Nyuton qanunları. Dinamika və statikanın əsasları

Cismə başqa cisimlər təsir etmirsə və ya onların təsirləri bir-birini kompensasiya edirsə, cisim sükunətini və ya düzxətli bərabərsürətli hərəkətini saxlayır. Bu hadisə ətalət adlanır.

Nyutonun birinci qanunu: elə hesablama sistemləri var ki, onlarda cismə təsir edən qüvvələrin əvəzləyicisi sıfır olduqda cisim sükunətdə qalır və ya düzxətli bərabərsürətli hərəkət edir. Belə sistemlərə ətalət hesablama sistemləri deyilir. Yerlə bağlı sistem təqribən ətalət sistemidir; sürətini artıran və ya döngəyə girən avtobusla bağlı sistem isə ətalət sistemi deyil.

Qalileyin nisbilik prinsipi: bütün ətalət hesablama sistemlərində mexaniki hadisələr eyni cür baş verir. Bərabərsürətli gedən qatarın içində heç bir mexaniki təcrübə ilə qatarın hərəkət etdiyini müəyyən etmək olmaz.

Cismin sürətinin dəyişməsinə "müqavimət göstərmək" xassəsi ətalətlilik adlanır. Ətalətliliyin ölçüsü kütlədir: eyni qüvvə kütləsi böyük olan cismə kiçik təcil verir.

Kütlə ($m$) skalyar kəmiyyətdir, BS-də vahidi kiloqramdır (kq). Kütlə tərəzi ilə ölçülür: ling tərəzisində cismin kütləsi çəki daşlarının kütləsi ilə müqayisə olunur.

Maddənin sıxlığı onun vahid həcminin kütləsidir:

Sıxlığın BS-də vahidi kq/m³-dir; $1$ q/sm³ $= 1000$ kq/m³.

Düzgün formalı cismin həcmi ölçülərindən hesablanır. Qeyri-düzgün formalı cismin həcmini menzurka (ölçü silindri) ilə tapırıq: cismi suya tam batırırıq, su səviyyəsinin qalxması cismin həcminə bərabərdir. Sıxlığı təyin etmək üçün kütləni tərəzi ilə, həcmi menzurka ilə ölçüb $\rho = m/V$ hesablayırıq.

Qüvvə bir cismin digərinə təsirinin ölçüsüdür, vektorial kəmiyyətdir, vahidi nyutondur (N). Bir neçə qüvvənin birlikdə göstərdiyi təsiri təkbaşına göstərən qüvvə əvəzləyici qüvvə adlanır; o, qüvvələrin vektorial cəmidir. Bir düz xətt boyunca eyni istiqamətli qüvvələr toplanır, əks istiqamətlilər çıxılır; perpendikulyar qüvvələr üçün $F = \sqrt{F_1^2 + F_2^2}$.

Nyutonun ikinci qanunu: cismin təcili əvəzləyici qüvvə ilə düz, kütləsi ilə tərs mütənasibdir və əvəzləyici qüvvə istiqamətində yönəlir:

$1$ N kütləsi $1$ kq olan cismə $1$ m/s² təcil verən qüvvədir.

Nyutonun üçüncü qanunu: iki cisim bir-birinə modulca bərabər, bir düz xətt boyunca əks yönəlmiş qüvvələrlə təsir edir: $\vec F_{12} = -\vec F_{21}$. Bu qüvvələr eyni təbiətlidir və müxtəlif cisimlərə tətbiq olunur, ona görə bir-birini kompensasiya etmir.

İrəliləmə hərəkətində olan cisim o zaman tarazlıqdadır ki, ona təsir edən qüvvələrin vektorial cəmi sıfır olsun: $\vec F_1 + \vec F_2 + \ldots + \vec F_n = 0$.

Fırlanma oxundan qüvvənin təsir xəttinə endirilmiş perpendikulyarın uzunluğu qüvvənin qolu ($d$) adlanır. Qüvvə momenti $M = Fd$, vahidi $\text{N}\cdot\text{m}$-dir. Momentlər qaydası: fırlanma oxu olan cisim o zaman tarazlıqdadır ki, onu saat əqrəbi istiqamətində fırlatmağa çalışan qüvvələrin momentlərinin cəmi əks istiqamətdə fırlatmağa çalışan qüvvələrin momentlərinin cəminə bərabər olsun.

Cismin bütün hissələrinə təsir edən ağırlıq qüvvələrinin əvəzləyicisinin tətbiq nöqtəsi ağırlıq mərkəzidir. Tarazlığın üç növü var:

• dayanıqlı: cismi bir az çıxardıqda əvvəlki vəziyyətinə qayıdır (ağırlıq mərkəzi yuxarı qalxır);
• dayanıqsız: cisim tarazlıqdan daha da uzaqlaşır (ağırlıq mərkəzi aşağı düşür);
• fərqsiz: cisim yeni vəziyyətdə də tarazlıqda qalır (ağırlıq mərkəzinin hündürlüyü dəyişmir).

Ling tərpənməz dayaq ətrafında fırlana bilən bərk cisimdir. Tarazlıq şərti $F_1 d_1 = F_2 d_2$: qüvvələr qollarla tərs mütənasibdir.

Tərpənməz blok qüvvədə qazanc vermir, yalnız qüvvənin istiqamətini dəyişir. Tərpənən blok (blokun çəkisi və sürtünmə nəzərə alınmadıqda) qüvvədə 2 dəfə qazanc verir, amma ipin ucu yükdən 2 dəfə çox yol gedir.

Mail müstəvi (sürtünməsiz): yükü müstəvi boyunca bərabərsürətlə qaldırmaq üçün $F = mg\frac{h}{l}$ qüvvəsi kifayətdir, burada $l$ müstəvinin uzunluğu, $h$ hündürlüyüdür.

Mexanikanın qızıl qaydası: heç bir sadə mexanizm işdə qazanc vermir; qüvvədə neçə dəfə qazanırıqsa, yolda bir o qədər dəfə uduzuruq: $F_1 s_1 = F_2 s_2$.