ՄԱՐՄԻՆՆԵՐԻ ՇԱՐԺՈՒՄՆ ՈՒ ՓՈԽԱԶԴԵՑՈՒԹՅՈՒՆԸ

Մեխանիկա


Մեխանիկա ( մեքենաների կառուցման արվեստ), ֆիզիկայի բաժին է, որն ուսումնասիրում է մարմինների շարժումն ու փոխազդեցությունը:

Մեխանիկայի բաժիններն են դասական մեխանիկան և քվանտային մեխանիկան: Մեխանիկայի կողմից ուսումնասիրվող օբյեկտները կոչվում են մեխանիկական համակարգեր: Մեխանիկայի բաժիններն են՝ դինամիկան, կինեմատիկան, ստատիկանև հոծ միջավայրի ֆիզիկան:

Կինեմատիկան ուսումնասիրում է մարմինների շարժումն ու փոխազդեցությունը, առանց դրանց առաջ բերող պատճառները քննարկելու:

Դինամիկան քննարկում է ոչ միայն մարմինների շարժումն ու փոխազդեցությունը, այլ նաև դրանք առաջ բերող պատճառները:

Ստատիկան քննարկում է մարմինների հավասարակշռությունը:

Մեխանիկայի հիմնական խնդիրն է` որոշել մարմնի դիրքը տարածության մեջ ժամանակի ցանկացած պահին: Մեխանիկական շարժում կոչվում է ժամանակի ընթացքում տարածության մեջ մարմնի դիրքի փոփոխությւնն այլ մարմինների նկատմամբ կամ մարմնի մասերի դիրքերի փոփոխությունն իրար նկատմամբ: Մեխանիկան բաժանվում է նյութական կետի մեխանիկայի, պինդ մարմնի մեխանիկայի և հոծ միջավայրի մեխանիկայի:

Նյութական կետ կոչվում է այն մարմինը, որի չափերը տվյալ պայմաններում կարելի է անտեսել:

Բացարձակ պինդ կոչվում է այն մարմինը, որի ցանկացած երկու կետերի հեռավորությունը շարժման ընթացքում չի փոխվում:

Համընթաց կոչվում է այն շարժումը, որի ընթացքում մարմնի ցանկացած երկու կետեր միացնող ուղիղը մնում է ինքն իրեն զուգահեռ:

Պտտական կոչվում է մարմնի այն շարժումը, որի ընթացքում նրա բոլոր կետերը շարժվում են շրջանագծերով, որոնց կենտրոնները գտնվում են մի ուղղի`պտտման առանցքի վրա, որն ուղղահայաց է շրջանագծերի հարթություններին: Հաշվարկման մարմին կոչվում է այն մարմինը, որի նկատմամբ դիտարկվում են այլ մարմինների դիրքերը: Հաշվարկման մարմինը, նրա հետ կապված կոորդինատային համակարգը և ժամանակի հաշվարկման սարքը` ժամացույցը, միասին կազմում են այնհաշվարկման համակարգը, որի նկատմամբ էլ դիտարկվում է մարմնի շարժումը:


Հետագիծ է կոչվում այն կետերի բազմությունը, որոնցով տվյալ հաշվարկման համակարգում հաջորդաբար անցնում է մարմինը շարժման ընթացքում: Սկզբնակետից հետագծի երկայնքով մինչև մարմնի դիրքը եղած հեռավորությունը, վերցրած համապատասխան նշանով, կորչվում է դիրքաթիվ: Լուծել մեխանիկայի հիմնական խնդիրը նշանակում է գտնել մարմնի դիրքը որոշող մեծության կախումը ժամանակից:

Մարմնի սկզբնական դիրքը վերջնական դիրքին միացնող վեկտորը կոչվում է տեղափոխություն:

Հետագծի երկայնքով մարմնի անցած հեռավորությունը կոչվում էճանապարհ: Ըստ հետագծի ձևի` ամենապարզ շարժումն ուղղագիծ շարժումն է : Շարժումը կոչվում է ուղղագիծ, եթե շարժման հետագիծը ուղիղ գիծ է : Շարժումը կոչվում է կորագիծ, եթե շարժման հետագիծը որևէ կոր գիծ է : Ըստ բնույթի շարժումները լինում են հավասարաչափ և անհավասարաչափ:

