2-qism. Dinamika jismlarning harakat qonunlarini va bu harakatni keltirib chiqaruvchi yoki o'zgartiruvchi sabablarni o'rganadi. Savolga javob beradi: Nima uchun tananing harakati o'zgaradi?

3-qism. Statika jism yoki jismlar sistemasi muvozanatining shartlarini (qonunlarini) o'rganadi. Savolga javob beradi: Tanani harakatga keltirmaslik uchun nima kerak?

4-qism. Saqlanish qonunlari barcha o'zgarishlarda asosiy invariantlarni belgilaydi. Ular savolga javob berishadi: tizimga o'zgartirishlar kiritilganda tizimda nima saqlanadi?

Ko'rib chiqish ob'ekti - bir tana yoki jismlar tizimi. Masalan, bir jismning impulsi deb ataladigan va jismlar sistemasining impulsi nimada farq bor. Tegishli ta'riflarni bering!

Moddiy nuqta- bu masalada o'lchamlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lgan massali jismning modeli. Ixtiyoriy jismning harakatini o'rganish (o'lchamlari va ma'lum bir shaklga ega) moddiy nuqtalar tizimining harakatini o'rganishga to'g'ri keladi.

Metodik ko'rsatmalar. Shuni ta'kidlash kerakki, asosan o'rta maktab darajasida o'rganiladigan hamma narsa faqat tegishli moddiy nuqtaning mexanikasi. Shunday qilib, koordinatalar faqat pozitsiyani belgilaydi bitta nuqtalar va agar biz har doim ba'zi o'lchamlarga ega bo'lgan jismni nazarda tutsak, unda bir uchlik (fazoda) koordinatalar yordamida uning o'rnini aniqlab bo'lmaydi! Siz faqat uning ba'zi nuqtalarining o'rnini tez-tez ko'rsatishingiz mumkin, bu ushbu tananing massa markazini (C nuqtasi) anglatadi;

Bundan tashqari, "masofa" atamasining ma'nosi (biz ikkita ob'ekt haqida gapiradigan bo'lsak) har doim shunday bo'ladi. ikki nuqta orasidagi masofa. Agar ikkita jism sharsimon shaklga ega bo'lsa, ular orasidagi masofani ularning markazlari nuqtalari orasidagi masofa sifatida olish mumkin. Misol uchun, agar biz Yerning Quyosh atrofida harakatini hisobga olsak, bu jismlarning chiziqli o'lchamlarini hisobga olmaganda, ular orasidagi masofa ularning tortishish markazlari nuqtalari orasidagi masofa sifatida qabul qilinadi (Yer va Quyoshni hisobga olgan holda). zichligi bo'yicha nosimmetrik sharlar bo'lishi uchun biz ularning har birining og'irlik markazi fazodagi holatida uning geometrik markaziga to'g'ri kelishini olamiz). Agar jismlarning shakllari o'zboshimchalik bilan bo'lsa, ular orasidagi masofa ularning sirtlaridagi har qanday ikkita nuqta orasidagi eng qisqa masofa deb hisoblanadi.

Shu munosabat bilan, moddiy nuqta modelidan foydalanish bizni ko'plab noqulayliklar va noaniqliklardan nazariy jihatdan xalos qiladi. Ammo bu abstraktsiya yordamida olingan natijalar haqiqatdagidan qanchalik farq qilishini kuzatish ham muhimdir. Boshqacha qilib aytganda, model o'rganilayotgan real vaziyatga qanchalik to'g'ri mos keladi. Abstraktsiyalarni (modellarni) joriy etish zarurati ko'pincha aniq matematik vositalardan foydalanish talabi bilan bog'liq.

Agar tana moddiy nuqta bilan modellashtirilgan bo'lsa, u quyidagi oddiy usullardan biri bilan harakatlanishi mumkin:

tekis va tekis

doimiy tezlanish bilan to'g'ri chiziqli (bir xilda),

aylana bo'ylab teng ravishda,

tezlanish bilan aylanada,

tebranish - davriy harakat yoki takroriy harakat.

Gorizontalga burchak ostida tashlangan jismning harakati kompozitsion harakat turidir: =1+2, ya'ni. eksa bo'ylab teng ravishda X va eksa bo'ylab teng ravishda o'zgaruvchan da. Ushbu harakatlarning qo'shilishi ushbu turga muvofiq harakatni beradi.

Agar tana ATT sifatida modellashtirilgan bo'lsa, unda harakat turlari har xil va bu terminologiyada aks etadi.

