Jism harakati va unda ta’sir etuvchi kuchlar orasidagi munosabatlarni dinamika aniqlaydi. Dinamika mexanikaning asosiy bo‘limi bo‘lib, uning asosida Nyuton qonunlari yotadi.
Nyutonning birinchi qonuni: agar jismga boshqa jismlar ta’sir etmasa, u o‘zining tinch holatini yoki to‘g‘ri chiziqli tekis harakatini saqlaydi. Tashqi ta’sir bo‘lmaganda jismlar o‘zlarining tinchlik holatini yoki to‘g‘ri chiziqli tekis harakatini saqlash qobiliyati inersiya deyiladi. Shuning uchun ham Nyutonning birinchi qonuni inersiya qonuni deb ham yuritiladi. Inersiya lotincha so‘z bo‘lib, “qotib qolganlik”, “harakatsizlik” degan ma’noni bildiradi.
Nyutoning ikkinchi qonuni ilgarilanma harakat dinamikasining asosiy qonununi bo‘lib, kuch ta’sirida moddiy nuqtaning mexanik harakati qanday o‘zgarishini ifodalaydi.
Agar bir xil kuch ta’sirida (F=const) har xil jismlar turli xil tezlanish olsa, bunda jism massasi qancha katta bo‘lsa, ularni inersiyasi ham shuncha katta bo‘ladi, tezlanishi esa shuncha kichik bo‘ladi:
Bu tenglama Nyutonning ikkinchi qonunini ifodalaydi, u quyidagicha ta’riflanadi: Kuch ta’sirida jism erishgan tezlanish ta’sir etuvchi kuchga to‘g‘ri, jism massasiga esa teskari proporsionaldir va u kuchning ta’sir tomoniga qarab yo‘nalgan. Nyutonning ikkinchi qonunini quyidagicha ham ta’riflash mumkin: Jismga ta’sir etuvchi kuch jism massasi bilan tezlanishining ko‘paytmasiga to‘g‘ri proporsionaldir
Bunda, F – jismga ta’sir etuvchi kuch
m – jism massasi
a - tezlanish
SI dagi asosiy o‘lchov birliklaridan foydalanib 1kg massali jismga 1 m/s2 tezlanish bera oladigan kuchni o‘lchov birlik sifatida qabul qilingan va u Nyuton deb yuritiladi: ya’ni
1N = 1 kg 1 m/s2 Kuchning dina va kilogrammkuch (kgk) deb nomlangan o‘lchov birliklari orasida quyidagi munosabat o‘rinli:
1 dina = 10-5 1 kgk = 9,80665 N
Nyutoning uchinchi qonuni jismlarning o‘zaro ta’sirini xarakterlaydi va quyidagicha ta’riflanadi: Ta’sir etuvchi va aks ta’sir etuvchi kuchlar miqdor jihatidan teng bo‘lib, yo‘nalish jihatdan qarama- qarshidir:
Bu yerda -ta’sir etuvchi kuch, - aks ta’sir etuvchi kuch.Nyutoning ikkinchi qonuniga asosan quyidagilarni yozish
mumkin: birinchi jism , ikkinchi jism esa tezlanish oladi, yuqoridagi ikki tezlanish ifodasidan
hosil qilamiz. Bu munosabat, o‘zaro ta’sirlashuvchi ikki jism o‘zlarining massalariga teskari proporsional bo‘lgan va qarama-qarshi tomonlarga yo‘nalgan tezlanishlar olganini ko‘rsatadi.
Mexanik ish deganda, jismga ta’sir etuvchi kuch moduli ko‘chish moduli va kuch bilan kuchish yo‘nalishlari orasidagi burchak kosinusining ko‘paytmasiga teng bo‘lgan fizik kattalik tushuniladi
Jismga ta’sir etayotgan kuch (F) va ko‘chish (r)orasidagi burchakni deb belgilaylik. (1-rasm ) ta’rifga asosan bajarilgan ish.
ifoda bilan aniqlanadi
va S larning yunalishlari bir xil , ya’ni
=0 bulganda musbat ish bajariladi
A= (chunki cos o=1)
2) F va S lar o‘zaro perpendikulyar ,ya’ni bo‘lganda ish bajarilmaydi A= 0 (chunki )
3) F va r larning yunalishlari teskari ya’ni = bo‘lganda A=-FS (chunki cos =-1 ).
SI da ishning ulchov barligi sifatida 1H kuchning jismni shu kuch yo‘nalishida 1m ga kuchirishda bajaradigan ishi kabul kilingan Bu birlik joul (j) deb ataladi .
