Г г ъ 7 ъ Қазақстан республикасы бшім және ғылым министрлігі павлодар мемлекеттпс педагогичкалық институты қ.Қ. Қайырбаев жалпы физика курсы оқулық



Pdf көрінісі
бет8/26
Дата10.01.2017
өлшемі8,69 Mb.
#1554
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   26
§1.  Инерция  күші.
Ньютон  зандары  тек  кана  инерциялық  санақ  жүйесінде 
орындапатыны  белгілі.  Сондықтан,  қарастырылып  отырған  қоз- 
ғалыстағы  дене барлық  инерциялық жүйеғе  қатысты  бірдей 
үдеуіне 
ие  болады.  Кез  келғен  инерциялық  емес  санақ  жүйесі  инерциялық 
санақ  жүйесіне  катысты  бірш ама  үдеумен  қозғалатын  болғандықтан, 
дененін  инерциялық  емес  жүйедеғі  и>  үдеуі  »  үдеуінен  өзғеше 
болады. 
Дененің 
инерциялық 
және 
инерциялық 
емес 
санак 
жүйесіндеғі үдеулерінің айырымын  а  символымен белғілейік:
ц і - -  а 
(
1
)
Еғер  инерциялық  емес  жүйе  инерциялық  жүйеғе  қатысты 
ілгерілемелі  козгалыс  жасаса,  онда  а  инерциялық емес  санақ жүйесі- 
нің  үдеуін  көрсетеді.  Айналмалы  козгалыс  кезінде  инерциялық емес 
санак  жүйесінің  әртүрлі  нүктелерінің  үдеуі  бірдей  болмайды.  Бүл 
ж ағдайда  а- ны  инерциялық  емес  жүйенің  инерциялық  жүйеге 
қатысты козғалысының үдеуі ретінде түсіндіруге болмайды.
Қозгалысы  қарастырылып  отырган  денеге  басқа денелердің  эсер 
етуінен  пайда  болған  барлық  қорытқы  күштер  / -ке  тең  болсын. 
Сонда,  Ньтонның екінші  заңына сэйкес:
т
Инерциялық  емес  санақ  жүйесіне  қатысты  үдеуді  (1)  өрнекке
сәйкес  мынадай түрде жазуға болады:
-   -   -  
1
 
7
  -  
м/
  - м
’- а  -
 —  
)   ~ а . 
т
Сонымен,  егер  денеге  түскен  барлық  қорытқы  күш  нольге  тең 
болса  да,  дене  инерциялық  емес  санақ  жүйесіне  қатысты  ( - а )   үдеуі- 
мен, яғни  осы денеге ( - т  а) -   ға тең күш әсер еткендей  козгалады.
Демек,  қозғалысты  инерциялық  емес  санак  жүйесінде  сипаттап 
баяндауга  тек  инерциялық  жүйелерде  орындапатын  динамика теңдеу- 
лерін  пайдалануға болады, яғни  бүл тендеулерде денелердің бір-біріне 
эсер  етуінен  пайда  болған  күштер  мен  қатар  инерция  күші  деп 
аталатын  күш  те  ескеріледі,  ал  бүл  инерция  күші  дененің  массасы  мен 
оның  инерциялық  жэне  инерциялық  емес  санақ  жүйелеріне  қатысты 
кері  таңбамен  апынган  үдеулері  айырымының  көбейтіндісіне  тең 
деуге болады:
90

/ й  = т (ү і-у /)~ -т а . 
(
2
)
Сонда,  Ньютонның  екінші  заңының  тендеуі  инерциялық  емес 
санақ жүйесінде мынадай түрде жазылады:
ш»  -  /  + / й 
(3)
Осы 
жогарыда 
айтыл- 
ғандарды  мынадай  мысалмен 
түсіндірейік.
Арбага  бекітілген  крон- 
штейнге  жүк  байлаган  жіп 
ілінген  (55-сурет).  А рба  ты- 
ныш 
түрса 
немесе 
үдеусіз 
қозгалса,  жіп  тік  орналасады
да,  Р   ауырлық күші  жіптің  / г 
реакциясымен теңгеріледі.
Енді  арбаны  үдеуі  т  
болатын 
ілгерілемелі
і
I
у.
1  )