Սկալյար կոչվում են այն ֆիզիկական մեծությունները, որոնք բնութագրվում են միայն թվային արժեքով` արտահայտված համապատասխան միավորով: Հավասար կոչվում են այն վեկտորները, որոնք համուղղված են և որոնց մոդուլները հավասար են:

հավասարաչափ շարժման դեպքում մարմնի արագությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է մարմնի անցած ճանապարհը բաժանել շարժման ժամանակին։

Այսինքն՝

արագությունը = ճանապարհ/ժամանակ

Այս արտահայտության մեջ մտնող բոլոր մեծությունները նշանակենք լատինական այբուբենի տառերով.

ճանապարհը՝ s, արագությունը՝ v և ժամա նակը՝ t։ Այդ դեպքում արագությունը որոշելու բանաձևը կարելի է ներկայացնել հետևյալ տեսքով.

v=s/t

հավասարաչափ շարժման դեպքում մարմնի անցած ճանապարհը գտնելու համար արագությունը պետք է բազմապատկել շարժման ժամանակով։

s=v*t

մարմնի շարժման ժամանակը գտնելու համար անցած ճանապարհը պետք է բաժանել արագությանը։

t=s/v

ԻՆԵՐՑԻԱՅԻ ԵՐԵՎՈՒՅԹԸ

Երկրագնդի նկատմամբ հանգստի վիճակում գտնվող մարմինը հանգստի իր վիճակը կպահպանի

այնքան ժամանակ, քանի դեռ այլ մարմիններ նրան այդ վիճակից չեն հանել։

Մարմնի շարժումը այլ մարմինների ազդեցության բացակայությամբ կոչվում է իներցիայով շարժում։

Մարմինների ազդեցությունը միմյանց վրա կոչվում է փոխազդեցություն։

Եթե փոխազդեցության ժամանակ մի մարմինն իր արագությունն ավելի քիչ է փոխում, քան մյուսը, ապա ասում են, թե այն ավելի իներտ է և ունի ավելի մեծ զանգված, քան մյուսը։ Իսկ փոխազդեցության ժամանակ իր արա գությունն ավելի շատ փոխող մարմնի մասին ասում են, թե այն պակաս իներտ է և փոքր զանգված ունի։

Զանգվածը մի ֆիզիկական մեծություն է, որը մարմնի իներտության քանակական չափն է։

Եթե երկու մարմինների փոխազդեցության ժամանակ նրանց արագությունները միատեսակ են փոխվում, ապա նրանց զանգվածները հավասար են։ Իսկ եթե նրանց արագությունները տարբեր չափով են փոխվում, ապա նրանց զանգվածները տարբեր են։

ՄՀ-ում որպես զանգվածի միա վոր ընդունված է մեկ կիլոգրամը (1 կգ)

Այն ֆիզիկական մեծությունը, որը ցույց է տալիս, թե ինչի է հավասար միավոր ծավալով նյութի զանգվածը, կոչվում է նյութի խտություն։

նյութի խտությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է մարմնի զանգվածը բաժանել մարմնի ծավալին.

խտությունը = զանգված / ծավալ

Այս արտահայտության մեջ մտնող մեծությունները նշանակենք տառերով. մարմնի զանգվածը՝ m, մարմ -

նի ծավալը՝ V, մարմնի խտությունը՝ ρ :Այդ դեպքում մարմնի խտությունը հաշվելու բանաձևը կարելի է գրել այս տեսքով.

p=m/v

ՄՀ-ում խտության միավորն է մեկ կի լոգրամը խորա նարդ մետրում (1 կգ/մ3)։

անկանոն ձև ունեցող մարմնի ծավալը որոշելու հա մար բա վական է չափել տվյալ մարմնի

կողմից դուրս մղած ջրի ծա վալը։

Այն դեպքերում, երբ հայտնի են մարմնի զանգվածն ու խտությունը, նրա ծավալը կարելի է որոշել

