Lap 27, 2022
49 Views

Kai jėga veikia bet kurį kūną, vis labiau ir labiau didina jo greitį

Written by

Kai jėga veikia bet kurį kūną, vis labiau ir labiau didina jo greitį, sukelia to kūno pagreitį. Yra žinoma, kad pagreitis priklauso nuo masės ir veikiančios jėgos. Juo didesnė masė, tai yra juo didesnis kūno inertiškumas, tuo didesnės jėgos reikia norimam pagreičiui gauti.

Paleidžiant Žemės palydovą arba erdvėlaivį, jo greitis didinamas tol, kol pasiekiamas reikiamas kosminis greitis (jeigu erdvėlaivis paleidžiamas į orbitą aplink Žemę, tai, kaip jau minėta, jam turi būti suteiktas pirmasis kosminis greitis – apie 7,9 kilometro per sekundę). Kai reikiamas greitis pasiekiamas, nustoja veikę varikliai, o palydovas arba erdvėlaivis tolygiu greičiu skrieja iš inercijos.

Tačiau jėga gali veikti kūną ir labai trumpai, pavyzdžiui, postūmio ar smūgio metu. Po tokio trumpo jėgos veikimo kūnas judės tik iš inercijos. Štai tokius bandymus dabar ir padarysime.

Parduotuvėje nusipirkite tris vienodus nedidelius (maždaug 6 centimetrų skersmens) guminius sviedinukus. Viename aštriu kišeniniu peiliu prapjaukite ne didesnį kaip vieno centimetro ilgio plyšį. I plyšį įstatykite nedidelį piltuvėlį ir į sviedinuką pripilkite sauso, švaraus smėlio. Plyšį užklijuokite guminiais klijais be lopo. Klijai lengvai pateks į plyšį, jeigu sviedinuką truputį spustelėsite pirštais.

Paimkite nelabai storo, bet gana standaus kartono gabalą, iš jo išpjaukite 40 centimetrų ilgio ir 4-5 centimetrų pločio juostelę. Adata pradurkite kartoninės juostos vieno galo vidurį, įverkite siūlą ir užriškite mazgą. Išlenkę kartoninę juostelę (atsargiai, kad ji nelūžtų), pradurkite antrąjį juostelės galą ir, įtempę siūlą, jį užriškite.

Išėjo kažkas panašaus į lanką šaudyti strėlėmis, tik mūsų ,,lankas” išlenktas kur kas labiau, siūlu suveržti kartono juostelės galai yra lygiagretūs, o paskui pereina į lanką.

Dabar pradėkime bandymus. Kartono spyruoklę padėkite ant lygių kambario grindų, o abiejose jos galų pusėse po vieną tokį patį sviedinuką. Sviedinukus reikia priglausti prie kartono spyruoklės galų. Uždekite degtuką ir priglauskite jį prie siūlo vidurio. Siūlas tuoj pat nudegs, juostelė išsitiesins, sviedinukus pastūmės vienoda jėga, kuri veikia labai trumpai. Sviedinukai nuriedės į priešingas puses vienodu atstumu.

Po šio bandymo vėl užtaisykite kartono spyruoklę, jos galus kaip ir pirma surišę siūlu. Vėl padėkite ją ant grindų, į tą pačią vietą, bet sviedinukus šalia jos padėkite skirtingus: iš vienos pusės – paprastą sviedinuką, iš kitos – pripiltą smėlio.

Patikrinkite, kad sviedinukai, kaip ir praeitą kartą, liestų sulenktos juostelės galus. Prie siūlo priglauskite degantį degtuką. Kartono spyruoklė tuoj pat išsitiesins, sviedinukus pastūmės į priešingas puses. Sviedinukai nuriedės, bet dabar nusiris ne tokiais pat atstumais, kaip praeitą kartą. Sviedinuko su smėliu masė kur kas didesnė, todėl jis nusiris visai netoli.

Šių bandymų metu būkite labai atsargūs su ugnimi. Žinoma, siūlą galima ir nukirpti, bet tuo metu gali atsirasti papildomas postūmis, kuris sviedinukams perduodamas per kartono juostelę, o tai nepageidautina.

Nuo sviedinukų iki raketos

Dabar padarėte bandymus, kurie iliustruoja labai svarbų dėsnį. Šiuo dėsniu pagrįstas dirbtinių palydovų, erdvėlaivių paleidimas ir raketų skridimai. Tai judesio kiekio išsaugojimo dėsnis. Fizikos skyriuje ,,Mechanika” yra sąvoka judesio kiekis” matematinė ir labai vaizdinga Niutono antrojo judėjimo dėsnio išvados išraiška.

Ši išraiška atrodo taip: mv-kūno masės m ir greičio v sandauga. Kai darėte bandymą su vienodais sviedinukais, kurių masės lygios, jie, tos pačios jėgos veikiami, nusirito vienodus atstumus. Jeigu sviedinukų greičius padauginsite iš jų masių, tai gausite vienodas sandaugas. Tik sviedinukų kryptys buvo skirtingos.

Kitame bandyme, kur sviedinukų masės skirtingos, padauginę mases iš greičių, taip pat gausite vienodas sandaugas. Vieno sviedinuko masė didelė, bet greitis mažas, kito sviedinuko masė maža, o greitis didelis.

Kai jėgos veikia uždaroje sistemoje, o tokia sistema galima laikyti mūsų sviedinukus ir kartono spyruoklę, jeigu neimsime dėmesin trinties į grindis ir orą jėgų,- tai čia pasireiškia judesio kiekio išsaugojimo dėsnis.

Raketa starte taip pat uždara sistema. Ją išjudina vidinės jėgos. Iš išorės jos niekas nestumia. Kai ji stovi starte, jos judesio kiekis yra lygus nuliui. Kai pradeda veikti reaktyviniai varikliai ir iš tūtų dideliu greičiu veržiasi įkaitusios dujos, raketa kyla aukštyn.

Jei padauginsime tų dujų visą masę iš jų greičio, tai sandauga bus lygi raketos korpuso masės, padaugintos iš jos greičio, sandaugai. Tik kryptys skirtingos: įkaitusios dujos lekia į Žemę, o raketa iš Žemės.

Article Categories:
Įdomybės

Comments are closed.