ж
- > х '
/ / / / ? / / / :
55-сурет
қозгалысқа  келті-рейік.  Сонда  жіп,  тік  қалыптан  Р  және  / г  қорытқы 
күштері  дененің  и-о-ге  тең  үдеуін  камтамасыз  ететіндей,  бүрышқа 
бүрылады. Арбамен байланысты санақ жүйесіне  қатысты  дене  Р  жэне 
/ ,   қорытқы  күштерінің нольден  өзгеше  екендігіне  карамастан  тыныш 
қалыпта түрады.  Бүл  санақ жүйесіне  қатысты дене  үдеуінің болмауын, 
осы денеге  Р  жэне  / ,   күштерінен басқа
1  т  -  -т т  
(4)
инерция  күшінің эсерімен де түсіндіруге болады.
Инерция  күшін  енгізу  дененің  қозгалысын  кез  келген  инер- 
циялык,  сондай-ақ  инерциялық  емес  санақ  жүйелерінде  бірдей 
қозгапыс тендеулері  арқылы  сипаттап  баяндауга мүмкіндік береді.
И нерция  күш ін ,  серп ім ділік,  г р а в и т а ц и я л ы қ   жэне  үйкеліс 
күштері  сиякты  күштермен,  ягни  бір  денеге  басқа  денелердің  эсер 
етуінен  пайда  болган  күштермен  қатар  қоюга  болмайтындыгын  анық 
түсінген  жен. 
Инерция 
күші 
механикалық  қүбылыстар 
қара- 
стырылатын  санақ  жүйелерінің  қасиеттеріне  байланысты  пайда 
болган.  Осы  магынада  инерция  күшін  ф и к ти в т і  күш   деп  атай д ы . 
Инерция  күшін  қарастыруды  енгізу  негізінде  к аж ет.  Ш ындыгында, 
қандай  д а  болмасын  қозгалысты  эрқашанда  инерциялық  санак 
жүйесіне  қатысты  қарастыруга  болады.  А лайда  іс  жүзінде  дененің 
инерциялық  емес  санак  жүйесімен,  мысалы,  Ж ер  бетімен  сапыс- 
тыргандагы  қозгапысының  өзіне  көңіл  қоюга  тура  келеді.  Инерция
91

күшін  пайдапану  осындай  жүйеге  тікелей  қатысы  бар  мәселені 
шешуге  мүмкіндік  береді,  мүның өзі  көбінесе қозғапысты  инерциялық 
жүйеде  қарастырғаннан гөрі  едэуір оңайырақ болады.
§2.  Центрден тепкіш  инерция  күші.
со 
бүрыштық 
жылдамдықпен 
т. 
осіне  перпендикуляр  айнапатын  дискіні 
қарастырайық  (56-сурет).  Дискімен  қоса 
шабаққа 
кигізіліп, 
дискінің 
центріне 
серіппемен  бекітілген  кішкентай  шар  да 
айналады.  Диск  айнапған  кезде  шабаққа  х - 
бекітілген  шар,  серіппенің  керілу  күші 
шар  массасы  мен  центрге  тартқыш  ш2К 
5
б-сурет
(К.-шардың  дискі  центрінен  қашықтыгы) 
үдеуінің көбейтіндісіне тең болатындай  калыпта болады.
Дискімен  байланысты  санак  жүйесіне  қатысты  шар  тыныш 
түрады,  өйткені  серіппе  жактан  эсер  ететін  күштен  басқа,  шарга 
инерция  күші  жүмсапған:
/ т= т ш 2 К . 
(5)
Инерция  күші  диск  центрінен  радиус  бойымен  бағытталған. 
Айналып  түрған  (инерциялық жүйеге  қатысты) санақ жүйесінде  пайда 
болатын  (5)  инерция  күшін  центрден  тепкіш  ннерция  күші  деп
айтады.
Айналып  түрган  санақ  жүйесіндегі  әртүрлі  нүктелер  инер- 
циялык  жүйемен  салыстырганда  шамасы  мен  багыты  бойынша 
түрліш е  үдеуге  ие  болады.  Осыған  сәйкес  центрден  тепкіш  инерция 
күші  айналып  түрган  санак  жүйесіндегі  дененің  каппына  байланысты 
болады.
Центрден  тепкіш  инерция  күші  айналып  түрган  санақ  жүйесін- 
дегі денеге, осы жүйеде дене тыныш түр ма, жоқ әлде, оған қатысты  и 
жылдамдықпен  қозғалып  келе жатыр  ма, соган  қарамастан  әсер етеді.
Дененің  жер  бетімен  салыстырғандағы  қозғапысы туралы  есепті 
дәл  шешу  үшін  п ш 2ж
  К ж  со
8
ф-ге  тең  болатын  центрден  тепкіш 
инерция  күшін  ескеру  керек,  мүндагы  /и-дене  массасы,  шж-Ж ердің  ез 
осінен  айналгандагы  бүрыштық  жылдамдығы,  Кж  -ж е р   шарынын 
радиусы,  ф-белгілі  бір жердің ендігі.
92

Айналып  тұрған  жүйеде  осы  жүйемен  салыстырғанда  қоз- 
галыста  болатын  денеге,  центрден  тепкіш  күштен  басқа,  тағы  бір 
қосымша  күш  әсер  ететіндігін  көрсетейік.  Ол  күшті  француз 
математигі  Кориолистің  қүрметіне  К ори оли с  күш і  деп  атайды. 
Кориолис  күші  айналып тұрган  жүйемен  салыстыргандагы  дененің  и 
жьшдамдығына  жэне  жүйенің  айналу  ш  бүрыштык  жылдам-дығына 
байланысты болады.
1. 
Ең  апдымен 
мынандай 
дербес 
жағдайды 
карастырайык.
Қозғалысы  қарастырылатын  жүйе 
дегеніміз  тұрақты  со  бұрыштық 
жылдамдықпен  вертикаль 
0
  осінен 
стрелкамен 
көрсетілген 
бағыт 
бойынш а  айналатын  диск  болсын 
(57-сурет).  Оны  шартты  түрде  а- 
денесі  деп  атайық.  Соңда  а  денесі, 
дискімен 
салыстырғанда, 
А 
5 7 -су р ет
нүктесінен  шыгып  ОС  радиусының
бойымен  і>  жылдамдықпен бір  қалыпты  қозгалсын.  Ді уақыт ішінде а 
денесі  Аы   А В - и М   жол  жүреді.  ОС  радиусы  осы  Ді  уақыт  ішінде 
қозғалмайтын 
координаталар 
жүйесінде,  дискі 
айналгандықтан, 
\<р = соАі бұрышына  бұрылады  да,  дене  /1-нүктесінен  Д-нүктесіне 
жьшжып  барады.  Қозгалмайтын  координаталар  жүйесінде  а  денесі, 
бір  мезгілде  екі  қозғалысқа  қатысады:  дискімен  салыстырғанда  и 
жьшдамдығымен  қозгалады  жэне  айналған  дискімен  бірге  козғапады. 
Дискінің  эртүрлі  нүктелері  үшін  дискінің  айнапыс  сызыктық 
жылдамдыгы  түрліше  болады.  Оның А  нүктесіндегі  мәнін  і>,  эрпімен 
белгілейік.  Егер  а  денесі  тек  і>г  айналыс  жылдамдығымен  жэне  и 
сапыстырмалы  жылдамдыгымен  козгалған  соң,  а  денесінің  В 
нүктесіне келуі  керек  еді  (А В//АВ).  Ш ындығында а  денесі Д  нүктесіне 
ауысады.  М ұның  осылай  болуының  себебі:  а  денесі  айналыс 
центрінен  кашықгаган  сайын  айналыстыц  иг  сызықты  жылдамдыгы 
артып  отырады.  Сонымен,  қозғалмайтын  координаталар  жүйесімен 
салыстырғанда,  радиус  бойымен  қозғалган  а  денесінің  жьшдамдыгы 
үздіксіз  өзгеріп  отырады:  ол  үдей  қозғалады.  Оның  н>  үдеуінің 
шамасын  а  денесінің  Ді  уақытта  жүрген  қосымша  Ді  -  В Д   жолы 
арқьшы анықтауға болады.  57-суреттен мынаны табамыз:
М = АВА( р
 
немесе,  А В
 
= д^ . и М   жэне  д 
 
соАі
 
болғандықтан,
§3.  К ориолис күш ітері.
93

Д$ « 
т о
  (А/)2 • 
(6)
Сонымен, 
А
8
 
қосымша  жолы 
Аі  уақыттың 
квадратына 
пропорционал  болып  өседі.  Осылайша жолдың уақыттың  квадра-тына 
пропорционал  болып  өсуі  тұрақты 
м>
  үдеумен  қозғалған  жағдайда 
ғана,  яғни  бір  қалыпты үдемелі  қозғалыста кездесетіндіғі  белғілі:
Д
5   ~
\ ^ ( А
і ) 2 .
Осы  тендікті  (
6
)  теңдікпен  салыстырып,  а  денесіне  берілетін 
үдеуді табамыз;
м>  =  2со о   .
 