Oldinga harakat - harakatlanuvchi jismga qattiq bog'langan har qanday to'g'ri chiziq asl holatiga parallel bo'lib qoladigan harakat. Barcha nuqtalarning traektoriyalari mutlaqo bir xil (to'liq birlashtirilgan), harakat parametrlari har qanday vaqtda bir xil. Shuning uchun ATT ning translatsion harakatini tavsiflash uchun uning biron bir nuqtasining harakatini tasvirlash kifoya.

Aylanma harakat- tananing barcha nuqtalari aylana bo'ylab harakatlanadigan, markazlari bir to'g'ri chiziqda joylashgan harakat deyiladi. aylanish o'qi. Barcha nuqtalar harakatning bir xil burchak xususiyatlariga va turli xil chiziqli xususiyatlarga ega.

Mexanik harakatni tasvirlash uchun bizga o'z vositalari kerak. Ularning yig'indisi mos yozuvlar tizimi deb ataladi.

Harakatning nisbiyligini hisobga olish moddiy nuqtaning boshqa, o'zboshimchalik bilan tanlangan jismga nisbatan o'rnini belgilashni o'z ichiga oladi. ma'lumot organi. Koordinatalar tizimi u bilan bog'liq. Malumot tizimi- mos yozuvlar organi, koordinatalar tizimi va soatlar to'plami. Vaqtni hisoblash soat "yoqilgan" paytdan boshlanadi (biz soatni vaqt oraliqlarini hisoblash qurilmasi sifatida tushunamiz). "Vaqt nuqtasi" va "vaqt davri" tushunchalari boshqacha! Vaqt davrining qiymati u qaysi soat bilan o'lchanganiga bog'liq emas (agar barcha soatlar vaqtni bir xil birliklarda o'lchasa). Vaqt lahzasi, aksincha, soatning qachon "yoqilganligi" bilan to'liq aniqlanadi, ya'ni. pozitsiya vaqtni hisoblashning boshlanishi.

Harakatni turli tillarda tasvirlash mumkin:

Jismning koordinatalarini (yoki bosib o'tgan masofani) vaqtga bog'liqligini ifodalovchi formula deyiladi harakat qonuni.

Izoh . Harakatning nisbiyligi shundan iboratki, turli xil mos yozuvlar tizimlarida ko'rib chiqilayotgan jismning pozitsiyasi (koordinatasi yoki etalon jismdan masofa), tezligi va harakat vaqti har xil bo'lishi mumkin. Shu munosabat bilan, bir xil ob'ektning harakat qonuni formulasi turli xil mos yozuvlar tizimlarida boshqa shaklga ega, ya'ni. harakat qonunini qayd etish shakli (bir xil turdagi harakat) vaqt va masofaning kelib chiqish joyini tanlashga bog'liq (va koordinatani ko'rsatganda, shuningdek, harakatning ijobiy yo'nalishini tanlashga bog'liq). koordinata o'qi). Ko'pincha, shu nuqtai nazardan, vaqtning tanlangan kelib chiqishi tananing ko'rib chiqilayotgan harakatining boshlanishiga to'g'ri keladi va koordinatalarning kelib chiqishi ushbu jismning boshlang'ich pozitsiyasi nuqtasiga joylashtiriladi.

Shuni ham ta'kidlab o'tamizki, jismning harakat turi turli xil mos yozuvlar tizimlariga nisbatan ko'rib chiqilsa, har xil bo'lishi mumkin.

Traektoriya–chiziq, uning bo'ylab tana harakatlanadi.

Yo'l–uzunligi traektoriyalar (tananing traektoriya bo'ylab bosib o'tgan masofasi); skalyar nomanfiy miqdor. Belgilash l, Ba'zan S.

P
ko'chirish–vektor, tananing boshlang'ich va oxirgi pozitsiyalarini bog'lash. Belgilash .

Tezlik–vektor jismoniy miqdor (nuqta pozitsiyasining o'zgarishini tavsiflovchi), teng vaqtga nisbatan yo'lning (yoki koordinataning) birinchi hosilasi va yo'naltirilgan harakat yo'nalishi bo'yicha traektoriyaga teginish. Belgilash .Izoh. Tezlik Har doim harakat yo'nalishi bo'yicha mos keladigan nuqtada traektoriyaga tangensial yo'naltirilgan.

O'rtacha tezlik - butun yo'lning uning o'tishiga sarflangan vaqtga nisbatiga teng qiymat (ma'lum biriga to'g'ri keladi bo'shliq vaqt). Bir zumda tezlik ba'zilarida tezlikni xarakterlaydi moment vaqt.

U tezlashuv–vektor tezlikning o'zgarishini tavsiflovchi qiymat (kattalikda teng tezlikning vaqtga nisbatan birinchi hosilasi yoki yo'lning (yoki koordinataning) vaqtga nisbatan ikkinchi hosilasi; yuborilgan uni chaqirgan kishi kabi kuch).

