| მრუდწირული მოძრაობა | |
| მრუდწირული მოძრაობისას სიჩქარი ვექტორი ყოველთვის მოძრაობის ტრაექტორიის მხების გასწვრივ არის მიმართული. ნებისმიერი მრუდწირული მოძრაობის წარმოდგენა შეიძლება წრფივი მოძრაობებისა და სხვადასხვა რადიუსიან წრეწირებზე მოძრაობების ჯამის სახით.სიჩქარე იცვლება როგორც სიდიდით, ასევე მიმართულებითაც. აჩქარების ვექტორი კუთხეს ადგენს სიჩქარის ვექტორთან. | ![]() |
| წერტილის თანაბარი მოძრაობა წრეწირზე | |
|
წერტილის თანაბარი მოძრაობა წრეწირზე არის წერტილის მუდმივი მოდულის მქონე (v=const) სიჩქარით მოძრაობა წრიულ ტრაექრტორიაზე. მაგრამ რადგან სიჩქარე ყოველთვის მიმართულია მოძრაობის ტრაექტორიის მხების გასწვრივ, ამიტომ მიმართულებით ის იცვლება. ანუ წრეწირზე თანაბარი მოძრაობა არის აჩქარებული მოძრაობა! წერტილი ასრულებს გადაადგილებას მოდულით მუდმივი სიჩქარით, შედეგად: ამ შემთხვევაში წერტილის სიჩქარეს ეწოდება წირითი სიჩქარე (ℓ–რკალის სიგრძეა). წირითი სიჩქარის ვექტორი მოცემულ წერტილში წრეწირის მხების გასწვრივ არის მიმართული. |
![]() |
|
სხეულის მდებარეობის დახასიათება შეიძლება კუთხური გადაადგილებით (შემობრუნების კუთხით) φ. ავიღოთ რამდენიმე კონცენტრული წრეწირი და ავაგოთ ყველასთვის ცენტრალური φ კუთხე ისე, რომ ამ წრეწირების რადიუსები, რომლებიც კუთხეს ადგენენ, ერთმანეთს დაემთხვნენ. ნახატიდან ჩანს, რომ ერთდაიგივე φ კუთხეს შეესაბამება ერთი წრეწირისთვის რკალი ℓ და რადიუსი r, ხოლო მეორესთვის – რკალი L და რ ადიუსი R. კუთხის ზომად შეიძლება მივიღოთ რკალის სიგრძის ფარდობა რადიუსთან: ამ შემთხვევაში კუთხის ზომის ერთეულს უწოდებენ ე.წ. რადიანს (მოკლედ –რად). |
|
|
ცენტრალური კუთხე ტოლია ერთი რადიანის, თუ რკალის სიგრძე წრეწირის რადიუსის ტოლია. თუ სხეულმა შეასრულა სრული ბრუნი, მაშინ რკალის სიგრძე ტოლია წრეწირის სიგრძის. შესაბამისად: |
![]() |
|
წერტილის თანაბარი მოძრაობა წრეწირზე ეს არის მოძრაობა, როცა წერტილი დროის ნებისმიერ ტოლ შუალედებში ასრულებს ერთნაირ კუთხურ გადაადგილებებს (შემობრუნდება თანატოლი კუთხეებით). თუ მოძრაობას შემობრუნების კუთხით დავახასიათებთ, მაშინ მოსახერხებელია კუთხური სიჩქარი შემოღება: |
![]() |
შეიძლება ითქვას, რომ წრეწირზე თანაბარი მოძრაობა ეწოდება მუდმივი კუთხური სიჩქარით მოძრაობას. წირითი და კუთხური სიჩქარეები უკავშირდებიან ერთმანეთს ასე: , ანუ. . |
![]() |
|
ბრუნვითი მოძრაობის მნიშვნელოვანი მახასიათებლები არის სიხშირე და პერიოდი. პერიოდი არის ფიზიკური სიდიდე, რომელი აჩვენებს, თუ რისი ტოლია დრო, რომელშიც წერტილი ერთ სრულ ბრუნს ასრულებს. თუ N-ით აღვნიშნავთ t დროში შესრულებულ ბრუნვათა რიცხვს, ხოლო Т – თი პერიოდს, მაშინ: სი სისტემაშმობრუნდება 2π კუთხით, ამიტომ სიხშირე – არის ბრუნვათა რიცხვი, რაც წერტილმა დროის ერთეულში შეასრულა:
სი სისტემაში ზომის ერთეულია – ჰც (ჰერცი). სიხშირე ტოლია ერთი ჰერცის, თუ 1 წამის განმავლობაში წერტილი ასრულებს ერთ ბრუნს (1ჰც=1წმ-1). სიხშირე და პერიოდი – ურთიერთშებრუნებული სიდიდეებია: |
|
| მექანიკური მოძრაობის ფარდობითობა | |
|
|
|
ვტქვათ პრი ათვლის სისტემა მოძრაობს მუდმივი ამასტან, ვთვლით, რომ ორივე ათვლის სისტემაში დრო ერთნაირად მიდის. პირობითად К სისტემას ვუწოდოთ უძრავი, ხოლო К1 სისტემას - მოძრავი. |
![]() |
|
მაშინ შემთხვევისთვის, როცა y და z კოორდინატები არ იცვლება, მივირებთ:
|
|
|
ამ განტოლებებიდან გამომდინარეობს: - ორ წერტილს შორის მანძილი აბსოლუტურია, ანუ არ არის დამოკიდებული ათვლის სისტემის არჩევაზე. ვთქვათ უძრავ ათვლის სისტემასი წერყლების კოორდინატებია x და x', ხოლო მოძრავში x1 და x1'. მასინ გავყოთ განტოლების მარჯვენა და მარცხენა ნაწილები დროის იმ შუალედზე, რომელსი მოხდა გადაადგილება. მივიღებთ: \)" class="img-middle" rel="lightbox" src="http://physics.aidio.net/images/konspeqt/meqmozfar/image018_1.png" style="border: 0px; vertical-align: middle; width: 82px; height: 37px;" /> - სიჩქარეების შეკრების კანონს. აქ უძრავი სისტემის მიმართ წერტილის სიჩქარე მოძრავი ათვლის სისტემისადმი წერტილის სიჩქარისა და თვით მოძრავი ათვლის სისტემის უძრავი ათვლის სისტემისადმი სიჩქარის ვექტორული ჯამის ტოლია. |
$" class="img-middle" rel="lightbox" src="http://physics.aidio.net/images/konspeqt/meqmozfar/image018_1.png" style="border: 0px; vertical-align: middle; width: 82px; height: 37px;" /> |
|
მოძრავი ათვლის სისტემის სიჩქარეს უძრავი ათვლის სისტემის მიმართ გადატანითი სიჩქარე ეწოდება. |
|
|
ამოცანების ამოხსნისას ხშირად მოხერხებულია დედამიწისადმი მოძრავი ერტერთი სხეული ჩავთვალოთ უძრავად. მაშინ ამ ათვლის სისტემაში დედამიწის სიჩქარე სიდიდით მოცემული სხეულის სიჩქარის ტოლი იქნება და მიმართულებით მისი საპირისპირო. |
|
|
თუ სიცქარეების v1 და u მიმართულებები ემთხვევა ერთმანეთს (სხეულები ერთმანეთს უახლოვდება), მასინ მათი პროექციები იკრიბება, თუ საპირისპიროდ არიან მიმართულნი (სხეულები შორდებიან ერტმანეთს) – აკლდება. თუ სიჩქარეებს შორის კუტხე მართია - |
|
|
ეს დასკვნები სამართლიანია ვაკუუმში სინათლის სიჩქარეზე (3.108მ/წმ) გაცილებით ნაკლები სიჩქარეებისთვის. |
|
| ჰორიზონტალურად ან ჰორიზონტისადმი კუთხით გასროლილი სხეულის მოძრაობა | |
|
|
|
რადგან ჩვენ ვუგულებელყოფთ ჰაერის წინააღმდეგობას, ამიტომ აჩქარება მხოლოდ დედამიწისკენ არის მიმართული, (g) – მიმართულია (y) ვერტიკალური ღერძის გასწვრივ, ხოლო х ღერძის გასწვრივ მოძრაობა თაბარია და წრფივი. |
|
|
ჰორიზონტალურად გასროლილი სხეულის მოძრაობა |
|
|
სიცქარის პროექციები და კოორდინატები გამოვსახოთ ვექტორების მოდულებით. |
![]() |
|
იმისათვის რათა მივიღოტ ტრაექტორიის განტოლება, გამოვსახოთ დრო x კოორდინატის განტოლებიდან და ჩავსვათ y-ის განტოლებაში: - კოორდინატებს შორის კვადრატული დამოკიდებულებაა, ტრაექტორია პარაბოლაა! |
|
|
ჰორიზონტისადმი კუთხით გასროლილი სხეულის მოძრაობა |
|
|
ამოცანის ამოხსნის ტანმიმდევრობა წინას ანალოგიურია. ამოვხსნათ ამოცანა შემთხვევისტვის, როცა х0=0 და y0=0. \(\left\{\begin{matrix} v_{x}=v_{0}\cos \alpha\\v_{y}=v_{0}\sin \alpha \end{matrix}\right.\) \(\left\{\begin{matrix} x=v_{x}t=v_{0}t\cos \alpha\\y=v_{y}t-\frac{gt^{2}}{2}=v_{0}t\sin \alpha -\frac{gt^{2}}{2}\end{matrix}\right.\) |
![]() |
|
ვაჩვენოთ, რომ მოძრაობის ტრაექტორია ამ შემთხვევაშიც იქნება პარაბოლა. ამისთვის გამოვსახოთ Y კოორდინატა X-ით (მივიღებთ ტრაექტორიის განტოლებას):\(y=xtg\alpha -x^{2}\frac{g}{2v_{0}^{2}\cos ^{2}\alpha }\). მივიღეთ კოორდინატებს შორის კვადრატული დამოკიდებულება. ე. ი. ტრაექტორია პარაბოლაა. |
|
|
ვიპოვნოთ სხეულის ფრენის დრო დასაწყისიდან დაცემამდე. დაცემის წერტილში ვერტიკალური ღერძის კოორდინატა у=0. შესაბამისად, ამ ამოცანის ამოხსნისთვის უნდა ამოიხსნას განტოლება \(v_{0}t\sin \alpha -\frac{gt^{2}}{2}=0\) . მას ექნება ამოხსნა როცა t=0(მოძრაობის დასაწყისი) და \(t_{fl}=\frac{2v_{0}\sin \alpha }{g}\) |
ფრენის დრო:
\(t_{fl}=\frac{2v_{0}\sin \alpha }{g}\) |
|
გვეცოდინება რა ფრენის დრო, ვიპოვნით იმ მაქსიმალურ მანძილს, რომელიც გაიფრინა სხეულმა: \(L=v_{x}t_{fl}=\frac{v_{0}^{2}\sin 2\alpha }{g}\) |
ფრენის სიშორე:
|
|
ამ ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ: - ფრენის მაქსიმალური სიშორე მიიღწევა სხეულის ჰორიზონტისადმი 450 კუთხით გასროლის შემთხვევაში; - ერთნაირ მაძილზე შეიძლება სხეულის გადაგდება (ერთი და იგივე საწყისი სიჩქარეებით) ორნაირად – ე.წ. ჩაკიდებული და დაფენილი ტრაექტორიები. |
![]() |
|
იმის გამოყენებით, რომ პარაბოლა სიმეტრიული ფიგურაა, ვიპოვნოთ მაქსიმალურ სიმაღლეს, რომელსაც აღწევს სხეული. დრო, რომელშიც სხეული აღწევს შუა გზას, ტოლია: \(t=\frac{v_{0}\sin \alpha }{g}\) |
ასვლის დრო: \(t=\frac{v_{0}\sin \alpha }{g}\) |
|
მაშინ: |
მაქსიმალური სიმაღლე:
|
|
სხეულის სიჩქარე დროის ნებისმიერ მომენტში მიმართულია მოძრაობის ტრაექტორიის (პარაბოლის) მხების გასწვრივ და ტოლია |
|
|
კუთხე, რომლითაც მიმართულია სიჩქარის ვექტორი დროის ნებისმიერ მომენტში: |
|
| თავისუფალი ვარდნა. ვერტიკალურად ზევით ასროლილი სხეულის მოძრაობა. | |||
|
თავისუფალი – ნიშნავს ჰაერის წინააღმდეგობის გარეშე, ვაკუუმში. ამ შემთხვევაში მოძრაობაზე არ მოქმედებს სხეულის ფორმა და ზომა, მისი მასა. პირველად დეტალურად შეისწავლა გ.გალილეიმ (1564-1642). თანაბრადცვლადი მოზრაობის კერძო შემთხვევაა. aºg – ერთნაირია ყველა სხეულისთვის.
ამოცანებისთვის: g = 10 მ/წმ2. გადაადგილების აღნიშვნა: sºh (სიმარლე). |
|
||
|
ნახაზი |
ფორმულები |
||
|
თავისუფალი ვარდნა
gy>0 |
![]() |
სიჩქარე |
![]() |
|
გადაადგილება |
![]() |
||
|
კოორდინატა |
![]() |
||
|
ვერტიკალურად ზევიტ ასროლილი სხეული
gy<0 |
![]() |
სიჩქარე |
![]() |
|
გადაადგილება |
![]() |
||
|
კოორდინატა |
![]() |
||
| თანაბრადცვლადი მოძრაობა. აჩქარება | |
|
მოძრაობას, რომლის დროსაც სხეულის სჩქარე იცვლება ერთნაირად დროის ტოლი შუალედების განმავლობაში, თანაბრადცვლადი მოძრაობა ეწოდება. |
|
|
ავღნიშნოთ: \(\dpi{120} \vec{v}_{0}\) - საწყისი სიჩქარი ვექტორი, \(\dpi{120} \Delta \vec{v}=\vec{v}-\vec{v}_{0}\) - სიჩქარის ცვლილება, ხოლო Δt - დროის შუალედია. ვთქვათ Δt1= Δt2=Δt3=..., მაშინ განსაზღვრის თანახმად \(\dpi{120} \Delta \vec{v}_{1}=\Delta \vec{v}_{2}=\Delta \vec{v}_{3}=...\) |
|
|
შეასბამისად, \(\dpi{120} \frac{\Delta \vec{v}_{1}}{\Delta t_{1}}=\frac{\Delta \vec{v}_{2}}{\Delta t_{2}}=\frac{\Delta \vec{v}_{3}}{\Delta t_{3}}=...=const\)
ასე რომ ეს მოძრაობის მახასიათებელია. |
|
|
თუ t0=0, მაშინ \(\dpi{120} \vec{a}=\frac{\vec{v}-\vec{v}_{0}}{t}\) |
\(\dpi{120} \vec{a}=\frac{\vec{v}-\vec{v}_{0}}{t}\) |
|
აჩქარება - ფიზიკური სიდიდეა, რომელიც სიჩქარის ცვლილების სისწრაფეს ახასიათებს და (თანაბრადცვლადი მოძრაობისას) რიცხობრივად ტოლია სიჩქარის ცვლილების ვექტორის ფარდობისა იმ დროის ინტერვალთან, რომელშიც მოხდა ეს ცვლილება. |
|
|
აჩქარება თანაბრადცვლადი მოძრაობისას აჩვენებს, რამდენად იცვლება მოძრაობის მყისიერი სიჩქარე დროის ერთეულში. სი სისტემაში აჩქარების ერთეულია მ/წმ2. |
მაგალითად, აჩქარება უდრის 5 მ/წმ2 - ეს ნიშნავს, რომ, მოძრაობს რა თანაბრადაჩქარებულად, სხეული იცვლის სიჩქარეს 5მ/წმ-ით თავისი მოძრაობის ყოველ წამში. |
|
არათანაბრადცვლადი მოძრაობის შემთხვევაში: \(\dpi{120} \vec{a}\)საშ\(\dpi{120} =\frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\); მაშინ მყისიერი აჩქარება \(\dpi{120} \vec{a}=\lim_{\Delta t\rightarrow 0}\frac{\Delta v}{\Delta t}=\vec{v}{}{\color{White} '}{}'\) |
|
|
თანაბრადცვლად მოძრაობას ეწოდება თანაბარაჩქარებული, თუ სიჩქარის მოდული იზრდება. |
თ.ა.მ. პირობა -\(\dpi{150} \LARGE \vec{v}_{0}\uparrow \uparrow \vec{a}\). |
|
თანაბრადცვლად მოძრაობას ეწოდება თანაბარშენელებული, თუ სიჩქარის მოდული მცირდება. |
თ.შ.მ. პირობა - \(\dpi{120} \LARGE \vec{v}_{0}\uparrow \downarrow \vec{a}\). |
|
თანაბრადცვლადი მოძრაობის გრაფიკები. |
|
| \(\dpi{150} \vec{v}=\vec{v}_{0}+\vec{a}t\) | \(\dpi{150} \vec{v}=\vec{v}_{0}+\vec{a}t\) |
|
ან \(\dpi{150} v_{x}=v_{0x}+a_{x}t\) - პროექციებში; ან\(\dpi{150} v}=v_{0}+at\) – მოდულით. |
\(\dpi{150} v_{x}=v_{0x}+a_{x}t\) |
|
წრფივი ფუნქცია. გრაფიკი - წრფივია. |
|
|
მოძრაობები, რომელთა მიმართულება ემთხვევა კოორდინატთა ღერძის მიმართულებას:
|
![]() |
|
გადაადგილება თანაბრადცვლადი მოძრაობისას. |
|
|
სიჩქარის გრაფიკის ქვეშა ფართობი რიცხობრივად გადაადგილების ტოლია, შესაბამისად, ტრაპეციის ფართობი რიცხობრივად უდრის გადაადგილებას. |
![]() |
![]() |
თ.ა.მ.-თვის მექანიკის ძირითადი ამოცანის ამოხსნა: \(\dpi{150} s=v_{0}t+\frac{at^{2}}{2}\) \(\dpi{150} x=x_{0}+v_{0}t+\frac{at^{2}}{2}\) |
|
გადაადგილებისა და კოორდინატის გრაფიკი. |
|
|
ფუნქციები \(\dpi{150} x=x_{0}+v_{0}t+\frac{at^{2}}{2}\) და \(\dpi{150} s=v_{0}t+\frac{at^{2}}{2}\)- კვადრატულებია. გრაფიკი – პარაბოლაა! |
|
![]() |
|


.
.
- წერტილის სრული ბრუნი შეადგენს
. შესაბამისად: 
- კუთხური სიჩქარე აჩვენებს, რა კუთხით შემობრუნდება წერტილი ერთეულოვან დროში წრეწირზე თანაბარი მოძრაობისას. სი სისტემაში ზომის ერთეულს წარმოადგენს - რად/წმ.
, ანუ.
.
.
.
.
. შესაბამისად:
.
სიჩქარით ერთმანეთის მიმართ. უძრავ К სისტემაში А წერტილის მდებარეობა მოცემულია
ვექტორით, ხოლო მოძრავ К1 სისტემაში - ვექტორით 
- გალილეის გარდაქმნები.
; 
, თუ კუთხე ნებისმიერია, მაშინ აუცილებელია კოსინუსების თეორემის გამოყენება:
.




