(7)
Осы  үдеу  салыстырмалы  и 
жылдамдығына  перпендикуляр 
болып,  біз  қарастырып  отырған  мысалда  оң  жаққа  қарай  бағытталған. 
а  денесіне  осындай  үдеу  беру  үшін  оған  оң жаққа қарай  бағытталған/  
күшін түсіру  қажет,  ол/=д?ш,  мұндағы  /я-дененің массасы. Е ғ е р /к ү ш і 
болмаса,  онда дене  дискімен  бірғе  айналған  координаталар  жүйесінде 
өзінің 
дискі 
радиусы 
бойымен 
қозғалған 
«түзу 
сызықты» 
қозғалысынан  ауған болар еді.
Ньютонның  үшінші  заңы  бойынш а  шама  жағынан /  күшіне  тең, 
бірақ  оған  қарама-қарсы  бағытталған / к  күші  а  денесі  қозғалғанда оны 
радиус  бойында  ұстап  тұратын  байламдарға  түседі.  Бұрын  үдемелі 
жүйелерді 
қарастырғандағыдай, 
дискімен 
қосьша 
айналатын 
координаталар  жүйесін  пайдаланып,  / к  күші  а  денесінің  өзіне 
түсірілғен деп  есептейміз.
Сонымен, 
айналып 
түрған 
жүйеде 
радиус 
бойымен 
о ' 
жьшдамдығымен 
қозғалатын 
денеғе 
сол 
и - к е  
перпендикуляр 
бағытталған  «инерциялық»  күш түседі, ол
/ * = 2
 
с о о т .
 
(
8
)
Осы 
/ һ 
күші 
К ориолис 
күш і  деп 
аталады.
2. 
Енді  а  денесі  дискінің  үстінде  центрі 
айналыс 
осінде 
жатқан 
шеңбер 
бойымен 
қозғалғанда  да  Кориолис  күші  әсер  ететіндіғін 
көрсетейік 
(58-сурет). 
а 
денесі 
дискімен 
салыстырғанда 
о
  жылдамдығымен  қозғалған 
кезде 
оның 
қозғалмайтын 
координаталар 
жүйесіндеғі  толық  жылдамдығы  иг  +и  -қа  тең  болады,  мүндағы  ог  -  
дискінің 
а 
денесі 
түрған 
орнының 
айналысының 
сызықтық 
жылдамдығы.  Сондыктан  а  денесіне  мынадай  центрғе  тартқыш  күш 
әсер  етеді:
г 
т(ог + о
')2
Л   " 
р
94

мұндағы 
К
  -   айналыс  осінен  денеге  дейінгі  қашықтық.  Осы 
өрнектегі  (ог +о')  қосындысының  квадратын  тапсақ,  онда  мынау 
шығады:
тиі 
/тш
'2
 
2ти  ог
/ и  =  
-  + ------------------- + --- .
^  
К  
К  
К
Дискімен  байланысулы  координаталар  жүйесінде 
мүшесі
К
центрден  тепкіш  инерциялық  күшті  анықгайды,  ол  күш  диск  со
бұрыштық  жылдамдығымен  айналғанда  пайда  болады; 
мүшесі
к
дене  радиусы  Я  дөңгелекпен  о'  салыстырмалы  жылдамдығымен 
қозғалғанда пайда болатын  центрден тепкіш  күшті  анықгайды;  мына
/  = 2т^-^~ = 2тисо ,
К
мүшесі  бір  мезгілде  эрі  дискінің  айналуы,  эрі  дененің  дискімен 
салыстырғанда  қозғалуы  нәтижесінде  пайда  болған  қосымш а  күшті 
анықтайды.
/   күшіне  тең,  бірақ  оған  қарама-қарсы  жаққа  қарай  бағыт- 
талған,  / к  күші  бұл жағдайда К ори оли с  кү ш і болып табьшады.
Бүл  күш  шама  жағынан  радиус  бойымен  қозғалғанда  пайда 
болатын  күшке  дәл  келеді 
( 8
  формула),  бұл  да  салыстырмалы 
жылдамдыққа перпендикуляр болып бағытталады.
3.  Енді  мынадай  жағдайды  қарастырайық:  а  денесі  о  салыс- 
тырмалы жьшдамдығымен  қозғалсын  жэне  ол  жылдамдықтың  бағыты 
ОС радиусымен  р  бұрышын жасасын (59-сурет).
Бұл  жағдайда  о  жылдамдығын  екі  құрау- 
ш ыға  жіктеуге  болады;  сонда  олардың  біреуі 
радиус  бойымен  бағытталған:  ц   = о с о зр ,  екіншісі 
радиусқа  перпендикуляр:  и'2 =о' зіпр  болсын.  (
8

