Түзу сызықты қозғалыс

Жалпы жағдайда кез келген дене қозғалысы үш өлшемді кеңістікте жүреді, сондықтан қозғалыс траекториясы және барлық қалған қозғалыс параметрлері де үш өлшемді сипатқа ие. Бірақ координаттар жүйесін қолдану қозғалысты түзу сызықты қозғалыс сипаты бар, координат құраушыларына жіктеуге әкелдіреді, яғни қозғалысты түзу сызықты қозғалыстардың векторлық қосындысы түрінде көрсетуге болады. Сондықтан, түзу сызықты қозғалыстардың қасиеті мен сипаттамаларын оқып білу, кез келген қозғалыстың қасиеттері мен сипаттамаларын оқып білуге мүмкіндік береді.

Қозғалыстың барлық заңдарының негізінде қозғалысты жасауға және жоғалтуға болмайды деген тұжырымдаушы принцип бар. Бұл тек бір денеден екінші денеге беріле алады. Осындайда қозғалыс мөлшерінің өлшемі қызметін импульс атқаратын болады. Импульс дене массасының оның жылдамдығына көбейтіндісіне тең.

Қозғалысты жасауға және жоғалтуға болмайды деген принциптің өзі импульстің сақталу заңы түрінде тұжырымдалады. Дененің кинетикалық энергиясын және онымен байланысқан энергияның сақталу заңын анықтауға болады:

Бірақ энергияның және импульстың сақталу заңдарының арасында айырмашылық болады. Энергия қозғалыстың басқа түрлерінің энергиясына айнала алады. Мысалы, кинетикалық энергия потенциалдық, жылулық, электрлік және т.б. энергияларға, ал импульс тек дене жылдамдығының өзгеруіне, немесе күштің оның әсер ету уақытына көбейтіндісіне айналады. Күш денелердің әсерлесу өлшемін береді.

Қозғалыстың негізгі кинематикалық параметрлері жол (траектория), жылдамдық және үдеу. Жылдамдық – дененің уақыт бірлігінде өтетін жолы. Басқаша айтқанда, жылдамдық жолдан уақыт бойынша алынған туындысы:

уақыт бірлігіндегі жылдамдықтың өзгеруі үдеу деп аталады. Осыған сәйкес, үдеу – жылдамдықтан уақыт бойынша алынған туынды, немесе жолдан уақыт бойынша алынған екінші туынды. Жол кез келген уақыт мезгілінде радиус-вектормен сипатталатындықтан, жылдамдық пен үдеу де векторлық шамалар болып келеді.

Негізінде жоғарғы ретті туындыларды да алуға болады, бірақ механикалық қозғалыс тұрғысынан қaрағанда екеуі де жеткілікті. Жылдамдық қозғалыс мөлшерін сипаттайды, ал үдеу - қозғалыс мөлшерінің өзгеру жылдамдығы.

Импульстың сақталу заңына сәйкес үдеу мен жылдамдық Ньютонның екінші заңынан белгілі төменгі қатынаспен байланысады:

.

Зертханалық жұмыс № 4