Есеп мазмұнын талдау
I және II дене үшін (сурет 3.21, б) Ньютонның 2-заңын пай-
даланып, динамиканың векторлық теңдеулерін жазайық:
T
P
a
T
P
a
1
1
1
1
2
2
2
2
+
=
+
=
m
m
;
.
T
P
a
T
P
a
1
1
1
1
2
2
2
2
+
=
+
=
m
m
;
.
}
92
ПРОЕКТ
тең (
T
1
=
T
2
=
T
). Ендеше, теңдеулер жүйесін мына түрде жазамыз:
–
T
+
m
1
g
=
m
1
а
;
T
–
m
2
g
=
m
2
а
2
.
Шешуі:
Теңдеулердің оң және сол жақтарын мүшелеп қосып, үдеудің
мәнін табамыз:
m
1
g
–
m
2
g
= (
m
1
+
m
2
)
a
;
a
m
m g
m
m
=
−
(
)
+
=
−
(
)
+
1
2
1
2
2
0 3 0 2 9 8
0 3 0 2
,
, · ,
/
,
,
ì c
≈
2м/с
2
.
Соңғы теңдеуден жіптің керілу күшін анықтаймыз:
T
=
m
2
(
a
+
g
) = 0,2(2 + 9,8)H
≈
2,4 H.
Жауабы:
a
= 2м/с
2
;
T
= 2,4 H.
1. 60 Н күш денеге 0,8 м/с
2
үдеу береді. Қандай күш осы денеге 2 м/с
2
үдеу
береді?
2. Массасы 2 т машина орнынан қозғалып 10 с ішінде 100 м жол жүрді.
Тарту күші неге тең?
3. Қатаңдығы 10
5
Н/м болатын тіркеу тросымен массасы 2 т машинаны
0,5 м/с
2
үдеумен сүйресе, трос қаншаға ұзарады? Үйкеліс ескерілмейді.
4. Дене горизонталь бетте орналасқан (су-
рет 3.22). Динамиканың негізгі теңдеуін
пайдаланып, осы суреттегі дененің қоз-
ғалыс үдеуінің нөлге тең болатынын дә-
лелдеңдер. Суреттегі 1 мм аралық 1 Н-ға
сәйкес келеді.
5. Массасы
m
машина
а
үдеумен тауға
көтеріліп барады. Егер таудың көлбеулік
бұрышы
, ал кедергі коэффициенті
және машинаның тарту күші
F
т
болса,
онда машина қандай үдеумен көтеріліп
барады? Суретін салып шығарыңдар.
Жаттығу 3.3
}
Cурет 3.22
у
x
F
mg
mg
N
a
=
0
v
F
ó.
ү
93
ПРОЕКТ
1. Тәжірибе нәтижелері бойынша да, Ньютонның екінші заңын қа-
растырғанда да әрекеттесетін екі дененің массаларының қатынасы
олардың үдеулерінің сан мәндерінің кері қатынастарына тең болатынын
көрсеттік:
m
m
a
a
1
2
2
1
=
#
.
Мұндағы «минус» таңбасы тәжірибелік деректердің айғағы ретінде
әрекеттесуші денелердің үдеулерінің бір-біріне қарама-қарсы бағыттала-
тынын білдіреді (сурет 3.23,
а
). Үдеу векторлық шама болғандықтан жо-
ғарыдағы қатынасты мына түрде жаза аламыз:
m a
m a
1 1
2
2
= −
.
Ньютонның екінші заңы бойынша бірінші дененің үдеуін оған әрекет
ететін
F
m a
1
1
1
=
күші, ал екінші дененің үдеуін
F
m a
2
2
2
=
күші туғызады.
Ендеше, осы үш өрнекті салыстырып, қарсы таңбамен алынған соңғы екі
вектордың модульдерінің бір-біріне тең екенін көреміз:
F
F
1
2
= −
. (3.6)
Бұл теңдік
Ньютонның үшінші заңын
сипаттайды. Ол былайша
тұжырымдалады:
Денелер бір-бірімен модульдері тең, ал бағыттары қарама-қарсы
күштермен әрекеттеседі.
Мысалы, төмендегі көріністе (сурет 3.23,
а
) адам жүкке қандай
күшпен әрекет етсе, жүк те адамға модулі сондай қарама-қарсы күшпен
әрекет етеді. Олардың
табиғаттары
да бірдей, яғни ортақ арқанның
(сурет 3.23,
а
) немесе серіппенің (сурет 3.20)
серпімді күштері
болып
табылады. Ал егер мектеп зертханасындағы жеңіл арбаларға тұрақты
магниттерді полюстерін қарама-қарсы қойып орналастырсақ, онда олар
да бір-біріне тартылып, үдемелі қозғалыстар жасайды. Бұл жағдайда
магниттердің
F
1
және
F
2
өзара әрекеттесу күштерінің табиғаты да бірдей
болады, яғни
электрмагниттік күштер
болып табылады.
§17.
НЬЮтОННЫң үШіНШі ЗАңЫ
94
ПРОЕКТ
Сурет 3.23. Денелердің өзара әрекеттесуі
a
1
a
2
F
1
F
2
m
1
m
1
m
2
m
2
a
a
F
1
F
2
F
а
)
ә
)
a
1
≠
a
2
a
1
=
a
2
=
a
2. Ньютонның үшінші заңының формуласынан әрекеттесетін екі
дененің массалары мен біреуінің үдеуі белгілі болса, екіншісінің үдеуін
табуға болады. Мысалы, массасы
М
Жер мен оның бетіне
a
g
=
үдеуімен
еркін құлаған массасы
m
дененің өзара әрекеттесуі барысында Жердің
денеге қарай қозғалысының
a
үдеуі Ньютонның үшінші заңына сәйкес
(
M a
= –
m
a
g
=
) мына формуламен анықталады:
a
mg
M
= −
,
мұндағы:
mg
– көбейтіндісін 7-сыныпта
Достарыңызбен бөлісу: |