Metodik ko'rsatmalar. Shuni ta'kidlash kerakki, fizikada ikki turdagi miqdorlarni aniq ajratish kerak: vektor va skaler. Skayar jismoniy miqdor uning kattaligi bilan to'liq aniqlanadi (ba'zan "+" yoki "-" belgisini hisobga olgan holda). Vektor fizik miqdori kamida tomonidan aniqlanadi ikki xususiyatlari: raqamli qiymat (raqamli qiymat ba'zan vektor miqdorining moduli deb ataladi; ma'lum bir miqyosda u uni tasvirlaydigan segmentning UZUNLIGiga teng, shuning uchun har doim ijobiy raqam) va yo'nalishi (bu mumkin tasvirlash rasmda yoki har qanday tanlangan yo'nalish bilan ushbu vektor tomonidan yaratilgan burchak orqali raqamli o'rnating: ufq, vertikal va boshqalar). Biz vektor (vektor fizik miqdori) agar u haqida aniq ayta olsak, ma'lum deb aytamiz: 1) u nimaga teng, VA 2) qanday yo'naltirilganligi. Har qanday vektor jismoniy miqdoridagi o'zgarishlarni tahlil qilishda buni yodda tutish ayniqsa muhimdir!

Masalalarni yechishda quyidagi vaziyatlar yuzaga kelishi mumkin: 1) biz vektor kattalik (tezlik, kuch, tezlanish va h.k.) haqida gapiramiz, lekin biz ko‘rib chiqamiz. faqat uning ma'nosi(bu holda yo'nalish aniq yoki ahamiyatsiz yoki oddiygina ta'rifni talab qilmaydi va hokazo). Buni, xususan, topshiriq savoli (masalan, “Qaysi tezlikda v harakat qiladi ... ", ya'ni. faqat belgi berilgan modul tezlik. 2) vektor sifatida miqdorni topish talab qilinadi: “Tezlik nima v jismlar? - bu erda vektor kattaliklari qalin kursiv bilan ko'rsatilgan. 3) Qidirilayotgan narsaning turiga to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatma yo'q: "Tana tezligi nima?" Bunday holda, agar berilgan topshiriqlar imkon bersa, unga asoslanib, to'liq javob berish kerak (vektor haqida). ta'riflar(tezlik yoki boshqalar).

Harakat - bu biror narsaning o'zgarishi. Allaqachon empirik darajada ayon bo‘ladiki, tabiat tabiat hodisalari yig‘indisi sifatida muzlab qolgan va o‘zgarmas narsa emas, balki, aksincha, doimiy harakat jarayonida bo‘lgan narsadir. Kunning tun va faslga o?zgarishi, daryolardagi suv oqimi va yog?ingarchiliklar, sayyoralarning Quyosh atrofida aylanishi va yangi yulduzlarning paydo bo?lishi tabiatda o?zgarishlar sodir bo?ladi, deyishimiz mumkin bo?lgan faktlarning bir qismidir. har doim.

Hamma narsaning doimiy o'zgarishi haqidagi bayonot antik davrda Geraklitning "hamma narsa daryo kabi oqadi" degan mashhur so'zida o'z ifodasini topgan. Empirik kuzatish tegishli nazariy tushuntirishni talab qiladi, uning asosiy mazmuni quyidagi savollarga javoblardan iborat: 1) Harakat nima uchun sodir bo'ladi? 2) Har xil harakat turlari bir-biri bilan qanday bog'liq? 3) O'zgarishlarning umumiy yo'nalishi bormi?

Antik davrdan to hozirgi kungacha harakatni tushuntirish, bir tomondan, kundalik kuzatishlar asosida, ikkinchi tomondan, har bir narsaning maqsadga muvofiqligi va ideal g'oyasi kabi antropomorfik binolar asosida qurilgan. ob'ektiv jihatdan muhim.

Xususan, o'sha Geraklitning so'zlariga ko'ra, "hamma narsa qarama-qarshilik tufayli paydo bo'ladi. ... Kosmos ... olovdan tug'iladi va ma'lum vaqtlardan so'ng yana erga yonadi, butun abadiyat davomida navbatma-navbat, bu taqdirga ko'ra sodir bo'ladi. Kosmosning paydo bo'lishiga olib keladigan qarama-qarshiliklardan biri urush va nizolar, yonishga olib keladigani esa uyg'unlik va tinchlik deb ataladi, o'zgarish esa kosmos paydo bo'ladigan yuqoriga va pastga yo'ldir. Yong'in qalinlashganda, u namlanadi va birlashib, suvga aylanadi; suv, qotib, erga aylanadi: bu pastga yo'l. Yer, o'z navbatida, yana eriydi, undan suv paydo bo'ladi va hamma narsa suvdan paydo bo'ladi."