өрнек бойынша  о[  қүрауш ысына  / к1  = 2тсои  соз р ,
Кориолис күші,  о2  қүраушысына  / к2  = 2тсои' зіпр , 
күші  сэйкес  келеді;  сонда  Кориолистің  толық 
күші
Л  - 7/и 
+ / * 2
 
~ 2 т а ю \
Сонымен, 
о' 
салыстырмалы 
жылдам- 
дығының  кез  келген  бағыты  үшін  Кориолис  күші  (
8
)  формуламен 
өрнектеледі.
4.  Ақырында,  дененің  қозғалған  бағыты  айналыс  осімен  а 
бұрышын  жасайтын  жалпылама  жағдай-ды  қарастырайық  (60-сурет).
95

Сонда  о  жылдамдыгын  айналыс  осіне 
перпен-дикуляр  оі  кұраушысына  жэне 
айналыс 
осіне 
параллель 
о

кұраушысына 
жік-тейміз. 
Соңғы 
кұраушы 
осьтен 
ара 
қа-шықтыктың 
өзгеруіне  ешбір  себепші  болмайды,  олай 
болса  ол  қосымша  үдеу-лер  мен  күштер 
туғы за  алмайды.  Сондықтан  Кориолис 
күшінің 
шамасы 
тек 
о,  =о  $іпа 
құраушысымен  ғана  анықталады.  (
8

формуладағы  о  -тың  орнына 
и ,
  = о '
8
іпа 
60-гурет
жазылса,  сонда  Кориолис  күшінің  жалпы  формуласы  шығады.  Ол 
мынадай
/ к  = 2тши 
8
Іп а . 
(9)
Егер  векторлық  анализдің  белгілеулерін  пайдалансақ,  онда  / к
Кориолис  күші,  о  жэне  со  векторларының  векторлық  көбейтіндісі 
түрінде былай  анықталады:
/ к  = 2т[и  ©]. 
(9а)
Сонда  / к  Кориолис  күшінің  бағыты  со  және  о 
жатқан
жазықтыққа  перпендикуляр  болады,  егер  бүрғының  басы  (сабы)  о 
векторынан  я>  векторына  қарай  (кішкене  бүрыш  бағыты  бойынша) 
айналса, 
сонда 
/  к 
күшінің 
бағыты 
бұрғының 
ілгерілемелі
қозғалысының багытымен дэл  келеді  (бұрғы  ережесі).
Ж ер  шарының  тэуліктік  айналысы  кезінде  де  белгілі  бір 
бұрыш тық  жылдамдығы  болады,  сондыктан  Жер  бетінде  қозғапган 
денеге де Кориолис  күші  әсер етеді.
§4.  И н ер ц и я л ы   емес  с а н а қ   ж үйесіндегі  дене  қ о зға л ы с ы н ы н  
ж а л п ы   ж а гд ай ы .
Дене  қозғалысын екі  санақ жүйесіне  қатысты  қарастырайық (61- 
сурет).  Оны  бірі  -  К   инерциялы  (козгалмайтын)  жүйе  ,  ал  екіншісі  К  
жүйесі,  бұл  К   жүйесіне  катысты  ілгерілемелі  қозгапыс  жасайтын, 
сонымен  бірге 
2'  осінен  бір  қалыпты  айнапмалы  қозғалатын  жэне  2 
осіне  эруақытта параллель болып  калатын қозғалмалы жүйе.
96

Материялык  т
 
нүкте- 
сінің  К   жүйесіне  қатысты 
қаппы  г
 
радиус-векторымен, 
ал А- жүйесіне қатысты  қалпы 
г
 
радиус-векторымен  анық- 
талады.  Осы  векторлар  мен  К  
координата  жүйесінің  басы- 
нан А" жүйесінің басына дейін 
жүргізілген  г о  радиус-векто- 
рының 
арасында 
мынадай 
қатыс бары айқын:
(П)
(
12
)
радиус-векторының  К
г -  го  + г  . 
(10)
К   жүйесіне  қатысты  т
 
нүктесінің  жылдамдыгы  анықтама 
бойынша мынаган тең:

сГг
Л
ал К   жүйесіне қатысты жылдамдыгы
-
л   ’
болады,  мүндагы 
<іг
 
арқылы 
г 
жүйесіне қатысты өсімшесі белгіленген.
(10)  өрнекке  сәйкес 
г 
радиус-векторының  К   жүйесінде 
байқалатын өсімшесі  мынаган тең:
<іг 
-  
<ІГЪ  + С І Г  
, 
(13)
мүндагы  сіг  К  жүйесіндегі  г'  радиус-векторының  есімш есі,  ол 
жогарыда  анықтапгандай,  К   жүйесінде  байкалатын  <і  г  өсімшесінің 
жэне  [<і<р,г ]-[оіг]<іі  векторынан  қүралады:
сіг 

сі г
  +[и>г  ]Л . 
(14)
Соңгы  қатысты  (13)  өрнекке  қойып,  мынадай  өрнек  шыгарып 
апамыз:
<іг 

сіго  +сІ г  +[а>г  ]сіі.
Бүл  өрнекті  Л -ге  бөліп  әрі  (11)  жэне  (12)  өрнектерді  ескере 
отырып,
V = 
1
>о +о  +[сог ]. 
(15)
формуласын  шыгарып  аламыз,  мүндагы  о
0
 

-  К'  жүйесіне
Л
қатысты  К   жүйесінің  ілгерілемелі  қозгалысының  жылдамдыгы.  Егер
97

К'  жүйесі  ілгерілемелі  ғана  козғалса,  онда  <й = 
0
  болады  да,  (15) 
формула  бізге  бұрыннан  белгілі  и = и' + и
0
  формуласына  айналады.  о

ж эне 
и 
жылдамдықтары 
нольге  тең 
болган 
жағдайда  (15) 
формуласынан  и = [ит]  формуласы шыгады.
Енді К  жүйесінде байқалатын,  әрі  (15) өрнегімен  анықталатын  о 
векторының  өсімшесін  тауып,  шыққан  өрнекті  уақыттың  өсімшесіне 
белсек,  онда
V) = м/о + и< + 2  <ои  +  со  сог 
, 
(16)
болатындығын  табамыз.  М үндағы  ш   -  К  жүйесінің  координата 
басының үдеуі,  яғни  К   жүйесінің «ілгерілемелі» қозғалысының үдеуі.
VII  тараудың  §1-тағы  а = \і- ч і  векторын  т -ге  көбейтіп  жэне 
таңбасын  кері  өзгертіп,  инерңия  күшін  тауып  аламыз  деп  көрсетілген. 
Соған сэйкес (16) формуланы былай жазамыз:
а = м і-у/
  =1 ^ 0 + 2   юі)  +  о  
сог
Демек,
/ („  = -тума + 2т  и со  +та>г а>  . 
(17)
(соңғы  екі  қосылгыштағы  таңбасының  өзгеруі  көбейткіштерді 
алмасытыру арқылы  жүзеге асырылған).
(17)  формулада  инерция  күшінің  барлык  түрлері  болады. 
М әселен,  1)  егер  К  жүйесі  К  жүйесіне  катысты  тек  ілгерілемелі 
козғалыс жасаса  (со = 
0
) , онда инерция  күші мынаған тең  /,„  = - т » 0.
2) 
Ал  айналған  кезде  қосымш а  / к = 2тисо  .  Кориолис  күші 
жэне  /  
= т  со  г со 
центрден  тепкіш  инерция  күші  пайда  болады,
оны  мына  түрге  де  келтіруге  болады  т[<в[г  <и|= тсо2К .  М ынаны  есте 
үстау  қажет.
1.  Дене  өз  қалпын  айналып  түрған  санак  жүйесіне  қатысты 
өзгерткен  жағдайда  ғана  Кориолис  күші  пайда  болады  (і>  =
0

болганда Кориолис күшін көрсететін  өрнек нөльге айналады).
2.  Кориолис  күші  эркаш анда  айналу  осіне  перпендикуляр 
жазықтықта жатады.
98

