Бул салыштыруу классикалык механикадагы кыймылдын эки негизги түрүн карайт: сызыктуу кыймыл, мында объект түз же ийри жол менен жүрөт жана айлануу кыймылы, мында объект ички же тышкы октун айланасында айланат. Алардын математикалык параллелдерин түшүнүү физикалык динамиканы өздөштүрүү үчүн абдан маанилүү.
Бир өлчөмдүү жол боюнча объекттин бир абалдан экинчи абалга жылышы.
Катуу дененин белгиленген чекиттин же октун айланасында айлангандагы кыймылы.
| Мүмкүнчүлүк | Сызыктуу кыймыл | Айлануу кыймылы |
|---|---|---|
| Жылдыруу | Метрлер (м) | Радиан (рад) |
| Ылдамдык | v = ds/dt | ω = dθ/dt |
| Ылдамдануу | а (м/с²) | α (рад/с²) |
| Инерция/Масса | Массасы (м) | Инерция моменти (I) |
| Кыймылдын себеби | Күч (F) | Момент (τ) |
| Кинетикалык энергия | 1/2 мв² | 1/2 Iω² |
Сызыктуу кыймыл убакыттын өтүшү менен мейкиндик абалынын өзгөрүшүн чагылдырган декарттык координаттарды (x, y, z) колдонуу менен сүрөттөлөт. Айлануу кыймылы объекттин борбордук огуна карата багытын көзөмөлдөө үчүн, адатта, радиан менен өлчөнгөн бурчтук координаттарды колдонот. Сызыктуу кыймыл басып өткөн аралыкты өлчөсө, айлануу кыймылы сүрүлгөн бурчту өлчөйт.
Сызыктуу кыймылда масса - бул нерсенин ылдамданууга каршылыгынын жалгыз өлчөмү. Айлануу кыймылында инерция моменти деп аталган каршылык массага гана эмес, ал массанын айлануу огуна карата кандайча бөлүштүрүлгөнүнө да көз каранды. Шакек жана бирдей массадагы катуу диск ар кандай айланат, анткени алардын массасынын бөлүштүрүлүшү ар кандай болот.
Ньютондун экинчи мыйзамы боюнча эки кыймылдын динамикасы толугу менен окшош. Сызыктуу системаларда күч сызыктуу ылдамданууну пайда кылат; айлануу системаларында момент (буроо күчү) бурчтук ылдамданууну пайда кылат. Моменттин чоңдугу колдонулган күчкө жана рычаг рычагы деп аталган айлануу чекитинен алыстыкка көз каранды.
Кыймылдын эки түрү тең системанын жалпы кинетикалык энергиясына салым кошот. Тоголонуп бараткан топ сыяктуу нерсе алдыга жылуудан келип чыккан трансляциялык кинетикалык энергияга жана айлануудан келип чыккан айлануу кинетикалык энергияга ээ. Сызыктуу кыймылда аткарылган жумуш күчтүн жылышуусунун көбөйтүндүсүнө барабар, ал эми айланууда ал моменттин бурчтук жылышуусунун көбөйтүндүсүнө барабар.
Бурчтук ылдамдык жана сызыктуу ылдамдык бирдей мааниге ээ.
Алар бири-бирине байланыштуу, бирок айырмаланат. Бурчтук ылдамдык (ω) объекттин секундасына радиан менен канчалык тез айланганын өлчөйт, ал эми сызыктуу ылдамдык (v) ошол объекттин үстүндөгү чекиттин ылдамдыгын секундасына метр менен өлчөйт. Борбордон алысыраак жайгашкан чекит бурчтук ылдамдык туруктуу болсо да, сызыктуу түрдө тезирээк кыймылдайт.
Борбордон четтөөчү күч айлануу кыймылындагы реалдуу күч болуп саналат.
Инерциялык эсептөө системасында борбордон чегинүүчү күч жок; ал инерциядан келип чыккан "ойдон чыгарылган күч". Объектини айланууда кармап турган жалгыз чыныгы ички күч - бул борбордон чегинүүчү күч.
Инерция моменти - бул масса сыяктуу нерсенин туруктуу касиети.
Массадан айырмаланып, ал ички нерсе, инерция моменти айлануу огуна жараша өзгөрөт. Эгерде объект ар кандай октор боюнча айландырылса (мисалы, китепти жалпак айландыруу же аны омурткасынан айландыруу), бир нече инерция моментине ээ болушу мүмкүн.
Момент жана күч – бири-бирин алмаштыруучу бирдиктер.
Күч Ньютон (Н) менен, ал эми момент Ньютон-метр (Нм) менен өлчөнөт. Момент күчтүн кайсы жерге колдонулганына жараша болот; октун огунан алыс жайгашкан кичинекей күч октун жанындагы чоң күчкө караганда көбүрөөк моментти пайда кыла алат.
А чекитинен В чекитине жылып бараткан объектилер үчүн, мисалы, жолдо бара жаткан унаа үчүн сызыктуу кыймыл анализин тандаңыз. Айланып жаткан турбина же айланып жаткан планета сыяктуу ордунда айланып жаткан же орбиталарда кыймылдап жаткан объектилер үчүн айлануу кыймылынын анализин тандаңыз.
Бул салыштыруу Альберт Эйнштейндин революциялык эмгегинин эки түркүгүн талкалап, атайын салыштырмалуулук теориясы кыймылдагы объектилер үчүн мейкиндик менен убакыттын ортосундагы байланышты кандайча кайрадан аныктаганын, ал эми жалпы салыштырмалуулук теориясы бул түшүнүктөрдү кеңейтип, тартылуу күчүнүн фундаменталдык мүнөзүн ааламдын өзүнүн ийрилиги катары түшүндүрөт.
Бул деталдуу салыштыруу элементтердин бирдиктүү фундаменталдык бирдиктери болгон атомдор менен химиялык байланыш аркылуу пайда болгон татаал түзүлүштөр болгон молекулалардын ортосундагы айырмачылыкты тактайт. Ал алардын туруктуулугундагы, курамындагы жана физикалык жүрүм-турумундагы айырмачылыктарын баса белгилеп, студенттерге жана илим ышкыбоздоруна зат жөнүндө негизги түшүнүк берет.
Бул салыштыруу бетке перпендикуляр түрдө колдонулган тышкы күч болгон басым менен тышкы жүктөмдөргө жооп катары материалдын ичинде пайда болгон ички каршылык болгон чыңалуунун ортосундагы физикалык айырмачылыктарды деталдуу түрдө баяндайт. Бул түшүнүктөрдү түшүнүү курулуш инженериясы, материал таануу жана суюктук механикасы үчүн абдан маанилүү.
Бул салыштыруу айлануу динамикасында борбордон чегинүүчү жана борбордон чегинүүчү күчтөрдүн ортосундагы негизги айырмачылыкты тактайт. Борбордон чегинүүчү күч – бул объектини өз жолунун борборуна тарткан чыныгы физикалык өз ара аракеттешүү болсо, борбордон чегинүүчү күч – бул айлануучу эталондук системанын ичинде гана пайда болгон инерциялык "көрүнүп турган" күч.
Бул салыштыруу вакуум — затсыз чөйрө — менен Жерди курчап турган газ аралашмасы болгон абанын ортосундагы физикалык айырмачылыктарды изилдейт. Анда бөлүкчөлөрдүн бар же жок экендиги илимий жана өнөр жайлык колдонмолордо үндүн өтүшүнө, жарыктын кыймылына жана жылуулуктун өтүшүнө кандай таасир этери кеңири баяндалат.