բանաձևից բխող հետևյալ բանաձևով.

v=m/p

Այստեղից հետևում է, որ մարմնի ծավալը որոշելու համար անհրաժեշտ է այդ մարմնի զանգվածը բաժանել նրա խտությանը։ Եվ, հակառակը, եթե հայտնի է մարմնի ծավալը, ապա իմանալով, թե ինչ նյութից է կազմված մարմինը, կարելի է որոշել նրա զանգվածը.

m = p*V։

Մարմնի զանգվածը որոշելու համար պետք է մարմնի խտությունը բազմապատկել նրա ծավալով։

մարմնի արագության փոփոխության պատճառն այլ մարմինների ազդեցությունն է:

Այդ ազդեցությունը կոչվում է ուժ. ուժը թվային արժեքով և ուղղությամբ օժտված ֆիզիկական մեծություն է։ Քանի որ ուժը, բացի թվային արժեքից, ունի նաև ուղղություն, հետևաբար այն վեկ տորական մեծություն է:

ՄՀ-ում ուժի միավորը մեկ նյուտոնն է (1 Ն)։ 1 Ն-ն այն ուժն է, որը 1 կգ զանգվածով մարմնի արագությունը 1 վ-ում փոխում է 1 մ/վ-ով։ Ուժի միավորն այդպես է կոչվում ի պատիվ անգլիացի մեծ գիտնական Իսահակ Նյուտոնի։

բոլոր մարմինները, առանց բացառության և անկախ նյութի տեսակից, փոխադարձաբար ձգում են միմյանց:

Դեֆորմացիան մարմնի ձևի կամ չափերի փոփոխությունն է ։ Դեֆորմացիայի ժամանակ առաջացած ուժը կոչվում է առաձգականության ուժ։

Դեֆորմացիայի տեսակներից մեկը ճկումն է։

երբ դեֆորմացիան ան նշան է, և հե նա րանի ձևի ու չափերի փոփոխությունը կարելի է անտեսել, առաձգականության ուժն անվանում են հենարանի հակազդեցության (ռեակցիայի) ուժ։

Ձգումը ևս մարմնի դեֆորմացիայի տեսակ ներից մեկն է։

Առաձգականության ուժ առաջանում է նաև սեղմման ժամանակ։

Համաձայն Հուկի օրենքի` մարմինը ձգվելիս կամ սեղմվելիս մարմնում առաջացող առաձգականության ուժն ուղիղ համեմա տական է դեֆորմացիայի չափին։

Եթե մարմնի դեֆորմացիայի չափը, այսինքն՝ նրա երկարության փոփոխությունը (երկարացումը) նշանակենք x-ով, իսկ առաձգականության ուժը՝ Fառձ-ով, ապա

Հուկի օրենքը կներկայացվի հետևյալ բանաձևով.

Fառձ = kx,

որտեղ k-ն համեմատականության գործակիցն է և կոչվում է մարմնի կոշտություն։

ՄՀ-ում կոշտության միավորը մեկ նյուտոն/մետրն է (1 Ն/մ)։

Ուժը չափելու համար օգտագործվում է ուժաչափ կոչվող սարքը։

Մարմնի կշիռ է կոչվում այն ուժը, որով մարմինը Երկրի ձգողության հետևանքով ազդում է անշարժ հորիզոնական հենարանի կամ ուղղաձիգ կախոցի վրա։

Մարմնի կշիռը բնույթով առաձգականության ուժ է, որը կիրառված է հենարանի կամ կախոցի վրա։ Մարմնի կշիռն ընդունված է նշանակել P տառով։Երկրի նկատմամբ ուղղագիծ հավասարաչափ շարժվող, ինչպես նաև հանգստի վիճակում գտնվող մարմնի

կշիռը հավասար է նրա վրա ազդող ծանրության ուժին.

P = mg։

Մարմինների հպման տեղամասում առաջացած փոխազ դեցու թյունն անվանում են շփում, իսկ այդ փոխազդեցությունը բնութա գրող ուժը` շփման ուժ:Զանազանում են շփման երեք տեսակ՝ դադարի շփում, սահքի շփում և գլորման շփում։