Егер кинематика геометриялық нысандардың қозғалысын қарастырса (кеңістікте белгілі бір орны бар және уақытқа байланысты оны өзгерте алатын ешқандай қасиеттерге ие болмайтын материалдық денелер), онда динамика оларға әсер ететін күштердің немесе басқа денелердің әсерінен болатын нақты денелердің қозғалысын қарастырады. Динамиканың негізінде Ньютон орнатқан механиканың үш заңы жатыр. Бұл заңдарды материалдық нүктенің қарапайым қозғалысына қолдануға болады (өлшемі мен формасын есепке алынбайтын массасы бар нүктенің қозғалысын материалды нүкте деп атайды). Санақ дене ретінде басқа денелермен салыстырғанда қозғалыстағы кез келген денені қабылдауға болады.

Инерциялық санақ жүйесі деп инерция заңы орындалатын жүйені айтады: ешқандай күш әсер етпейтін материалды нүкте тыныштық күйде немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалыста болады. Инерциялық санақ жүйесінде салыстырмалы қозғалыста болатын кез-келген санақ жүйесі, инерциалды болып саналады. Барлық инерциалдық санақ жүйелері тепе-тең, яғни барлық осындай жүйелерде физика заңдары бірдей. Инерциалдық жүйелердің координаталарын абсолюттік дәлдікпен анықтау мүмкін емес. Сондықтан, инерциалдық жүйе координаталары абстракты түсінік болғандықтан, физикалық нысандарға белгілі бір дәлдікпен қолданылуы тиіс.

Инерция заңын Галилей горизонталды қозғалыс жағдайы үшін бекіткен болатын, ал Ньютон инерция заңының жалпы анықтамасын қозғалыстың бірінші заңы ретінде берді. Бұл анықтаманың кемшілігі – ол қозғалыстағы инерциялық жүйенің координаталарының қозғалысына алып келуге болатынын көрсетпеген болатын. Былай болатын себебі, Ньютон инерциялық жүйелер координатасы деген түсінікті қолданбай – оның орнына абсолюттік кеңістік деген ұғымды пайдаланды. Бұл түсінікпен дененің жылдамдығын анықтайтын абсолюттік санақ жүйесіне қарағанда, абсолюттік кеңістіктің мағынасының жоқтығынан инерция заңының басқаша анықтамасы пайда болды: инерциалды жүйелер координатасына қатысты еркін дене тыныштық күйін және бірқалыпты түзусызықты қозғалысын сақтай алады.

Механиканың екінші заңының оқылуы: дене массасының оның үдеуіне көбейтіндісі әсер етуші күшке тең және үдеудің бағыты күштің бағытымен сәйкес келеді. Бұл анықтама қазіргі заманғы анықтама. Ньютонның берген анықтамасы өзгеше: Қозғалыс мөлшерінің өзгеруі қойылған күштің әсеріне пропорционал және күш әсер еткен түзу бағытымен бағытталады. Ньютон екінші заңның анықтамасын бергенде қозғалыс мөлшері түсінігін пайдаланды-ол массаға және жылдамдыққа пропорционал қозғалыс мөлшері.

Бұл түсінік ғылым тарихында сақталмай қалды (қазір импульс түсінігімен ауыстырылған) себебі қозғалысты өлшеу түсініксіз еді. Декарт қозғалыс мөлшерін массаны жылдамдыққа көбейту арқылы өлшеді, Лейбниц – массаны жылдамдықтың квадратына көбейту арқылы (қозғалыстың мөлшерін тірі күш деп атады) өлшеді.

Ньютонның үшінші заңы: әсерге әруақытта тең қарама-қарсы кері әсер бар, олай болмаған жағдайда екі дененің бір-біріне өзара әсерлесуі тең және қарама-қарсы жаққа бағытталады. Ньютон бұл заңның әсерін денелердің соқтығысу және өзара тартылу жағдайын таратты.

Ньютонның үш ілгерлі қозғалыс заңдарынан шығатын салдардың бірі – ол паралеллограмм ережесі бойынша қозғалыс мөлшерін қосу. Егер Декарт әлемде қозғалыс мөлшері өзгермейді деп санаса, онда Ньютон қарама-қарсы көзқараста болады. Үдеу басқа денелердің осы денеге әсер ететін және осы дененің қозғалыстағы жылдамдығын өзгертетін басқа денелердің осы денеге механикалық әсерін күш деп атайды. Күштің табиғаты әртүрлі болуы мүмкін (ауырлық күші, серпімділік күші т. б.), ал дененің жылдамдығын өзгертетін күш табиғатына емес, шамасына байланысты болады. Дененің үдеу алуға байланысты қасиеті ол массамен өлшенетін инерция. Классикалық механикада дененің массасы басқа денелермен осы дененің өзара байланысына тәуелді болмайды. Массаның осы қасиеті Ньютонды массаны материяның өлшемі ретінде қабылдауына алып келді және оның шамасы денедегі материяның мөлшерін анықтайды. Материя мөлшері өлшеуге мүмкіндік береді, егер ол салмаққа пропорционал болса. Дененің салмағы-ол оның еркін түсуіне қарсылық ететін діңгекке әсер ететін дененің күшіне тең. Ньютон таразылардың көмегімен инерцияның өлшемі болатын массаны өлшеген. Салмақсыздық жағдайда массаны инерция бойынша өлшеуге болады. Осылайша күш және масса түсініктерін және оларды өлшеудің әдістерін орната отырып Ньютон механиканың екінші заңына анықтама берді. Сонымен масса инерцияның негізгі қасиеттерінің бірі – ол инерциялық және гравитациялық қасиеттерін анықтайды, масса инерттік өлшемі жағынан оған әсер етуші күшке (тыныштық массасы) және тартылыс өрісі көзінің массасына эквивалентті.

Механиканың бірінші және екінші заңы материалдық нүктенің немесе бір дененің қозғалысын сипаттайды. Бұл кезде басқа денелердің осы денеге ғана әсері есепке алынады. Бірақ әрбір әсер ол өзара әсер. Егер бір дене екінші денеге белгілі бір күшпен әсер етсе, онда екінші денеде бірінші денеге сондай күшпен әсер етеді. Ньютонның үшінші заңы: екі дененің бір-біріне әсерлері шама жағынан тең, бағыт жағынан қарама-қарсы жаққа бағытталған. Ньютонның үшінші заңы күштердің тікелей өзара әсері жағдайына немесе бір дененің екінші денеге әсері лезде берілген жағдайда орындалады. Егер әсер өте ұзақ уақыт берілсе, онда берілу уақытын есептемеуге болады.

Негізінен Ньютонның классикалық механика заңдары инерциялық санақ жүйелері үшін орындалады [12]. Инерциялық емес санақ жүйесінде бірінші заң орындалмайды. Бірақ инерциялық емес жүйелерде Ньютонның екінші заңы орындалуы үшін инерциялық күштерді енгізу керек.

М.Т. Кейкіманова; З.Ә. Сайымқұлов; Д.С. Узбекова.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *