№1 ДӘРІС. КИНЕМАТИКА

Дәріс мақсаты:	Механикалық қозғалысты және оларды сипаттайтын физикалық параметрлермен танысу.
Дәріс жоспары:	1. Физика нені зерттейді.
	2. Материалдық нүкте. Санақ жүйесі.
	3. Жылдамдық. Үдеу, оның құраушылары.
	4. Бұрыштық жылдамдық және бұрыштық үдеу.

Физика нені зерттейді.

Физика – табиғат құбылыстарының қарапайым, сонымен бірге жалпы заңдылықтарын және материяның қасиеті мен құрылысын, оның қозғалыс заңдарын зерттейтін ғылым.

Осы кезде жансыз материяны зат және өріс деп екі түрге бөледі. Оның бірінші түріне атомдар, молекулалар, олардан тұратын денелер жатады. Екінші түрін электромагниттік, гравитациялық және басқа өрістер құрайды. Материя бір түрден екінші түрге ауыса алады. Мысалы денені сипаттайтын электрон мен позитрон фотонға айналады (яғни электромагниттік өріс) немесе керісінше де өзгере алады.

Материяның кез-келген өзгерісін оның қозғалысы деп атайды, олай болса ол үнемі қозғалыста болады және қозғалыс материяның басты сипаттаушы қасиеті. Материяның ақиқаттығының және қозғалатындығының бірден-бір өлшемі – кеңістік пен уақыт.

Физиканың заңдары тәжірибелік фактілерді жалпылау негізінде тұжырымдалады да, табиғатта үнемі болып тұратын объективті құбылыстарды сипаттайды.

Академик А.Ф.Иоффе (1880-1960): «Физика – зат және өрістің жалпы қасиеті мен қозғалыс заңдарын танып – білетін ғылым» деген анықтама берді.

Бірақ осы заманғы прогрессивті даму сатысында физиканы тек қана табиғат құбылыстарын зерттейтін ғылым деп айта алмаймыз, өйткені физика және онымен шектес пәндердің айырмасы шартты түрде болып қалды да, шекаралық ғылым – пәндер пайда болды. Олар: астрофизика, геофизика, металдар физикасы, қатты денелер физикасы, агрофизика, электрофизика, гелиофизика, биофизика т.б.

Сондықтан да барлық табиғи және қолданбалы ғылымдардың дамуының негізгі фундаменті физика деген қорытынды жасауға болады.

Сұрақтар

1. Физика нені зерттейді?

2. Материя, материяның қозғалысы дегеніміз не?

3. Физиканың қандай салаларын білесіздер?

Физика – инженерлiк ғылым.

Физиканың техникамен тығыз байланысына осының алдындағы тақырып арқылы көз жеткiздiк.

Ал ендi, инженерлер үшiн физиканың ролi қандай деген сұрақ ойға оралады.

Археологтар Ніл өзенiн бойлай, бiздiң жыл санауымызға дейiн 4000 жыл бұрын салынған жер астындағы зәулiм ғимараттарды тапты.

Ертедегi Вавилон жерiндегi Евфрат өзенiнiң бойында патшалар үшiн салынған теңдесi жоқ аспалы бақтың да барлығы анықталды.

Құлдық дәуiрдегi осындай таңқаларлық ғимараттарды салу үшiн қандай құдiрет күш керек едi?

Оларды былай қойғанда, бiздiң Қазақстанның Маңғыстау, Атырау жерiндегi жер астындағы қалашық сарай мен Түркiстандағы әйгiлi Ахмет-Яссауи бабамызға арналған мавзолейдi салу, әрi олардың осы кезге дейiн сақтаулы аңыз боп қалумен бiрге, бұл қалай деген сұрақ туғызады.

Осылардың бәрiнiң де зәулiм түрде салынуының сиқырлы күшi – рычаг, блок және көлбеу жазықтық болса, олардың қолданылуы физиканың ең қарапайым заңының бiрi – алтын ережеге сүйенедi. Әрбiр инженер – құрылысшы осыны түсiнiп, заңнан хабардар болса, әрине ондай инженердiң шоқтығы қай жағынан да биiк болары сөзсiз.

Немесе автокөлiктердiң қозғалу жылдамдығы берiлiс қорабындағы тiстi дөңгелектердiң бiр – бiрiмен iлiнiсуi, олай болса сол дөңгелектердiң сызықтық, бұрыштық жылдамдықтары мен радиустарының арасындағы қатынасқа байланысты. Бұл физиканың кинематика тарауындағы R формуламен өрнектелсе, оны инженерлер техника тiлiнде дөңгелектердiң радиустары мен (диаметрлерiмен) айналу сандарының қатынастары арқылы сипаттайды. Олай болса машинамен жылдам қозғаламын деген инженерге берiлiс қорабындағы дөңгелектердiң айналуында да физиканың заңдары бар екенiн бiлгеннiң артықтығы жоқ.

Су электр станцияларын салу сұйықтардың тепе-теңдiгiнен сұйықтар қозғалысының заңдарын (Бернулли заңы –теңдеуi, Паскаль, Пуазейль заңдары) бiлгеннен кейiн ғана iске асады, сөйтiп сұйықтардың механикалық қасиетiн техникалық құрылыс арқылы адамның қажетiне жаратады.

Әрине мұнда да физика мен инженерлiк бiлгiрлiк ұштасып жатады.

Жылу двигательдерiндегi жылудың жұмысқа айналу шамасы температураға тәуелдi болатындығын тексеретiн термодинамика тарауы жылу машиналарының пайдалы әсер коэффициентiн есептеуге мүмкiндiк бередi.

Осы заманғы медицинада қолданылып жүрген құралдардың жұмыс принципi, құрылысы физикалық құбылыстарға сүйенген. Мысалы, адамның ауруын анықтауға көмектесетiн биопотенциалды жазу арқылы диагноз қоятын құрал электромагниттiк өрiстердiң әсерлесуiне негiзделген.

Электр тогын бiр жерден екiншi жерге көбейтiп, не азайтып жеткiзетiн трансформатордың жұмыс принципi электромагниттiк индукция заңына сүйенетiндiгi еш күмән туғызбайды. Ал М.Фарадей ашқан электромагниттiк индукция заңы физиканың электромагнетизм тарауының өзектi тақырыбы.

Жол құрылысының сапалылығы тұтас бетонды немесе асфальттан жасалған қоймалжың қоспаның тығыздығына байланысты. Ал оны машинаның iшiнде отырып қалай анықтауға болады?

Бұл жағдайда да жол-құрылыс инженерiне,әрине, көмекке физика келедi.

Өткiр сәуле асфальт бетiнен жартылай шағылып шашырайды. Гамма сәулелердiң шашырау интенсивтiлiгi асфальттiң тығыздығына тәуелдi. Сөйтiп жолдың әр бөлiгiнен осындай тығыздық графигi жасалып, оның сапасы туралы қорытынды жасалады. Ол үшiн жол құрылысының инженерiне физикада оқылатын сәулелердiң қасиетiн бiлу мiндет.

Бiз физика заңдарының басқа мамандықтарда қолданылуын

қарастырмай-ақ, осы келтiрiлген аз ғана мысалдардан инженер үшiн физиканың қаншалықты қажет екендiгiн мүмкiндiгiнше түсiндiруге тырыстық.

Сұрақтар

1. Инженерлер үшін физиканың маңызы қандай?