§5.  Инерциялы  Кориолис  күші  пайда  болаты н  қозгалыс 
мысалдары.  Фуко маятиигі.
Дененің Жер бетіне катысты қозгалысына байланысты  кұбылыс- 
тарды  түсіндіру  кезінде,  бірсыпыра  жагдайларда  Кориолис  күшінің 
тигізетін  әсерін  ескеру  қажет. Мысалы:
1.  Денелердің  еркін түсуі  кезінде,  оларга тік  сызықтан  шығысқа 
қарай  ауытқуына  себепші  болатын  Кориолис  күші  әсер  етеді  (62- 
сурет).  Бүл  күш  экваторда  ең  көп  мэніне  жетеді  және  полюстерде 
нольге айнапады.
62-суреттегі белгілер:
ш  -  Ж ердің  бүрыштық 
жылдамдыгы,  С  -  Солтүстік,  М
-  медиана,  Э  -  экватор,  Б  - 
батыс, Ш  -  шығыс.
2

Ұшып  бара  жатқан 
снарядта  инерциялы  Кориолис 
күшінің 
эсерінен 
ауытқуға 
үшырайды  (63-сурет).
а) 
Зеңбіректен 
сол- 
түстікке 
багыттап 
атқанда 
снаряд  солтүстік  жарты  шарда 
шығысқа  қарай  ,  ал  оңтүстік 
жарты  ш арда  батысқа  қарай 
ауытқитын  болады.
б) 
Меридиан 
бойы- 
мен  оңтүстікке  қарай  атқанда 
ауытқу  бағыты  оған  қарама- 
қарсы  болады.
в) 
Экватор 
бойымен 
атқанда,  егер  зеңбірек  батысқа 
карай  атылса,  Кориолис  күші 
снарядты  Жерге  қысады,  ал 
егер  зеңбірек  шығысқа  қарай 
атылса, 
ол 
күш 
снарядты 
жоғары көтереді.
г) 
Меридиан 
бойымен  кез  келген  бағытта 
(солтүстікке  немесе  оңтүстікке)  қозғалатын  денеге  әсер  ететін 
Кориолис  күші  қозғалыс  багытымен  салыстырганда  солтүстік  жарты
99

ш арда  оңга  қарай  жэне  оңтүстік  жарты  шарда  солга  қарай 
бағытталатындығына көз жеткізуге болады.
д) 
Бұл  жағдай  өзендердің  (ағынды)  солтүстік  жарты  шарда 
эрқашанда 
сол 
жагасының 
кеміріліп 
шайылытындыгына 
экеп 
соқтырады.  Қос  темір  жолмен  (рельспен)  поезд  жүрген  кезде 
рельстердің бірдей тозбайтындыгы да осы  себептермен түсіндіріледі.
3. 
Кориолис  күші  маятниктің  ырғалысы  кезінде  де  пайда 
болады.  М аятник  полюсте тұрғанда,солтүстік  полюсте  Кориолис  күші 
маятниктің жүрісі бойынша  барлық уақытта да оңға қарай,ал оңтүстік 
полюсте  солға  қарай  бағытталған  болады.  М аятниктің  тербелу 
жазықтығы  Жер  мен  сапыстырғанда  сағат  тілінің  бағытына  қарай 
бұрылады,сонымен  қатар  күн  тәулігінде  ол  бір  айналым  жасайды. 
Гелиоцентрлік 
санақ 
жүйесіне 
қатысты 
маятниктің 
тербелу 
жазықтыгы  өзгеріссіз  қалады,  ал  Жер  оған  катысты  бұрылып,күн 
тэулігінде  бір  айналым  жасайды.  <р  ендігінде  маятниктің  тербелу 
жазықтығы 
күн  тэулігінде 
2
тг зіп <р 
бұрыш ка  бүрылатындыгын 
дэлелдеуге  болады.  Сонымен.маятниктің  тербелу  жазықтығының 
айналуын  бақылау,  Жердің  өз  осін  айналатындығының  тікелей 
дәлелдемесі  болады.  Осыны  дэлелдеуге  арналган  маятниктер  Ф уко 
м а я т н и к т е р і деп  аталады.
100

II  Б Ө Л ІМ
М О ЛЕКУЛАЛ Ы Қ Ф ИЗИКА Ж ӘИЕ 
ТЕРМ ОДИН АМ ИКА ИЕГІЗДЕРІ.
ҮІІІ  ТАРАУ. АЛҒАШ ҚЫ  ДЕРЕКТЕР.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   26




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет