика   -   барлық   жылулық   
құбылыстарды      молекулалық-кинетикалық  теорияны    кірістірмей,  тек 
энергияның   алмасу  тұрғысынан  түсіндіретін физиканың  бөлімі болғандықтан, 
бастама деген қосымша ат 
берілген. 
1-ші жүйеге сырттан берілген жылу мөлшері Q оның ішкі энергиясын 
үлғайтуға жэне сыртқы күшке қарсы жұмыс  A істеуге  жұ.мсалады. 
Q = 

U + A. 
Заттың  меншікті  жылу  сыйымдылығы  деп - массасы 1 кг  заттың 
температурасын ІКельвинге қыздыруға қажетті жылу мөлшерін айтады.
 
dT
M
m
Q
d
с


 
Молекулалық-кинетикалық   теория   бойынша    1    моль   газдың   ішкі 
RdT
i
dU
2

энергиясының өзгерісі  
 

.
2
R
i
c
V

 
Энтропия  – жүйенің бей – берекет дәрежесі болып табылады. 
Бір айналым цикл кезінде сырттан алған жылу мөлшері істеген жұмысына тең. 
Дегенмен, айналымды процесс кезіндегі жүйе алған жылуының бір бөлігін сыртқа 
қайтарып береді. 
Q=Q -Q
1
2 
Q - алған жылу мөлшері; 
1
Q  - берген жылу мөлшері. 
2
 
 
Айналымды процестің термиялық пайдалы әсер коэффициенті: 
1
2
1
2
1
1
1
Q
Q
Q
Q
Q
Q
A






 
 Идеал жылу мөлшерінің Карноцикл бойынша жұмыс істесе: 
1
2
1
T
T
T
η


 
Термодинамиканың 2-ші  бастамасы  температурасы  Т   жоғарғы  жылу  көзінен 
1
бір айналымда алынатын жылу мөлшері Q
 
жұмыстық денеге беріліп, А жұмысын 
1
өндіреді. Ал қалған жылудың бір бөлігі Q , Q =Q -A  суытқышқа беріледі. Тиімділік 
2
2
1
тұрғысынаң  қараганда,  өндірілген  жүмыс  қыздырғыштан  алынған  Q     жылу 
1
мөлшерінің  қандай  бөлігі  екенін,  ПӘК-нің  білуі  өте  қажет. 
  Бірақ  бүл 
.
2
,
1

 Q

мүмкін  емес, 
яғни  бір  ғана  жылу  қозғалтқыштың 2-ші  түрдегі  мэңгі 
,
0
2

Q
қозғалғыш  перпетум  мобелі  жасау  мүмкін  емёс.  Бұдан  термодинамиканың 2-ші 
бастамасының негізгі қағидалару шығады: 
а) 
жылу  өз  бетімен  температурасы  төмен  денеден,  температурасы  жоғары 
денеге берілмейді. Ол Клаузиус тужырымы; 

S 
 0. 
 
б) табиғатта  қыздырылып  алынған  жылуы  оған  эквивалентті  жұмысқа 
тікелей  айналдыратын  процесстің  болуы  мүмкін  емес.  Бүл  Томсон  немесе 
Планк тұжырымы. 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1.
 
Молекулалық физикадағы заттың моделінін негізгі элементтерін сана. 
2.
 
Көп  бөлшектердің  динамикалық  сипаттамасының  техникалық 
тұрғыдан 
іске 
аспауынан, 
теориялық 
жарамсыздығынын 
тәжірибеде 
пайдасыздығы неліктен. 
3.
 
Сақталу  заңына  сәйкес  келетін,  бірақ  қолжетпейтін  заттың  күйіне 
мысал келтір. 
4.
 
Температура өскен сайын Максвелл таратуы қалай өзгереді. 
5.
 
Қандай 
дене 
температураның 
термодинамикалық 
абсолют 
шкаласында термометрлік есебінде алынған. 
6.
 
Әртүрлі интервалдарда қандай термометрмен және өлшеу әдістерімен 
температура өлшенеді? 

жүктеу/скачать 1,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: