1,2. Классикалық механикадағы кеңістік, уақыт және қозғалыс. Қисық сызықты қозғалыс. Механикалық қозғалыстың заңдылықтарын және осы қозғалыстын пайда болу және өзгерту себептерін зерттейтін физиканың бөлігі.Денелердің және олардың бөліктерінің уақыт өтуіне байланысты өзара орналасуын өзгертуі механикалық қозғалыс деп аталады.Галилей-Ньютон механикасы классикалық механика деп аталады және ол жылдамдығы жарық жылдамдығынан әлде қайда аз. Макроскопиялық денелердің қозғалыс зандарын зерттейді.Механика– кинематика, динамика, статика болып үш тарауға бөлінеді.Кинематика механикалық қозғалысты қарастырады, бірақ дененің қозғалу себебін және оны өзгерту әдістерін қарастырмайды.Механикада денелердің әртүрлі нақты жағдайларға байланысты қозғалыстарын сипаттау үшін бірнеше физикалық модельдер қолданылады.Қарапайым модельдердің бірі – материалдық нүкте. Материалдық нүкте дегеніміз массасы бар, бірақ геометриялық өлшемдерін ескермеуге болатын дене. Кез келген макроскопиялық денені немесе жүйені ойша бір - бірімен өзара әсерлесетін материалдық нүктелер жүйесінің қозғалысын зерттеуге әкеледі.Қатты дененің кез келген қозғалысын ілгерілмелі және айналмалы қозғалыстардың комбинациясы ретінде қарастыруға болады.Материалдық нүктенің орны кез - келген санақ денесі деп аталатын басқа дене арқылы анықталады да, бұл дене шартты түрде қозғалмайды деп алынады, ал онымен байланысты координат жүйесін санақ жүйесі деп атайды. Материалдық нүкте қозғалғанда уақыт өткен сайын оның координаттары өзгереді. Кең тараған механикалық қозғалыстардың бірі – айнымалы қозғалыс, траекторияның әрбір нүктесінде жылдамдық өзгеріп отырады. Айнымалы қозғалыстың қарапайым түрі теңайнымалы қозғалыс. Оның теңүдемелі және теңбаяулайтын түрлері бар. Теңүдемелі қозғалыс кезінде жылдамдығы әр уақыт бірлігінде бірдей шамаға артып отырады, ал теңбаяулайтын  қозғалыста жылдамдық әр уақыт бірлігінде бірдей шамаға кеміп отырады. Мысалы: таудан сырғанаған шана немесе тауға көтерілген дене.Теңүдемелі түзусызықты қозғалыс –дене кез келген тең уақыт аралығында жылдамдығы бірдей шамаға өзгеретін қозғалыс.  (бірдей t,  бағыты сақталады).Үдеу [м/с²] –бірлік уақыт ішінде жылдамдық өзгерісін көрсететін векторлық физикалық шама. Өлшем бірлігі м/с²қозғалыстың екі түрі болады. Олар: ілгермелі және айнымалы. Ілгермелі қозғалыс - дененің кез келген екі нүктесін қосатын түзу сызық өзіне-өзі параллель күйде қозғалатын. Мұндай қозғалыс кезінде дененің барлық нүктелері бірдей қозғалады, сондықтан ілгермелі қозғалысты қарастырылады, оның тек бір ғана нүктесінің қозғалысын қарастыру жеткілікті. Бұл жағдайда қозғалысты сипаттау үшін материал нүкте ұғымын қолдануға болады. Механикалық қозғалыс - дегеніміз уақыт туіне қарай дененің немесе оның кейбір бөліктерінің санақ денесі деп аталатын басқа денелерге қатысты кеңістіктегі орын ауыстыруы. Зерттелетін нысанның қасиеттеріне байланысты Кинематика: нүктелер Кинематикасы, қатты денелер Кинематикасы және үздіксіз өзгеріп отыратын орта (деформаланатын денелердің, сұйықтықтардың, газдардың) Кинематика сы болып бөлінеді. Жерге қатысты белгілі бір биіктіктен түсірілген денелер қозғалыс бағытын өзгертпей, вертикаль бағытта жер бетіне жетеді. Жоғарыдан түсірілген дене еркін түсу қозғалысы барысында Жердің тартылысы әсерінен денелер тұрақты және бағыты төменге бағытталған үдеуге ие болады (g=9.8 м/²). Жерге қатысты белгілі бір биіктіктен бастапқы жылдамдықсыз түсірілген дененің Жердің тартылысы әсерінен жасайтын қозғалысы дененің еркін түсуі дейміз. Еркін түсу қозғалысын сипаттайтын теңдеулер: h=1/2gt²( t уақытта жүрілген жол), V=gt (t уақыттан кейінгі жылдамдық),V=2gh(Уақытқа тәуелсіз жылдамдық) Дененің шеңбер бойымен өзара тең аралығында бірдей жол жүруі бірқалыпты шеңбер бойымен қозғалыс деп аталады. Дененің шеңбер бойымен қозғалыс барысында дененің бір айналымға жұмсалған уақыты период Т, ал бірлік уақытта жұмсалған айналым саны жиілік ʋ деп аталады. Галилей түрлендірулері. Галилей түрлендірулерінің инварианттары. Егер жалғыз ғана инерциалды санақ жүйесі берілсе, онда бір–бірімен салыстырғанда түзу сызықты жəне бірқалыпты қозғалатын шексіз көп инерциалдық жүйелер беріледі деп айта аламыз. Күш инвариантты шамалардың ғана функциясы болып табылады: өзара əсерлесетін материалдық нүктелердің координаттар айырмасы мен жылдамдықтардың айырмасы. Сол себептен ол бір санақ жүйесінен басқа санақ жүйесіне көшкендеөзгермейді: F Fr r= ′. Басқаша айтқанда Галилей түрлендіруімен салыстырғанда күш инвариатты. Себебі үдеу де инвариантты: a ar = r′ , яғни дененің қозғалысының үдеуі барлық инерциалды жүйелерде бірдей болады. Ньютонның ІІ заңынанma′ = F′r r .Денеге əсер ететін күштің шамасы инерциалды жүйелерде өзара тең болады.Осы айтылғандардан Ньютонның ІІ заңының теңдеуі бір инерциалды жүйеденекінші инерциалды жүйеге көшкенде өзгермей қалады. Бір санақ жүйесінен басқасанақ жүйесіне көшкенде өзгермей қалатын теңдеуді инвариантты деп атайды.Барлық инерциалды жүйелерде механикалық құбылыстар бірдей өтетінболғандықтан, жүйе ішінде жүргізілген механикалық тəжірибелер көмегімен оныңтыныштық күйде тұрғанын немесе бір қалыпты түзу сызықты қозғалыста екендігін тағайындауға болмайды. Бұл қағида Галилейдің салыстырмалылық принципі деп аталады.

3,4,5. Динамика материалдық нүктелердің немесе денелердің әсерлесу кезіндегі қозғалысының өзгерісін зерттейді. Динамикада Ньютонның үш заңы негізгі заңдар болып алынады. Егер қозғалысты санақ жүйесімен байланыстыратын болсақ, онда қозғалушы дене әсер етуші күштен бөлек және санақ жүйесімен байланысты бір қалыпты және түзу сызықты қозғалыста болады.

Ньютонның бірінші заңы: Нүктеге (денеге) ешқандай күш әсер етпесе, онда нүкте (дене) өзінің бастапқы тыныштық күйін немесе бір қалыпты, түзу сызықты қозғалысын сақтайды. Материалдық денелердің мұндай қасиетін инерциялық деп атайды. Сондықтан да Ньютонның бірінші заңы әдетте инерция заңы аталады. Механикалық қозғалыс салыстырмалы, оның сипаты санақ жүйесіне тәуелді. Ньютонның І заңы барлық санақ жүйлерінде орындалмайды, бұл заң орындалатын санақ жүйелері инерциялық санақ жүйесі деп аталады. Инерцияның санақ жүйесі деп, басқа бір инерциялы санақ жүйесімен салыстырғанда тыныштықта тұратын немесе бірқалыпты және түзу сызықты қозғалытын санақ жүйесін айтамыз.

Ньютонның екінші заңын қарастырудың алдында күш, салмақ және масса ұғымдарына тоқталайық. Күш деп денелердің өзара әсерлесуінің нәтижесінде бір-біріне үдеу беруін айтамыз. Денелердің өзара әсері бір-біріне тек үдеу беріп қоймай, бір-бірінің көлемі мен формасын да өзгерте алады. Демек, дене бөлшектерінің бір-бірімен салыстырғанда орын ауыстыруын дененің деформациясы деп атайды. Күш – векторлық шама. Дененің жерге тартылуы кезінде оған қарсы әсер ететін екінші денеге түсетін күшті салмақ дейді.Басқа денелер әсер етпегенде, дененің өз жылдамдығын сақтау қабілеті инерттілік деп аталады. Дененің инерттілігін сипаттайтын скаляр шама инерттілік масса деп аталады. Ньютонның екінші заңы ілгерілемелі қозғалыс динамикасының негізгі заңы – ол денелердің өзара әсерлесуі және ілгерімелі қозғалысы кезінде оларда болатын өзгерістерінің байланысын сипаттайды. Егер әр түрлі F күштері қандай да тек m массалы бір денеге әсерін қарастырсақ, онда ол дененің алатын aүдеуі осы әсер ететін күштерге тура пропорционал болады: . Егер әр түрлі m массалы денелерге бірдей F күшпен әсер етсе, онда олардың алатын a үдеулері әр түрлі болады. Дене массасы үлкен болған сайын, ол дененің үдеуі азырақ болады: яғни , . Осы өрнектерді пайланып, әрі күш пен үдеудің векторлық шамалар екенін ескере отырып, былай жазуға болады:

Ньютонның екінші заңы деп аталады және былай тұжырымдалады: дененің алған үдеуі әсер етуші күшке тура пропорционал, дене массасына кері пропорционал және әсер етуші күштің бағыты бойынша өзгереді.

Ньютонның І заңы Ньютонның ІІ заңының дербес түрі болып табылады. Шынында да, тең әсерлі күштің әсері болған жағдайда (денеге сыртттан басқа дененің әсері болмаған жағдайда) оның үдеуі де болады. Ал біз үдеудің екенін білеміз, осыдан екені шығады. Дене өзінің бастапқы тыныштық немесе бір қалыпты түзу сызықты қозғалыс күйін сақтайды, яғни инерция заңына айналады. Тағы бір ескеретін жай денеге бір мезгілде бірнеше күш әсер етсе, онда үдеу осы күштердің векторлық қосындысына тең қорытқы F күшімен анықталады, яғни .Күштің өлшем бірлігі – Ньютон: 1кг*1м/с2=1Н. Денелердің немесе материалдық нүктелердің арасындағы әсерлесу Ньютонның үшінші заңымен анықталады. Ньютонның үшінші заңы оның екінші заңын толықтыра түседі және денелердің қозғалыс күйлерін өзгеріске ұшырататын өзара әсер екендігін көрсетеді.

Ньютонның үшінші заңы былай тұжырымдалады:

_{әсерлесуші екі дененің бір-біріне әсері әруақытта сан жағынан тең, бағыттары жағынан қарама-қарсы болады: .}

Мұндағы және күштері әр түрлі денелерге әсер ететіндіктен, олар бір-біріне теңгерілмейді. Сондықтан оларды қосуға болмайды. Бірақ белгілі бір жүйені қарастырғанда денелердің арасындағы өзара әсерлесу күштерін қосуға болады, бірақ олардың қосындысы әрдайым ноьге тең.

Ньютонның екінші заңын басқа түрде де жазып көрсетуге болады. Ол үшін кинематика бөліміндегі үдеудің мәнін ескеретін болсақ, онда мұндағы дененің (материалдық нүктенің) массасының классикалық физикада тұрақтылығын ескеріп, оны дифференциалдық астына жазуға болады:

Сонымен соңғы қозғалыс теңдеуі Ньютонның екінші заңын дифференциал түрде көрсетеді. Ал дифференциалдың астындағы дененің массасы мен жылдамдығының көбейтіндісі дененің импульсі немесе қозғалыс мөлшері деп аталатын векторлық шаманы береді:

Импульс ұғымын пайдаланып, Ньютонның екінші заңын жалпы түрде жазуға және тұжырымдауға болады

Дененің (материалдық нүктенің) импульсінің немесе қозғалыс мөлшерінің уақыт бойынша бірінші туындысы оған әсер етуші күшке тең.

Қозғалыс мөлшерінің (импульстің) сақталу заңы. Қозғалыс мөлшерінің сақталу заңын қорытып шығару үшін кейбір түсініктерді енгізейік. Материалдық нүкте немесе денелердің жиынын бүтін бір жүйе ретінде қарастырамыз. Оны механикалық жүйе деп атаймыз. Механикалық жүйедегі материалдық нүктелер арасындағы әсерлесу күштерін ішкі әсерлесу күштері деп атайды. Ал, сыртқы күштер деп, берілген жүйеге кірмейтін материалдық нүктелермен әсерлесу нәтижесінде пайда болатын күштерді атайды. Денелердің механикалық жүйесіне сыртан ешқандай күш әсер етпесе, онда ол жүйені тұйық жүйе деп атайды.

6,Жұмыс және энергия

Жұмыс – жұғымын кез келген әрекетімен түсінд. Мысалы, аққан су мен соққан желдің, құмырсқа мен бал араның, құлаған денелер мен атом бөлш/ң жұмысын айтуға болады.

Денені бір орыннан екінші орынға қозғап апаруда күштің істелген жұмысы мех/қ жұмыс д.а.

Ғылымға жұмыс терминін 1826 ж ағ.ғалымы Дж.Юнг енгізген б/ы. Жұмыстың негізгі белгілері түскен күш пен орын ауыстыру екендігін жақсы ұғып алуы тиіс. Орын ауыстыру болмаса – жұмыс жоқ, түсірілген күш болмаса да – жұмыс жоқ. Оқушылар жұмыстың әсер жасаушы күш пен жүрілген жолға байланысты.A = FS; Энергия – (гр.energeia – әсер, әрекет) – материя қозғ/ң әртүрлі формасын жалпы өлшеуіші. Материя қозғ/ң әр түрлі формалары бір–біріне айналып отырады. ХХғ орта шенінде осы қозғ/ң барлық формалары бір –біріне белгілі бір сандық мөлшерде ғана айтылатындығы ан/ды; осы жағдай «энергия» ұғымын енгізуге, яғни қозғ/ң әртүрлі физикалық формаларын бірыңғай өлшеуішпен өлшеуге мүмкіндік береді. «Энергия» ұғымы сақталу заңына бағынады. Энергия туралы түсінік мәңгілік қозғалтқыш жасаудың мүмкін еместігін дәлелдеуге байланысты п/б. Жұмыстың қоршаған ортадағы н/е жүйедегі белгілі бір өзгерістің нәт/де ғана орынд/ғы ан/ды; дененің бір күйден басқа бір күйге ауысуы кезіндегі белгілі бір жұмыс істеу қабілеті оның энергиясы д/а. Қозғ/ң әр түрлі формасына сәйкес энергияның да бірнеше түрі бар (мысалы,мех/қ энергия, ядролық энергия т.б.). Физиканың даму процесінде энергия ұғымы нақтыланып әрі жалпыланып отырды.