Amalda mashina (yoki ish bajaruvchi )ni xarakterlash uchun faqat bajarilgan ish kattaligini emas ,balki mazkur ish qanday vaqt orlig‘ida bajarilganligi ham ahamiyatga ega. Agar t vakt ichida bajarilgan ish A ga teng bulsa ,mazkur mashinaning birlik vaktda bajargan ishi.
ifoda bilan aniklanadi va uni mashina (yoki ish bajaruvchi ) ning kuvvati deb ataladi .
Agar quvvat formulasidagi A o‘rniga ish formulasini qiymatini qo‘ysak va ekanini hisobga olsak ,
Quvvatning birligi tarzida vatt (Vt) qabul qilingan .1 sekund davomida 1Joul ish bajaradigan mashina (yoki ish bajaruvchi) ning quvvati 1Vt bo‘ladi ,ya’ni :
Energiya-jismning yoki jismlar sistemasining ish bajara olish qobiliyatini xarakterlovchi fizik kattalikdir. Qisqacha qilib kinetik energiyani – harakat energiyasi, potensial energiyani esa – holat energiyasi debatash mumkin.
Kinetik energiya deb jismning o‘z xarakati davomida olgan energiyasiga aytiladi va quyidagi formula bilan ifodalanadi.
Potensial energiya o‘zaro ta’sirlashuvchi jismlarining bir –biriga nisbatan joylashishiga boglik energiyadir
.
Jismning energiyasi (kinetik energiyasi ham potensial energiyasi ham ) ish birliklarida, ya’ni J (joul) da ulchanadi.
Har qanday jism bir vaqtda ham potensial, ham kinetik energiyaga ega bo‘la oladi. Jismning istalgan vaqtdagi kinetik va potensial enernergiyalarining yig‘indisi shu jismning to‘liq mexanik energiyasi deyiladi:
W=Wk+Wn Masalalar
Diametri 20 sm bo‘lgan qo‘rg‘oshin sharga 0,3 m/s2 tezlanish beradigan kuchni aniqlang.
Og‘irligi 104N bo‘lgan avtomobil 5 sekund tormozlangandan keyin tekis sekinlanuvchan harakat qilib, 25 m masofani o‘tib to‘xtaydi. 1) Avtomobilning boshlang‘ich tezligi, 2) tormozlanish kuchi topilsin.
Og‘irligi 1,96 105 n bo‘lgan vagon 54 km/soat boshlang‘ich tezlik bilan harakat qiladi. Agar vagon 1) 1 min 40 sekund, 2) 10 sekund va 3) 1 sekund to‘xtasa, vagonga ta’sir qiluvchi o‘rtacha kuch topilsin.
Yo‘lovchilar bilan birga liftning og‘irligi 800 kG. Lift osilgan trosning tarangligi: 1) 1200 kG va 2) 600 kG bo‘lsa, lift qanday tezlanish bilan va qanday yo‘nalishda harakatlanadi?
Massasi m =2kg bo‘lgan tinch to‘rgan jismga t = 5s davomida F= 4 N kuch ta’sir qiladi. Jism qanday a tezlanish bilan harakatlanadi, u qanday tezlik oladi va shu vaqt ichida u qancha yo‘lni o‘tadi?
20 t massali vagon 0,3 m/s2 o‘zgarmas manfiy tezlanish bilan harakat qiladi. Vagonning boshlang‘ich tezligi 54 km/soat. 1) Vagonga qanday tormozlash kuchi ta’sir qilgan? 2)Vagon qancha vaqtdan keyin to‘xtaydi? 3) Vagon to‘xtaguncha qancha masofani bosib o‘tadi?
kg massali jism biror kuch ta`sirida tеnglamaga muvofiq harakatlanadi.
Bu yеrda , . Vaqtning va paytlari uchun kuchning qiymatlari topilsin. Vaqtning qaysi onida kuch nolga tеng bo`ladi?
Ko‘taruvchi kran tinch turgan yukni 2 m/s2 tezlanish bilan ko‘tarish jarayonida birinchi 5 sekund davomida 2,95 104 J ish bajargan. Yukning massasini aniqlang.
9.Nasos har sekundda 20 l suvni 10 m balandlikka ko‘taradi. Bo‘nda 1 soatda
qancha ish bajariladi? Nasosning quvvati qancha?
10.Massasi 2 kg bo‘lgan snaryad yerga tushgach, 2 m tuproq ichiga botgan.
Agar tuproq qarshilik kuchining o‘rtacha qiymati 1,8 105 n bo‘lsa,
snaryadning yerga tushish paytidagi tezligini toping.