Aristotelning (Uyg'onish davri oxirigacha o'z ahamiyatini saqlab qolgan) jismoniy g'oyalariga ko'ra, har bir tana o'z joyiga intiladi va ikkinchisining harakat yo'nalishi va tezligi u qaysi materialdan iboratligiga bog'liq. "Yengil" jismlar (masalan, olov) tepaga, "og'ir" jismlar (masalan, toshlar) - pastga. Tana o'zining "tabiiy" joyiga etib, dam olish holatiga keladi, shuning uchun uning yana harakatlanishi uchun harakatlantiruvchi kerak. Erdagi hamma narsa, oxir-oqibat, ma'lum bir kosmik asosiy harakatlantiruvchining harakati natijasida harakat qiladi, uning o'zi ideal bo'lib, abadiy aylana bo'ylab aylanadi. Bu fikrlashning mantig'i quyidagicha: aylanma harakat cheksizning ko'rinadigan ramzidir, ya'ni. abadiy; asosiy harakatlantiruvchi ideal, ideal esa abadiydir; Bu degani, abadiy ideal bosh harakatlantiruvchi o'z harakat kuchini Yerga o'tkazgandek, abadiy aylana bo'ylab harakat qiladi; yerdagi ham harakat qiladi, chunki u mukammallikka intilayotgani kabi asosiy harakatlantiruvchiga ham intiladi.

O'rta asrlarda dam olishning "tabiiyligi" va harakatning "zo'ravonligi" haqidagi jismoniy g'oyalar ko'pincha bu atama doirasida ishlatilgan. "tabiiy ilohiyot", bu erda ular asosida ular Xudo mavjudligining tabiiy ilmiy isbotini yaratishga harakat qilishgan (bosh harakat qiluvchi Xudodir).

Hozirgi zamonda fizikada antropomorfizm yengib o‘tildi va nazariy va eksperimental tadqiqotlar natijasida dam olish jismlarning tabiiy va mutlaq holati emasligi, harakat har doim ham zo‘ravonlik bilan bo‘lmasligi ma’lum bo‘ldi. Xususan, Nyutonning klassik mexanikaning birinchi qonuniga ko'ra, harakat va dam olish bir xil ehtimolli holatlardir va har qanday jism boshqa kuchlarning qarshi ta'sirini boshdan kechirmaguncha abadiy harakat qiladi yoki tinch holatda bo'ladi.

Gravitatsion o'zaro ta'sirning tortishish (Umumjahon tortishish qonuni, 17-asr) va elektromagnit o'zaro ta'sirning tortishish va itarilish (Nuqtaviy elektr zaryadlarining o'zaro ta'siri to'g'risidagi Kulon qonuni, 18-asr) sifatida ochilishi harakat degan umumiy g'oyaning o'rnatilishiga sezilarli hissa qo'shdi. ichki mulk masalasi, ya'ni. harakat materiyaning o'z-o'zidan harakati degan fikr. XVIII asrning bu xususiyatini frantsuz faylasufi Pol Anri Xolbax (1723 - 1789) ifodalagan. shunday deb o'yladilar: "Ular bizdan so'rashadi: bu tabiat o'z harakatini qaerdan oldi? Biz bunga o'zidan javob beramiz, chunki u buyuk bir butun bo'lib, undan tashqarida hech narsa mavjud bo'lmaydi. Biz aytamizki, harakat materiyaning mohiyatidan majburiy ravishda kelib chiqadigan mavjudlik usulidir; materiya o'z energiyasi tufayli harakat qiladi; u o'z harakati uchun unga xos bo'lgan kuchlarga qarzdordir."

Zamonaviy fizik tushunchalarga ko'ra, jismoniy ob'ektlarning kuzatilgan harakatlarining butun to'plami aslida to'rt turdagi asosiy o'zaro ta'sirlarning ko'rinishidir: tortishish, elektromagnit, kuchli va kuchsiz yadro.

Gravitatsion o'zaro ta'sir jismlarda massa mavjudligi bilan bog'liq va u megadunyoda hukmronlik qiladi. Umumjahon tortishish qonuni bu o'zaro ta'sirning shartlari va kattaligining rasmiy ifodasidir. Elektromagnit o'zaro ta'sir bir qator elementar zarralarning o'ziga xos xususiyati tufayli yuzaga keladi, bu elektr zaryadi deb ataladi. U makro va mikrokosmosda atom yadrolari hajmidan oshib ketadigan masofalargacha etakchi rol o'ynaydi. Elektromagnit o'zaro ta'sir tufayli atomlar va molekulalar mavjud bo'lib, moddalarning kimyoviy o'zgarishlari sodir bo'ladi. Yadroviy o'zaro ta'sirlar faqat atom yadrosining kattaligi bilan taqqoslanadigan masofalarda paydo bo'ladi. To'rt turdagi asosiy o'zaro ta'sirlar bir-biridan juda farq qiladi (xususan, tortishish o'zaro ta'siri faqat tortishishdir va elektromagnit o'zaro ta'sir tortishish va itarilish sifatida mavjud) va sezilarli darajada farq qiluvchi mexanizmlar tufayli yuzaga keladi. Biroq, nazariy fizika doirasida barcha fundamental o'zaro ta'sirlarning yagona nazariyasini qurish imkoniyati haqida savol tug'iladi. Bundan tashqari, 1983 yilda elementar zarrachalarning o'zaro ta'sirini eksperimental tadqiqotlar natijasida elementar zarrachalarning yuqori to'qnashuv energiyalarida zaif va elektromagnit o'zaro ta'sirlar farq qilmasligi va ularni yagona elektrozaif o'zaro ta'sir deb hisoblash mumkinligi aniqlandi.

Zamonaviy tabiiy fanlarda, shuningdek, falsafada materiyaning tashkiliy darajalari (fizikaviy, kimyoviy, biologik tashkiliy darajalari ajralib turadi) haqida gapirish odatiy holdir, ularning tasnifi mos keladigan turlarni aniqlashga asoslanadi. materiya harakati. Xususan, materiyaning uning tashkil etilishining jismoniy darajasidagi harakati biz ko'rib chiqqan 4 ta asosiy o'zaro ta'sir; kimyoviy darajadagi harakat - moddalarning transformatsiyasi; biologik ma'noda - tirik organizm ichidagi metabolizm. Moddani tashkil etishning nomlangan darajalari ikkinchisining murakkablashuvining ketma-ket shakllarini ifodalaydi, har bir keyingi daraja oldingisidan o'tib bo'lmaydigan chiziq bilan ajratilmaydi, balki uning tabiiy rivojlanishining natijasidir. Xususan, organik moddalar nafaqat biologik organizmlarning hayotiy faoliyati natijasida, balki ularsiz ham - noorganiklarning sintezi natijasida paydo bo'lishi mumkin. 1953 yilda amerikalik kimyogari S. Miller noorganiklardan organik birikmalarni abiogen sintez qilish imkoniyatini eksperimental tarzda isbotladi. Noorganik birikmalar aralashmasidan elektr razryadni o'tkazib, organik kislotalar oldi.

O'ta umumiy ma'noda tushuniladigan harakat yo'nalishi muammosi koinotning termal o'limi nazariyasi (regressiya) va o'z-o'zini tashkil qilish (progress) nazariyasi sifatida talqin qilinishi mumkin.

Koinotning termal o'limi haqidagi gipoteza termodinamikaning ikkinchi qonunining natijasidir. Bu farazni birinchilardan bo?lib 19-asr o?rtalarida nemis fizigi Rudolf Klauzius (1822 - 1888) termodinamikaning ikkinchi qonunini talqin qilish asosida ilgari surgan. Ikkinchi qonundan kelib chiqadiki, makroskopik darajada yo'naltirilgan va qaytmas jismoniy jarayonlar mavjud. Buni tushunish uchun quyidagi misolni ko'rib chiqing. Aytaylik, xonaga yangi qaynatilgan choynak olib kelib, undan stakanga suv quyamiz. Choynakdagi suvning harorati atrof-muhit haroratidan ancha yuqori ekanligi aniq. Suv harorati 100 daraja, xona harorati esa 18 daraja bo'lsin. Keyin nima bo'ladi? Shubhasiz, suv asta-sekin soviydi va havo biroz isinadi. Oxir-oqibat, suv va havo harorati teng bo'ladi va aytaylik, 18,5 daraja bo'ladi, ya'ni termodinamik muvozanat yuzaga keladi. Voqealarning teskari yo'nalishda rivojlanishi mumkinmi, qachonki suvli choynak havodan issiqlik olishni boshlaganda va natijada yana qiziydi va havo mos ravishda soviydi? Sof nazariy jihatdan ha, lekin buning haqiqiy ehtimoli nolga yaqin.

Bizning dunyomiz muvozanatsiz holatda bo'lgan ulkan termodinamik tizim sifatida qaralishi mumkin. Energiya asosan issiq yulduzlarda to'plangan va asta-sekin ancha sovuqroq yulduzlararo kosmosga o'tadi. Mavjud bo'lgan barcha dvigatellar, natijada, ko'rsatilgan global nomutanosiblik mavjudligi sababli samarali bo'lib chiqadi. Shuning uchun global tizimning termodinamik muvozanatga intilishi bilan bog'liq istiqbollar haqida so'rash tabiiydir.

Klauziusning fikricha, koinotning entropiyasi maksimal darajaga intiladi. Bundan kelib chiqadiki, Olamda, oxir-oqibat, energiyaning barcha turlari issiqlik harakati energiyasiga aylanishi kerak, bu esa butun Olam materiyasiga teng taqsimlanadi. Shundan so'ng unda barcha makroskopik jarayonlar to'xtaydi yoki "termal o'lim" sodir bo'ladi.

Masalan, Quyosh sistemasini yopiq nomutanosib termodinamik tizim deb hisoblash mumkin. Bu erda energiya asosan Quyoshda to'plangan. Odamlar tomonidan ishlatiladigan energiyaning 95% dan ortig'i quyosh energiyasidir. Shubhasiz, agar u bizni energiya bilan ta'minlashni to'xtatsa va biz uning barcha zaxiralarini ishlatsak, unda hech qanday ish bo'lmaydi.

Shunday qilib, agar butun atrofdagi dunyo haqiqatan ham klassik termodinamikaning xulosalari qo'llanilishi mumkin bo'lgan yopiq tizim deb hisoblansa, u holda muvozanatga erishgandan so'ng, u doimiy haroratga, materiyaning zichligiga va nurlanishga ega bo'lgan bir hil jismni ko'rsatishi kerak, unda hech qanday yo'naltirilgan o'zgarishlar sodir bo'lmaydi. energiya mumkin bo'ladi.

Olamning termal o'limi haqidagi gipotezaga asosiy e'tirozlar quyidagilardir: 1) Olam izolyatsiya qilingan tizim emas. 2) Nega cheksiz vaqt davomida mavjud bo'lgan Olam hali ham termodinamik muvozanat holatiga erishmagan?

Uzoq vaqt davomida faqat biologik ob'ektlar va tizimlar o'z-o'zini tashkil qilish qobiliyatiga ega degan fikr mavjud edi. Kompyuterlar, o'z-o'zini o'rganish dasturlari va robototexnika paydo bo'lgandan so'ng, sun'iy ob'ektlar ham rivojlanishi mumkinligi ma'lum bo'ldi. Nisbatan yaqinda, inson ishtirokisiz tabiiy ravishda paydo bo'lgan jonsiz tabiat ob'ektlari ham o'z-o'zini tashkil qilish qobiliyatiga ega bo'lishi aniq bo'ldi. Xususan, suyuqlik va gazlarning turg'un bo'lmagan oqimlarida barqaror girdoblarning hosil bo'lish hodisalari fizikada ma'lum; lazerlarda buyurtma qilingan nurlanishning ko'rinishi; kristallarning shakllanishi va o'sishi. Kimyoda - Belousov-Jabotinskiy reaktsiyasida konsentratsiyaning o'zgarishi.

O'z-o'zini tashkil etishning zaruriyati va qonuniyatlarini sinergetika o'rganadi. "Sinergetika" atamasi 70-yillarning boshlarida taklif qilingan. XX asr Nemis fizigi Hermann Xaken (1927 yilda tug'ilgan). Belgiyalik va amerikalik fizik Ilya Prigojin (1917 - 2003) o'z-o'zini tashkil etish nazariyasini rivojlantirishga katta hissa qo'shdi. Hozirgi vaqtda sinergetika ilmiy tadqiqotning fanlararo sohasi bo'lib, uning predmeti tabiiy va ijtimoiy tizimlarda o'zini o'zi tashkil etishning umumiy qonuniyatlari hisoblanadi.

Kamroq tartiblangan tuzilmalardan ko'proq tartiblangan tuzilmalarning o'z-o'zidan paydo bo'lishi uchun quyidagi shartlarning kombinatsiyasi zarur:

Ular faqat ochiq tizimlarda shakllanishi mumkin. Ularning paydo bo'lishi uchun yo'qotishlarni qoplaydigan va tartiblangan davlatlarning mavjudligini ta'minlaydigan tashqaridan energiya oqimi talab qilinadi;

Tartibli tuzilmalar makroskopik tizimlarda, ya'ni ko'p sonli atomlar, molekulalar, hujayralar va boshqalardan iborat tizimlarda paydo bo'ladi. Bunday tizimlarda tartibli harakat har doim kooperativ xarakterga ega, chunki unda ko'p sonli ob'ektlar ishtirok etadi.

Shuni alohida ta'kidlash kerakki, o'z-o'zini tashkil etish hech qanday maxsus moddalar sinfi bilan bog'liq emas. U faqat tizim va muhitning maxsus ichki va tashqi sharoitlarida mavjud.

Keling, o'z-o'zini tashkil qilishning eng oddiy misolini ko'rib chiqaylik - Benard hujayralari. Dastlab bir hil suyuqlikning tuzilishi (ya'ni tashkil etilishi) konveksiya sodir bo'lganda (uning qatlamlarini aralashtirish) kuzatilishi mumkin. Aytaylik, boshlang'ich momentda suyuqlik qandaydir doimiy haroratda tinch holatda bo'lsin. Keyinchalik, uni pastdan isitishni boshlaylik. Isitish intensivligi oshgani sayin, konveksiya hodisasi paydo bo'ladi: suyuqlikning qizdirilgan pastki qatlami kengayadi, engilroq bo'ladi va shuning uchun yuqoriga qarab suzib yurishga intiladi. Uni almashtirish uchun yuqoridan pastgacha sovuqroq va zichroq qatlam tushadi. Avvaliga bu vaqti-vaqti bilan sodir bo'ladi: ko'tarilgan oqimlar bir joyda yoki boshqa joyda paydo bo'ladi va uzoq davom etmaydi. Ya'ni, konveksiya xaotik rejimda sodir bo'ladi. Suyuqlikning yuqori va pastki qatlamlari orasidagi harorat farqi ma'lum bir kritik qiymatga yetganda, rasm tubdan o'zgaradi. Suyuqlikning butun hajmi bir xil hujayralarga bo'linadi, ularning har birida suyuqlik zarralarining o'tkazilmaydigan konveksiya harakati yopiq traektoriyalar bo'ylab sodir bo'ladi. Suyuqlik bilan tajriba o'tkazishda Benard hujayralarining xarakterli o'lchamlari millimetr oralig'ida (10 -3 m), molekulalararo kuchlarning xarakterli fazoviy shkalasi esa sezilarli darajada kichikroq diapazonga to'g'ri keladi: 10 -10 m individual Benard hujayrasi taxminan 10 21 molekula o'z ichiga oladi. Shunday qilib, juda ko'p sonli zarralar izchil (mos keladigan) xatti-harakatlarni namoyon qilishi mumkin.

Benard hujayralari har qanday suyuqlikda tegishli sharoitlarda paydo bo'lishi mumkin. Bunday hujayralar Quyosh yuzasida topilgan va ehtimol Yer mantiyasida mavjud. Bundan tashqari, zamonaviy astronomik tushunchalarga ko'ra, Olamning kuzatilishi mumkin bo'lgan qismi ham uyali tuzilmalardan - galaktikalar klasterlaridan iborat.

O'z-o'zini tashkil qilishdan tashqari, sinergetikaning yana bir muhim tushunchasi bifurkatsiya tushunchasidir. Zamonaviy ilmiy terminologiyada "bifurkatsiya" atamasi - vilka yoki ikkiga bo'linish - ta'sir va stresslarga duchor bo'lgan murakkab tizimlarning xatti-harakatlarini tavsiflash uchun xizmat qiladi. Muayyan nuqtada bunday tizimlar tanqidiy tanlovni amalga oshirishi kerak: rivojlanishning u yoki bu tarmog'iga ergashish. Bifurkatsiya nuqtasida joylashgan tizimning eng oddiy misoli - katta diametrli qavariq shar yuzasida to'pning beqaror muvozanati. To'p sharning yuzasidan istalgan yo'nalishda va deyarli istalgan vaqtda dumalab tushishi mumkin. Benard hujayralari bilan ko'rib chiqilgan misolda bifurkatsiya nuqtasi suyuqlikda o'ng yoki chap qo'l hujayralarining tasodifiy paydo bo'lishidir. Shunga o'xshash manzara biologik evolyutsiyada ham kuzatiladi: organizmning sifat jihatidan qaytarib bo'lmaydigan qayta tuzilishiga olib keladigan tasodifiy mutatsiya, sinergetika tili bilan aytganda, bifurkatsiya nuqtasidir. Shunday qilib, bifurkatsiya tushunchasi turli xil tizimlardagi, shu jumladan ekologik va ijtimoiy tizimlardagi o'zgarishlarni tavsiflash uchun ishlatilishi mumkin.

Bifurkatsiya nuqtasining eng muhim xususiyatlari shundaki, birinchidan, u orqali o'tish tizimni sifat jihatidan yangi holatga o'tkazadi, ikkinchidan, tizimning rivojlanishi qaysi yo'nalishda ketishini oldindan bilib bo'lmaydi, ya'ni. bifurkatsiya yagona aniqlanmagan.

Shuni aniq tushunish kerakki, sinergetikaning asosiy g'oyasi tartibsiz tuzilmalardan o'z-o'zidan (inson ongining aralashuvisiz) tartibli tuzilmalarning paydo bo'lish imkoniyatini yoki I. Prigojin ta'biri bilan aytganda, "tartibsizlikdan tartibni" tasvirlashdir. ”.

Harakatning sababi nima? Aristotel - harakat faqat kuch ta'sirida mumkin; kuchlar bo'lmasa, tana dam oladi. Galiley - jism kuchlar bo'lmaganda ham harakatni saqlab turishi mumkin. Kuch boshqa kuchlarni muvozanatlash uchun zarur, masalan, ishqalanish kuchi Nyuton harakat qonunlarini shakllantirgan.

Taqdimot bilan arxiv hajmi 304 KB.

“Ishqalanish kuchi” 10-sinf.ppt- ishqalanish kuchining sabablari. Ishqalanish turlari. Formulalarni yodlash uchun jadval. Qilich - baliqning yuqori jag'ining suyak kengaytmasi. Ishqalanish kuchi. Ishqalanish materiallari. Ishqalanish qanday kamayadi va kuchayadi. Sirpanish ishqalanish koeffitsientini aniqlash. Chanaga qancha kuch qo'llanilishi kerak. Ishqalanish kuchini qanday oshirish mumkin? Biz bir nechta g'olib haqida gapiramiz. Bir jism sirt bo'ylab harakat qilganda paydo bo'ladigan kuch.

"Issiqlik dvigatellari" 10-sinf- atrof-muhitni muhofaza qilish. Issiqlik dvigatellari va atrof-muhitni muhofaza qilish. Dvigatelning asosiy komponentlari. Yaratilish tarixi. Fizika fan sifatida nafaqat nazariyani o'rganishni o'z ichiga oladi. Dizel dvigatellari. Raketa dvigatellari. Yaratuvchi haqida bir oz. Denis Papin. Ilova. Xamfri Potter. Raketa va kosmik texnologiyalarning kashshoflari. Ikki zarbali dvigatel. Olovli yurak. Profilaktik choralar. Muammoni qanday hal qilish kerak. Tabiatni muhofaza qilish.

"Lazer turlari"- Suyuq lazer. Yarimo'tkazgichli lazer. Elektromagnit nurlanish manbai. Lazerlarning tasnifi. Lazer nurlanishining xossalari. Kimyoviy lazer. Kuchaytirgichlar va generatorlar. Gaz lazeri. Qattiq holatdagi lazerlar. Lazerni qo'llash. Ultraviyole lazer. Lazer.

"Doimiy elektr toki qonunlari"- Supero'tkazuvchilar ulanish turlari. O'chirishning umumiy qarshiligi. Seriya va parallel ulanishlar. To'g'ridan-to'g'ri oqimning asosiy qonunlarini bilish. Elektr tokining harakatlari. Zanjirning bir qismi uchun Ohm qonuni. Ulanishlarning "kamchiliklari". Sxemalarni konvertatsiya qilish. Ulanish diagrammalari. Xatolar. Elektr toki. Qarshilik. Hozirgi kuch. Voltmetr. Ulanishning "taroziga". Mavzuning asosiy formulalari. Umumiy qarshilik. To'g'ridan-to'g'ri oqim qonunlari.

"To'yingan va to'yinmagan bug'"- kondensatsiya gigrometri. To'yingan bug' bosimining haroratga bog'liqligi. Havoning mutlaq namligi. Keling, muammolarni hal qilishni boshlaylik. Havoning nisbiy namligi. Qiziqarli hodisalar. Haqiqiy gazning izotermlari. Suyuqlikning bug'lanishi. Odam uchun qulay zona. Shudring. Havoning namligini aniqlash. Ayoz. Soch gigrometri. Keling, jadvaldan qanday foydalanishni bilib olaylik. Qaynatish. Yopiq idishda sodir bo'ladigan jarayonlar.

"Sirt tarangligini aniqlash"- Sirt taranglik koeffitsienti. Tadqiqot natijalari. Dars materialiga munosabat. Virtual laboratoriya ishi. Tel uzunligi. Sferik sirt. Yuzaki taranglik. Muammoli tajriba. Sovun pufakchalari qanday bog'lanadi. Bilimlarni tuzatish. Sovun pufagini hosil qilish jarayoni. Sovun pufakchalarini puflang. Har xil o'lchamdagi sovun pufakchalari. Suyuqlik yuzasi bo'ylab qanday kuchlar ta'sir qiladi.