Mühazirə 3 Mexaniki iş. Güc

- -

Mühazirə 3
Mexaniki iş. Güc
Qüvvənin müəyyən yolda təsiri iş adlanan fiziki kəmiyyətlə xarakterizə olunur.Cisim F qüvvəsinin təsiri altında S məsafəsini qət edirsə, onda görülən iş

A=(. ) və ya A= olar. -bucağı qüvvə ilə yerdəyişmə arasındakı bucaqdır. Şəkildən göründüyü kimi -dir., -qüvvənin yerdəyişmə istiqamətindəki proyeksiyasıdır.İş skalyar kəmiyyətdir. BS-də işin vahidi couldur , deməli iş, qüvvənin 1m məsafədə gördüyü işdir.

Şəkil 1

1. 
   α =0˚ olarsa, - müsbət iş görülür
   
2. 
   α =90˚ olarsa - iş görülmür
   
3. 
   α =180˚ olarsa, - mənfi iş görülür.
   

Bu ifadə yerdəyişmə boyunca qüvvənin sabit qaldığı hal üçündür.

Ümumi halda, cisim dəyişən qüvvənin təsiri altında əyrixətli trayektoriya boyunca hərəkət edirsə, onda görülən işi hesablamaq üçün gedilən yolu elə kiçik dŞ elementlərinə ayırmaq lazımdır ki, bu elementlər daxilində qüvvəni sabit, yerləçdirməni isə düzxətli qəbul etmək mümkün olsun.

Bu halda elementar ds yolundakı iş 1,2 yolunda görülən (elementlər) ümumi iş aşağıdakı kimi hesablanır. Bu iş 1,2 əyrisi ilə hüdudlanmış fiqurun sahəsinə bərabərdir.

Şəkil 2

İndi isə elastiki qüvvənin gördüyü işi hesablayaq.

Şərtliyi k olan yayın F qüvvəsinin təsiri altında dartılmasını elə yavaş aparaq ki, bu qüvvənin yerdəyişmədən asılılığı Huk qanununa tabe olsun, yəni F=-kx. F qüvvəsi x istiqamətində olduğundan Fx=F olar. x-isə yayın uzanmasıdır.

Şəkil 3

Deməli, yayın x qədər uzanması üçün qörülən iş üçbucağın sahəsinə bərabər olacaq Adətən, hər hansı bir qurğunun iş görmə qabiliyyətini xaraakterizə etmək üçün görülən işin miqdarını bilmək kifayət etmir.Bu işin hansı zaman fasiləsində görüldüyünü bilmək vacibdir.

Şəkil 4

Bunun üçün güc adlanan fiziki kəmiyyətdən istifadə olunur. Vahid zamanda görülən işə güc deyilir.Əgər t zaman fasiləsində A qədər iş görülərsə, onda güc

Güc zaman keçdikcə dəyişirsə, onda orta güc və ani güc anlayışlarından istifadə olunur.

və

Güc skalyar kəmiyyətdir.BS-də vahidi 1Vt-dir. , başqa sözlə 1Vt -elə qurğunun gücüdür ki, o 1 saniyədə 1C iş görmüş olsun. Güc vahidi olaraq, at qüvvəsindən də istifadə olunur. 1 at g=736Vt.

Əgər cisim bir neçə qüvvənin təsiri altında olarsa, onda görülən ümumi işi hesablayaq. Fərz edə ki, cismə eyni zamanda iki F₁ və F₂ qüvvələri təsir edir. Bu qüvvələrin yerdəyişmə ilə əmələ gətirdikləri bucaqlar α₁ və α₂ olsun.

Bu qüvvələrin əvəzləyicinin s-lə əmələ gətirdiyi bucaq α olsun. Şıkildən göründüyü kimi, AD=AC+CD; CD=AB Digər tərəfdən -s-ə vursa Deməli, bir neçə qüvvənin birlikdə gördüyü iş, ayrı- ayrı qüvvələrin həmin yolda gördükləri işlərin cəbri cəminə bərabərdir.

Şəkil 5

Kinetik və potensial enerji.

Enerjinin saxlanması qanunu

Cisimlərin iş görmə qabiliyyətinə enerji deyilir.Cisim iki səbəbdən enerjiyə malik ola bilər.

1. 
   Müəyyən sürətlə hərəkəti hesabına
   
2. 
   Qüvvələrin potensial sahədə olması hesabına.
   

Cismin hərəkət enerjisinə kinetik enerji, vəziyyəti ilə təyin olunan enerjiyə potensial enerji deyilir. Əgər F qüvvəsinin təsiri altında cisim öz sürətini ds yolunda v₁-dən v₂-yə qədər dəyişirsə, onda görülən elementar iş

Ümumi iş isə

Deməli cismə təsir edən qüvvələrin gördüyü iş cismin kinetik enerjisinin dəyişməsinə sərf olunur.

Əgər iş (+)-sə, onda kinetik enerji artır E₂>E_1, əgər iş (-)-sə, onda qüvvə hərəkətin əksinə yönəlir və onu tormozlandırır, E_{2 1}.

Potensial enerji eyni bir cismin ayrı-ayrı hissələrinin və ya bir neçə cismin qarşılıqlı vəziyyəti ilə xarakterizə olunur.

Cisim konservativ qüvvələrin təsiri altında olduqda onun potensial enerjisindən danışılır.Gördüyü iş yolun formasından asılı olmayıb, yalnız cismin başlanğıc və son vəziyyətilə təyin olunan qüvvələrə konservativ qüvvələr deyilir.

Cazibə qüvvəsi,elastiki qüvvələr konservativ qüvvələrdir.

Yer səthindən h hündürlüyündə olan cismin potensial enerjisi

Tutaq ki, cisim AB yolu üzrəYer səthinə görə h1, hündürlüyü h2 hündürlüyünə sərbəst düşür.Əgər sərbəst düşmə təcilinin hündürlüyündən asılı olmadığını qəbul etsək, onda elementar dh yolunda görülən elementar iş İndi isə fərz edək ki, cisim h2 (yer səthinə görə),hündürlüyünə AC yolu üzrə düşür.

Şəkil 6

Bu halda görülən elementar iş , olduğunu nəzərə alsaq , ümumi iş isə .

Beləliklə, ağırlıq qüvvəsinin gördüyü iş yolun formasından asılı olmayıb, yalnı başlanğıc və son vəziyyətlərdəki potensial enerjinin azalması hesabınadır.

Enerjinn saxlanması qanunu
Cismin kinetik və potensial enerjilərinin cəminə tam mexaniki enerji deyilir. Tədqiqatlar göstərir ki, bütün hadisələr zamanı mexaniki enerji yalnız bir şəkildən digər şəklə keçir, b.s enerjinin ümumi miqdarı sabit qalır.Bu, mexaniki enerjinin saxlanması qanunudur.

Titaq ki, sərbəst düşən m kütləli cismin h, hündürlüyündə sürəti v₁, h₂ hündürlüyündə isə v₂ olmuşdur.

Ağırlıq qüvvəsinin gördüyü iş, bir tərəfdən kinetik enerjinin artmasına sətf olunur.Digər tərəfdən bu iş potensial enerjinin azalması hesabınadır.








Enerjinin saxlanması qanunu təkcə mexaniki hərəkətlər üçün deyil, təbiətdəki bütün hadisələr üçün doğrudur.

Mexaniki enerjinin saxlanması qanunu zamanın bircinsliyi ilə bağlıdır.

Konservativ sistemlərdə(konservativ qüvvələrin təsiri altında olan sistemlər)tam mexaniki enerji sabit qalır.Bundan əlavə dissipativ sistemlər mövcuddur.Bu sistemlərdə proses zamanı mexaniki enerji tədricən azalır(bu enerjinin başqa enerjiyə çevrilməsi hesabına). Dissipativ sistemlərdə mexaniki enerjinin saxlanması qanunu ödənilmir.Dissipativ sistemlərdə ümumiyyətlə enerjinin saxlanması qanunu ödənilir.Enerji itmir və heçdən yaranmır, o, ancaq bir şəkildən başqa şəklə keçir.

Azərbaycan Dövlət Neft Akademiyası Fizika kafedrası

Mühazirə № 3 Mühazirətçi-dosent: Akif Ağayev