2.3 Energiya va Impuls — Nazariya
Hafta: 2 | Masalalar: 25 | Qiyinlik: ⭐⭐⭐
Kirish
Energiya va impuls — fizikaning eng fundamental tushunchalari. Ular saqlanish qonunlariga bo'ysunadi, bu esa murakkab tizimlarni tahlil qilishni osonlashtiradi.
1. Ish (Work)
Ta'rif
Kuch jismni siljitganda bajarilgan ish:
- — kuch va siljish orasidagi burchak
- Birlik: Joul (J) = N·m = kg·m²/s²
Maxsus holatlar
| Holat | Burchak | Ish |
|---|---|---|
| Kuch va harakat bir yo'nalishda | 0° | (ijobiy) |
| Kuch harakatga perpendikular | 90° | |
| Kuch harakatga qarshi | 180° | (manfiy) |
O'zgaruvchan kuch
2. Kinetik Energiya
Harakatdagi jismning energiyasi:
Ish-Energiya Teoremasi
Natijaviy ish = kinetik energiya o'zgarishi
3. Potensial Energiya
Gravitatsion potensial energiya
— tanlangan "nol" sathdan balandlik.
Elastik potensial energiya (prujina)
— muvozanat holatidan siljish.
4. Mexanik Energiya Saqlanishi
Agar faqat konservativ kuchlar (gravitatsiya, prujina) ish qilsa:
Konservativ va nokonservativ kuchlar
| Konservativ | Nokonservativ |
|---|---|
| Gravitatsiya | Ishqalanish |
| Prujina | Havo qarshiligi |
| Elektrostatik | Motor kuchi |
Nokonservativ kuchlar mavjud bo'lganda:
5. Quvvat (Power)
Ishning bajarilish tezligi:
Yoki:
- Birlik: Vatt (W) = J/s
Foydali formulalar
6. Impuls (Momentum)
Ta'rif
- Birlik: kg·m/s
Nyuton II qonuni (umumiy shakl)
Agar massa doimiy:
7. Impuls (Impulse)
Kuch × vaqt:
O'zgaruvchan kuch uchun:
Raketada: = dvigatel impulsi
8. Impuls Saqlanish Qonuni
Yopiq sistemada (tashqi kuchlar yo'q):
9. To'qnashuvlar
Elastik to'qnashuv
- Impuls saqlanadi ✓
- Kinetik energiya saqlanadi ✓
Bir o'lchovda:
Noelastik to'qnashuv
- Impuls saqlanadi ✓
- Kinetik energiya saqlanmaydi ✗
To'liq noelastik (jismlar birlashadi):
10. Burchak Impulsi (Angular Momentum)
Saqlanish qonuni
Tashqi moment yo'q bo'lsa:
Masalan, figure skater qo'llarini yig'ganda kamayadi, ortadi.
11. Robotikada Qo'llanilish
Motor tanlash
Kerakli quvvat:
— samaradorlik (efficiency)
Raketa tenglamasi
Tsiolkovsky:
- — exhaust tezligi
- — massa nisbati
Dron energiya sarfi
Hovering:
Uchish vaqti:
Xulosa
| Tushuncha | Formula | Saqlanish |
|---|---|---|
| Kinetik energiya | Elastik to'qnashuvda | |
| Potensial energiya | — | |
| Impuls | Yopiq sistemada doim | |
| Quvvat | — |
Keyingi Qadam
📝 Masalalar — 25 ta masala yeching!