Шпаргалка по "Физике"

Емтиханға дайындалуға арналған сұрақтар

1. СҰРАҚ: Механика пәні. Материалдық нүкте кинематикасының негізгі түсініктері. Қозғалыстарды сипаттау әдістері.

Жауап: Механика әр түрлі денелердің қозғалыс заңдылығын зерттейді. Механикалық қозғалыс деп, қарастырып отырған дененің жеткілікті шартта қозғалмайды деген денелер жүйесімен  салыстырғанда уақыт аралығында орын ауыстыруын айтады.

Денелер жүйесімен уақытты байланыстырсақ, онда мұндай жүйені санақ жүйесі деп атаймыз. Механикалық қозғалыс жайында, тек санақ жүйесі көрсетілгеннен кейін ғана айтуға болады. Санақ жүйесін таңдау қозғалысты зерттеуге қолайлы болатынына байланысты.

Механикалық қозғалысты математикалық түрде дәлме-дәл сипаттау үшін санақ жүйесін координата жүйесімен байланыстырады. Мысалы, декарт координат жүйесімен байланыстыруға болады. Санақ жүйесі мен координат жүйесі арасында белгілі айырмашылық бар екендігін ескерген жөн. Себебі, санақ жүйесін нақты денелер құрастырады, ал координат жүйесі енгізілген математикалық абстракция.

Механикада қарапайым дене ретінде материялық нүктені қабылдайды. Барлық массасы геометриялық бір нүктеде орналасқан және берілген есептің шартында өлшемін елемеуге болатын физикалық денені – материялық нүкте деп атайды. Материялық нүкте ұғымыда абстракцялық ұғым. Материялық нүктенің орнын анықтау үшін берілген бір радиус вектордың соңы осы нүктеде жатуы жеткілікті болады. Берілген есептің шартында дененің өлшемін ескермеуге болмайтын кезде, оны механикада материялық нүктелер системасы ретінде қарастырады. Бұндай жағдайда денені ойша көптеген ұсақ бөліктерге бөлшектейді және дененің әр ұсақ бөлігін материялық нүкте ретінде қарастырады.

Механикада абсалют қатты дене ұғымы енгізіледі,техникалық есептерді шығару үшін оның зор маңызы бар.

Денеге кез келген бір әсер түскен кезде оның формасы өзгемейтін болса, онда мұндай денені абсалют қатты дене деп атайды. Осы анықтамада, абсалют қатты дененің кез келген екі нүктесінің ара қашықтығы әр қашанда өзгермейді деген қорытынды шығады. Табиғатта абсалют қатты дене жоқ, бұл түсінік есеп шығарған кезде нақты дененің деформациясын ескемеу үшін енгізілген қолайлы абстракция.

            2. Материалық нүктенің кинематикасы.

Кинематика қозғалыстың  себебін қарастырмай, оның «геометриясын» зерттейді. Қозғалыс «геометриясы» немесе қозғалыс заңдылығы – қозғалыстағы дененің белгілі бір координаталар системасындағы кез келген уақыттағы орнын анықтауға мүмкіндік беретін математикалық теңдеулер өрнегі арқылы сипатталады.

Материялық нүктенің қозғалысы, әр уақытта, қандай да бір болмасын санау системасында қарастырылады. Осыған байланысты материялық нүктенің кеңістіктегі қозғалысын үш түрлі әдіспен сипаттауға болады, олар:

Бірінші әдіс – траекториялық әдіс. Бұл әдіс бойынша берілген траектория бойында санақ басы тағайындалады және айнымалы ретінде доға координатасы S  алынады.  S - тің уақытқа тәуелдігі бойынша тракториядағы материялық нүктенің кез келген уақыттағы орны анықталады яғни нүктенің қозғалысын анықтау үшін,   функциясына келтіру жеткілікті болады. бұл функцияны траектория бойында материялық нүктенің қозғалыс заңдылығы деп атайды.

Екінші әдіс – векторлық әдіс. Бұл әдіс бойынша нүкте қозғалысын сипаттау үшін санақ басынан траектория нүктесіне   радиусы – вектор бағытталады. Нүкте қозғалған кезде радиус-вектор өзінің модулімен бағытын өзгертіп отырады яғни  r  радиус-вектор уақытқа тәуелді функция болып келеді. Сонымен r=r(t)   функциясын нүкте қозғалысының векторлық заңдылығы деп атайды.

 Үшінші әдіс – координаталық әдіс. Бұл әдіс бойынша кеңістіктегі нүкте қозғалысын анықтау үшін, санақ басын Декарт координат системасымен байланыстырады, материялық нүктеге санақ басынан   r радиус-вектор бағыттайды. Нүкте орны, радиус-вектордың координаталық осьтерге түсірілген  проекциялары x, y, z  арқылы анықталады. Егер радиус-вектор уақыт функциясы r(t)  ретінде, яғни үш скаляр функциялары X = X(t), Y = Y(t), Z = Z(t)  ретінде белгілі болса, онда қозғалыс математикалық жолмен толық сипатталған болып табылады. Сонымен, кинематикалық негізгі физикалық заңы   r(t)  функциясының түрін анықтайды. Мысалы, бір қалыпты қозғалыс (v=const)  үшін r(t)  функциясының түрі мынадай болады: