Бөгде күштер деп нені айтады

Кысқаша жауап

• Бөгде күштер (external forces) — жүйеге сырттан әсер ететін күштер. Олар жүйенің ішкі мүшелері арасындағы күштер емес.

Қалай түсіндіреміз және қалай анықтаймыз

1. Жүйені анықтау

• Қандай денелерді зерттейтіңіз (мысалы, бір пішіндe дене, немесе екі дене қосылып жасалған жүйе).

2. Жүйеге әсер ететін күштерді тізімдеу

• Жүйеге сырттан әсер ететін күштерді бөліп жазыңыз: ауырлық күші (мg) — егер жүйе жерге жақын болса; нормальдік күш (N) — бетпен байланысқан кезде; сырғанау (күрделілікке байланысты трение) күші; сырттан қолданылатын күштер (F); электр немесе магнит күштері, т.б.

3. Ішкі күштермен айырмашылығы

• Ішкі күштер: жүйенің құрамындағы денелер арасында пайда болатын күштер (мысалы, екі дене арасындағы тарту-созу күші). Олар жүйені толық алған кезде қосындыға әсер етпейді (үш дене болса да, төмендегі Қуаттар бойынша жалпы қозғалысқа сыртқы күштер ғана әсер етеді).
• Бөгде күштер жүйенің кеңістіктегі қозғалысын тудыратын сыртқы күштер болып табылады, ал ішкі күштер тек бөліктер арасындағы әрекеттен тұрады.

4. Ньютонның екінші заңын қолдану

• Егер жүйені толық қарасаңыз, сыртқы күштердің алгебралық көбейтіндісі жүйенің массасын өңдегенде қозғалысқа айналады: sum(F_external) = M_system · a
• Егер жүйе бір дене болса, жоғарыдағы теңдеу кез келген бағыттағы үдеу үшін пайдаланылады.

Мысалдар

1. Бір дене (блок) үстелде

• Жүйе: бір блок.
• Әсер ететін бөгде күштер: ауырлық күші mg төменге, беттен әрекет ететін нормаль күш N жоғары, горизонталь бағытта сіздің қолданатын күш F (егер бар болса), және бетпен түйіскен кезде пайда болатын трение f (егер қозғалыс бар болса).
• Есеп жолы:
  • Нюанс: N = mg (көлбеу емес тегіс бетте).
  • Егер қозғалыс горизонталь бағытта болса: F - f = m·a (егер қозғалыс оң бағытта).
  • Егер үйкеліс жоқ болса (f = 0): a = F / m.

2. Екі дене және ішкі күшімен жүйе

• Жүйе: екі блок пен олардың арасындағы жіп/ерік (соққы) жүйесі.
• Бөгде күштер: әр блокқа әсер ететін ауырлық күштері, нормальдік күштер, сырттан қолданылатын F (егер бар болса).
• Ішкі күш: жүйе ішінде тягық күш (T) — бұл екі дене арасында көрінетін ішкі күш.
• Негізгі заң: sum(F_external) = (m1 + m2) · a.
  • Егер F сырттан бірінші блокқа әсер етсе, жүйенің үдеуі a = F / (m1 + m2).
  • Тягық күшті (T) ішкі күш ретінде алуға болады: m1·a = F - T m2·a = T
  • Осыдан T = m2·a, және a = F/(m1+m2) болып есептеледі.

3. Қарапайым шешімге арналған практика

• Нақты тапсырма: 5 кг блокқа горизонталь бағытта 6 Н күш қолданылады. Блок бетімен үйкеліс коэффициенті μk = 0.2. Үдеуді табыңыз.
  • N = m g = 5·9.8 ≈ 49 Н
  • f_k = μk N ≈ 0.2·49 ≈ 9.8 Н
  • Жүйеге сыртқы күштердің горизонталь бөлігі: F_ext = F - f_k = 6 - 9.8 ≈ -3.8 Н
  • Сондықтан блок оңға емес, солға ұмтылады; үдеу a ≈ F_ext / m ≈ -3.8 / 5 ≈ -0.76 м/с² (солға).
  • Егер F ≥ f_k болмаса, блок қозғалмай қалуы мүмкін.

Қысқаша қорытынды

• Бөгде күштер — жүйеге сырттан әсер ететін барлық күштер.
• Оларды анықтау үшін жүйені анықтап, оған сырттан қандай күштер әсер ететінін тізіп жазу керек.
• Ішкі күштер жүйенің ішіндегі денелер арасында, сыртқы күштер болса жүйені сырттан итермелейді немесе өткізеді.
• Ньютонның екінші заңын дұрыс қолдану үшін сыртқы күштердің нәтижесін тауып, оны жүйенің жалпы массасы бойынша есептеңіз.

Егер қажет болса, сізге нақты бір есептің толық шешімін, мәндерді қойып, қадам-қадам көрсетейін.