6.Бүкіл әлемдік тартылыс заңы

Ньютонның тартылыс заңы — кез келген материялық бөлшектер арасындағы тартылыс күшінің шамасын анықтайтын заң. Ол И. Ньютонның 1666 ж. шыққан “Натурал философияның математикалық негіздері” деген еңбегінде баяндалған. Бұл заң былай тұжырымдалады: кез келген материялық екі бөлшек бір-біріне өздерінің массаларының (m1, m2) көбейтіндісіне тура пропорционал, ал ара қашықтығының квадратына (r2) кері пропорционал күшпен (F) тартылады: , мұндағы G — гравитациялық тұрақты. Гравитациялық тұрақтының (G) сан мәнін 1798 ж. ағылшын ғалымы Г. Кавендиш анықтаған. Қазіргі дерек бойынша G=6,6745(8)Һ Һ10–8см3/гҺс2=6,6745(8)Һ

Һ10–11м3/кгҺс2. Айдың Жерді, планеталардың Күнді айнала қозғалуын зерттеу нәтижесінде И. Ньютон ашқан бұл заң табиғаттағы барлық денелерге және олардың барлық бөліктеріне қолданылады. Б. ә. т. з. аспан денелерінің қозғалысы жайындағы ғылым — аспан механикасының іргетасын қалайды. Осы заңның көмегімен аспан денелерінің қозғалу траекториясы есептелінеді және олардың аспан күмбезіндегі орындары алдын ала анықталады. Уран планетасының осы заңға сәйкес есептелінген орбитадан ауытқуы бойынша 1846 ж. Нептун планетасы ашылды. Плутон планетасы да 1930 ж. осындай тәсілмен анықталды. 19 — 20 ғ-ларда бұл заңды алдымен қос жұлдыздарға, сонан соң шалғай орналасқан галактикаларға да пайдалануға болатындығы белгілі болды. Жалпы салыстырмалық теориясының ашылуы (1916) нәтижесінде тартылыс күшінің табиғаты онан әрі айқындала түсті. Шындығында кез келген дене кеңістікте тартылыс өрісін туғызады. Денелердің арасындағы тартылыс күші осы өріс арқылы беріледі. Өте майда бөлшектерден тұратын микродүниедегі (атом, атом ядросы, элементар бөлшектер, т.б.) құбылыстарда Б. ә. т. з-ның әсері сезілмейді. Өйткені онда күшті, әлсіз және электр магниттік өзара әсерлер (қ. Әлсіз өзара әсер, Күшті өзара әсер, Электр магниттік өзара әсер) тәрізді өрістік әсерлер басым болып келеді.

Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады. Осы тартылыс бағынатын заңды Ньютон анықтап, бүкіл әлемдік тартылыс заңы деп аталған. Осы заң бойынша, екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады.

7.Механикадағы импульстің сақталу заңы

Табиғаттағы барлық денелер бір-бірімен әрекеттеседі. Алайда бірқатар жағдайларда қарастырылатын жүйедегі өзара әрекеттесуші денелерге сыртқы күштердің әрекеттері елеусіз болатындықтан, олардың әрекеттері ескерілмейді. Бұл жай екі немесе одан да көп денелердің қозғалысын ғана қарастыруға мүмкіндік туғызады. Ол үшін физикада денелердің тұйық жүйесі деп аталатын ұғым енгізілген.Тұйық жүйе деп сыртқы күштер әрекет етпеген жағдайда жүйеге енетін денелер бір- бірімен ішкі күштер арқылы ғана әрекеттесетін жүйені айтады.

{\displaystyle {\vec {p}}_{1}+{\vec {p}}_{2}={\vec {p}}_{1}^{\prime }+{\vec {p}}_{2}^{\prime }}Әрине, барлық нақты жүйелер тұйық болып табылмайды. Алайда импульстің сакталу заңын көп жағдайда қолдануға болады.

Ньютон  заңдарының  көмегімен  денелердің  қозғалысы  мен  өзара  әрекеттесуіне  қатысты  мәселелерді  шешуге  болады. Көптеген  практикалық  сипаттағы  мәселелерді  шешу  үшін  белгілі  бір  жағдайларда  сақталатын  физикалық  шамалар  қолданылады.Денелердің  механикалық  қозғалысын  сипаттайтын  осындай  физиклық  шамаларға  дене  импульсі  және  күш  импульсі  жатады.

Дене  импульсі- дене  массасы мен жылдамдығының  көбейтіндісіне тең  физикалық  шама:

Дене  импульсі- векторлық  шама ,  себебі  жылдамдық  векторлық  шама  болғандықтан  оның  дене  массасына  көбейтіндісі де  векторлық  шама  болады. Импульс  жылдамдықтың  бағытымен  бағытталады,SI жүйесіндегі  бірлігісекундына  килограмм  метр(кг*м/с).

Уақыттың ∆t аралығы  ішінде F күшінің  әрекеті  салдарынан  дене  импульсі  өзгереді:

Мұндағы ∆ ― дене  импульсінің  өзгерісі.шамасын күш  импульсі  деп  атайды.

Күш  импульсі де векторлық  шама  б.т. Күш  импульсі  векторының  бағыты  әрект  етуші  күш  бағытымен  сәйкес  келеді. Күш  импульсінің SI-дегі  бірлігі-ньютон *секунд(Н*c)

Бұл  ұғымдарды  пайдалана  отырып, Ньютонның екінші  заңын  импульстік түсінік  тұрғысынан  юлайша  тұжырымдауға  болады:дене  импульсінің  өзгерісі  күш  импульсіне  тең.

Импульс  денелердің  өзара  әрекеттесуі кезінде  сақталатын  біренсаран  физикалық  шамалардың  қатарына  жатады.

Бір дене екінші  денені  қозғалысқа келтірсе,  онда ол  екінші денеге  қанша қозғалыс  берсе, сонша  қозғалысын жоғалтады.

Екі  немесе  оданда  көп дене бір-бірімен өзара  әрекеттескенде, сан  алуан өзгерістер  болуы  мүмкін.Мысалы, зеңбіректен салют снарятарын атқанда, оның сынықтары жан-жаққа  ұшады да, бұрынғыдан еш  нәрсе  қалмайтындай  көрінеді. Сынықтардың түсі, пішіні,орны  және  жылдамдықтары өзгереді. Алайда  осы  құбылыстарда кейбір  шамалар(импульс)сақталады да  және  олар  басқа  өзгеретін  шамаларға  шектеулер қояды. Денелердің  өзара әрекеттесуі  кезінде  сақталатын шамаларды  табуға  бізге Ньютонның  заңдары көмектеседі.(42-сурет бойынша түсінік)

Жылдамдықтары ν ₁,ν ₂ ал  массалары m ₁,m ₂ болатын  2 шар өзара  әрекеттессін  делік. Өзара  әрекеттесу  күштері  Ньютонның  үшінші  заңымен  байланысады.

Мұндағы  және - шарлардың  бастапқы жылдамдықтары ^/ және  шарлардың өзара  әрекеттескеннен  кейінгі  жылдамдықтары ∆t-өзара әрекеттесу  уақыт  аралығы.Өрнекті түрлендіріп  алатынымыз,

 m ₁ν₁+m ₂ν₂=m ₁ν ́₁ +m ₂ν ́₂ немесе P₁+P₂=P₁́+P₂́

Алынған   теңдік  бойынша: өзара  әрекеттескенге  дейінгі  жүйе импульсі өзара әрекеттескеннен кейінгі  жүйе  импульсіне  тең.

Бұл- импульстің сақталу  заңы және  ол  былайша  оқылады:тұйық  жүйеде  өзара  әрекеттесетін  денелер  импульстерінің векторлық  қосындысы  өзгеріссіз қалады(сақталады)

Импульстің  сақталу  заңы  біз  қарастырып отырған  денелер  жүйесіне сырттан  ешқандай  күштер әрекет  етпесе  ғана  орындалады.