1-laboratoriya ishi
Erkin tushish tezlanishini aniqlash
Ishning maqsadi
: Ma’lum balandlikdan tashlangan jismning tushish vaqtini bilgan holda erkin
tushish tezlanishini aniqlash.
Kerakli asbob va materiallar
: 1) erkin tushishni o‘rganuvchi qurilma; 2) ”ishchi jism“ - po‘lat
sharchalar; 3) elektrosekundomer; 4) kalit; 5) masshtabli chizg‘ich.
NAZARIY QISM
Ma’lumki massaga ega bo‘lgan har qanday jismlar o‘zaro tortishadilar. Nyuton Kepler
qonunlari va dinamikaning asosiy qonunlari asosida osmon jismlari harakatini o‘rganib butun
olam tortishish kuchini yaratadi. Bu qonun quyidagicha ta’rifdanadi: massalari
m
1
va
m
2
bo‘lgan va bir-biridan
r masofada joylashgan ikkita ixtiyoriy moddiy nuqtalar massalarining
ko‘paytmasiga to‘g‘ri proporsional va oralaridagi masofaning kvadratiga teskari proporsional
kuch bilan o‘zaro tortishadilar. Bu qonunning matematik ifodasi quyidagicha yoziladi:
F=
m
1
m
2
/
r
2
.
bu yerda
=6,67
10
–11
N
m
2
/kg
2
gravitatsiya doimiysi.
Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan moddiy nuqtalar orasidagi bu o‘zaro ta’sir
gravitatsion maydon vositasida amalga oshiriladi. Demak, massaga ega bo‘lgan
har qanday
jism o‘z atrofida gravitatsion maydon hosil qiladi. Erning gravitatsion maydon ta’siri doirasida
bo‘lgan har qanday jismga Er tomonidan tortish kuchi ta’sir qiladi. Boshqa kuchlar ta’sir
qilmaganida yoki ularning o‘zaro ta’siri kompensatsiyalashganda gravitatsion maydon hosil
qilgan tortishish kuchi ta’sirida
qiladigan jismning harakatiga erkin tushish deyiladi.
Nyutonning 2-qonuniga asosan jism erkin tushish paytida ma’lum tezlanish oladi va bu
tezlanish og‘irlik kuchining tezlanishi yoki
erkin tushish tezlanishi deyiladi.
Jismlarning gravitatsion jismlarga (masalan, Erga)
tortilish kuchiga og‘irlik kuchi
deyiladi va u kuyidagicha aniklanadi:
P=
mg,
bu yerda
g gravitatsion jismning erkin tushish tezlanishi deyiladi. Uning qiymati jism
joylashgan nuqtaning vaziyatiga bog‘liq.
Og‘irlik kuchi jismning og‘irlik (massa) markaziga
qo‘yilgan bo‘lib doimo
Er markaziga tomon yo‘nalgan bo‘ladi.
Agar Erning o‘z o‘qi atrofidagi kundalik aylanishlarini hisobga olmasak og‘irlik
kuchining qiymatini Er sirtida turgan jismning Erga tortilish kuchi
qiymatiga teng deb olish
mumkin, yani
mg=
mM/
R
2
,
g=
M/
R
2
,
bu yerda
M va
R – mos ravishda Erning massasi va radiusi. Er sirtidan ma’lum
h balandlikda
joylashgan nuqtadagi
g ning qiymati quyidagicha topiladi:
g
h
=
M/(
R+
h)
2
.
Og‘irlik kuchining tezlanishini
gravitatsion maydon kuchlanganligi deb ham ataydilar,
chunki bu kattalik maydonga kiritilgan moddiy nuqtaning massasiga bog‘lik emas va
maydonning kuch xarakteristikasi bo‘la oladi. Oxirgi ifodadan ko‘rinadiki, og‘irlik kuchi va
uning tezlanishi har xil planetalar uchun har xil kiymatga ega bo‘ladi,
chunki planetalar
massalari va radiuslari har xil qiymatga ega. Planeta sirtidan uzoqdashganda og‘irlik kuchi va
uning tezlanishining qiymati kamayib boradi.
Og‘irlik kuchidan tashqari yana jism og‘irligi degan tushuncha ham qabul qilingan.
Jismning
og‘irligi deb og‘irlik kuchi ta’siri natijasida tayanchga yoki osmaga ko‘rsatiladigan
ta’sir kuchiga aytiladi. Masalan, tayanchga qo‘yilgan
m massali jism tayanch bilan birgalikda
yuqoriga
a tezlanish bilan ko‘tarilayotgan bo‘lsin. Bu holda jismga ikkita kuch ta’sir kiladi:
og‘irlik kuchi
P va tayanchning reaksiya kuchi
N. Jismning og‘irligi
harakatlanayotgan
tayanch bilan bog‘langan sanoq sistemasiga nisbatan jism tinch turgani uchun
P=
mg.
Qaralayotgan sistema Er bilan bog‘langan
sanoq sistemaga nisbatan a tezlanish bilan
harakatlanayotganligi uchun u potensial bo‘ladi va bu sistemaga
Nyutonning ikkinchi
qonunini qo‘llash uchun jismga ta’sir qilayotgan inersiya kuchini ham hisobga olish kerak. U
xolda