Қозғ–ғы дененің энергиясын кинетикалық энергия д.а.

Денелердің өзара әрекеттесуіне н/е дене бөлшектерінің өзара орналасцына байланысты болатын энергия – потенциалдық энергия д.а.

Е_р = mghнемесеE_p =

Энергия туралы ілімнің дамуындағы маңызды бір кезең үздіксіз ортадағы энергия қозғ. Мен «энергия ағыны» туралы ұғымның енг. болады. Энергия ағыны деп энергия тығыздығы мен бірлігін ортадағы орын ауыстыру жылдамдығының көбіне тең векторды алады. Кв. Физ/ның дамуы энергияның квант. жайлы, яғни кейбір жағдайда жүйенің энергиясы тек дискретті мәндерді ғана қабылдайды д/н фактіні дәлелдеуге м/б. Салыст. теориясында энегрия Е мен масса m арасындағы байланыстың (Е = mc², с –вакуумдағы жарық жылдамдығы ).

Энергия бірліктердің халықаралық жүйесінде си, джоульмен, бірліктердің СТС жүйесінде әрпімен өлшенеді.

7. Тербелмелі қозғалыс.

Механикада тербелмелі қозғалыс д/з- дененің бірдей уақыт аралығында қайталанып отыратын қозғалысын айтады. ТҚ қа периодтылық тән. Қозғалыстың периодтылығы деп б.б уақыт өткен соң дене орнының, яғни оның координат.ң дәл немесе шамамен қайталанып отыратынын білдіреді. ТҚты сипаттамалары: дене қозғалысы толығымен қайталанып отыратын ең аз уақыт аралығын тербеліс периоды деп атайды.Яғни, бір толық тербеліс жасауға кеткен уақыт. Бірлік уақыт ішіндегі тербелістер саны тербеліс жиілігі деп аталады. Өлшем бірлігі Гц. Тербеліс амплитудасы деп дененің тепе теңдік күйімен ең үлкен ығысуының мәнін айтады. А әріпімен белгіленеді. Еркін тербелістер деп тепе теңдік күйінен шығарылғаннан соң сыртқы күштің әрекетінсіз болатын тербелістерді айтады. Олар тепе тендік күіне ауытқығаннан кейін ішкі күштің әрекетінен пайда болады. Еркін терб. әйтеуір бір тоқтайды, яғни өшетін тербелістер. Тербелмелі жүйелердің бірі- Матем.қ маятник деп созылмайтын салмақсыз жіңішке ұзын жіпке ілінген ауыр шарды айтады. Т= 2 .Серіппелі маяник Т= 2 .Физикалық маятник Т= 2 .Еріксіз тербелістер сыртқы периодты күштің әрекетінен болатын тербелістер, яғни өшпейтін терб. Бұл тербеліс үйкелістің болғанына қарамастан, мәжбүр етуші күштің әрекеті бар болған кезде периодты б.т. Мәжбір күш терб.ті түдырушы периодты түрде өзгеріп отыратын күш. Мәжбір етуші күштің терб. Жиілігі мен тербелмелі жүйенің меншікті жиілігі дәл келген кездегі еріксіз тербелістер амплит.ның кенет арту құб. резонанс д.а. ең шеткі нүктелер мен тепе тендік күйден басқа барлық аралық нүктелерде дененің кин.қ және потенц.қ энергиялары болады әрі олар периодты түрде өзгеріп отырады, яғни Е_к артқан кезде Е _п кемиді. Бірақ олардың қосындысы ,яғни тербеліп тұрған дененің к.к жағдайдағы толық механикалық энергиясы өзгеріссіз қалады. Осциллятор деп еркін тербеле алатын түрлі жүйені айтады. Ішкі серпімді күштің әсерінен гормониялық терб.жасайды. ГТ теңдеуі: , V=x^`=-sin , a=V^/=x”=-x_m , a=- . Сызыќтыќ гармониялыќ осциллятордыѕ теѕдеуі