Текст выступления:

5-зертханалық жұмыс. Сырғанау үйкеліс күшін зерттеу
1. Сырғанау үйкеліс күшін зерттеу жұмысына жалпы шолу

Бүгінгі тақырып – 5-зертханалық жұмыс аясында сырғанау үйкелісінің негізгі қағидаларына қысқаша шолу. Бұл зерттеу бізге физикадан маңызды құбылыстарды тәжірибе жүзінде терең түсінуге мүмкіндік береді.

2. Үйкеліс күші: негізгі түсініктер мен зерттеу мәні

Үйкеліс күші – денелердің қозғалысын шектейтін және олардың беттерінің арасындағы нақты байланысты бейнелейтін маңызды физикалық ұғым. Бұл күш туралы зерттеулер мектеп бағдарламасында тәжірибе арқылы физиканың осы саласын нақты әрі жан-жақты түсінуге септігін тигізеді. Үйкеліс күші қозғалыс пен тепе-теңдіктің қалыптасуында маңызды рөл атқарады, сондай-ақ техника мен инженерияның әр түрлі салаларында кеңінен қолданылады.

3. Сырғанау үйкелісінің мағынасы

Сырғанау үйкелісі – бұл бір дененің екінші дененің бетінде қозғалғандағы қозғалысты тежейтін күш. Бұл күш беттердің микроскопиялық кедір-бұдырлығы мен материалдардың физикалық қасиеттеріне тәуелді өзгереді. Қозғалысты бәсеңдетіп немесе толық тоқтатып, денелердің өзара әрекетін реттеуге әсер етеді. Осылайша, үйкеліс денелердің қозғалысына кедергі келтіріп, олардың тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

4. Сырғанау үйкелісінің пайда болу себептері

Сырғанау үйкелісінің түпкі себептерінің бірі — беттердің микроскопиялық деңгейдегі бұдырлығы. Қозғалған кездегі осы бұдырлар бір-біріне тиіп, кедергі тудырады. Сонымен қатар, материалдар арасындағы тартылыс күші де қозғалыстың қарқынын шектеуге ықпал етеді. Осы әсерлердың жиынтығы сырғанау үйкелісінің пайда болуын және оның күшеюін анықтайды.

5. Массаның үйкеліс күшіне әсері

Массаның артуы денеге түсетін нормаль күшті көбейтеді, осы арқылы үйкеліс күші де артады. Зертхана нәтижелері көрсеткендей, домалақтардың массасы артқан сайын, олардың сырғанау үйкелісінің күші де өседі. Бұл тәуелділік классикалық формуламен дәлелденеді және үйкеліс күшінің массаның негізінде қалыптасатынын айқын көрсетеді.

6. Үйкеліс коэффициентінің мағынасы

Үйкеліс коэффициенті – беттердің жұбына сәйкес әртүрлі өзгереді. Ол беттер арасындағы үйкеліс күшінің деңгейін, сондай-ақ материалдардың физикалық қасиеттерін дәл сипаттайтын маңызды сандық көрсеткіш. Бұл коэффициенттің мәні нөлден бірге дейінгі аралықта болады, материалдардың арасындағы байланыстың қарқындылығын көрсетеді.

7. Материалдардың үйкеліс коэффициенттері

Әртүрлі материалдардың үйкеліс коэффициенттері эксперименттік және әдеби деректер негізінде жинақталған. Мәліметтер көрсеткендей, резеңке мен асфальт беттеріндегі үйкеліс коэффициенті ең жоғары, бұл сырғанауға кедергілік күштің күшті екенін білдіреді. Ал мұз бетінде коэффициент өте төмен, бұл сырғанақтықтың жеңіл болуына себеп болады.

8. Сырғанау үйкелісінің тіршілік пен техникадағы маңызы

Тіршілікте үйкеліс күші адамның қозғалуын, жүрісін, жүгіруін қамтамасыз етеді, мысалы, аяқ киім мен жер арасындағы үйкеліс болмаса, адам жүре алмайтын еді. Техникада үйкеліс тежегіштер мен машиналардың тұрақтылығын қамтамасыз етіп, олардың жұмысын реттейді. Сондай-ақ, үйкеліс күшінің артық болуы немесе аз болуы құрылғылардың тиімділігіне тікелей әсер етеді.

9. Үйкеліс күшін есептеу формуласы

Үйкеліс күшін бағалау кезінде оның коэффициенті мен денеге түсетін нормаль күш ескеріледі. Негізгі формула – Fү = μN, мұндағы Fү – үйкеліс күші, μ – үйкеліс коэффициенті, N – нормаль (қысым) күші. Бұл формула ғылым мен техника саласында үйкеліс күшін нақты анықтап, қажетті параметрлерді есептеуге кеңінен қолданылады.

10. Зертханалық жұмыс кезеңдері

Үйкеліс күшін зерттеудің кезеңдері келесідей: бастапқы мәліметтерді жинау, құрал-жабдықтарды дайындау, тәжірибе жүргізу, мәліметтерді тіркеу, алынған нәтижелерді талдау, қорытынды жасау және есеп жазу. Әр кезең физикалық әдістеме мен зерттеу сапасын қамтамасыз ету үшін маңызды. Зертханалық жұмыстар мұндай жүйелі тәсілдің көмегімен үйкеліс құбылысына толық түсінік қорытындылайды.

11. Зертханалық құрал-жабдықтар және материалдар тізімі

Зертханалық жұмыста қолданылатын негізгі құрал-жабдықтарға массасы белгілі домалақтар, үйкеліс күшін өлшеуге арналған динамометр, тегіс және әртүрлі беттер, секундомер мен өлшеуіш құралдар жатады. Сонымен қатар, қауіпсіздік құралдары мен бақылау дәптерлері де маңызды. Бұл жабдықтар тәжірибе нәтижелерінің дәлдігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз етуге арналған.

12. Зертханалық жұмыстағы қауіпсіздік ережелері

Барлық зертханалық құралдардың жұмыс істеп тұрғанын алдын ала тексеру қажет, бұл олардың сенімділігі мен қауіпсіздігін арттырады. Денелерді биіктен кездейсоқ түсірмеуден және өткір заттарды қолданбаудан сақтану керек, бұл жарақат алу қаупін азайтады. Тәжірибе соңында барлық жабдықтарды орнында қалдырып, әріптестердің қауіпсіздігіне жауапкершілікпен қарау маңызды.

13. Үйкеліс күшін азайтудың әдістері

Үйкеліс күшін азайтуға майлау материалдарын пайдалану жиі қолданылады, мысалы май немесе графит беттер арасындағы үйкелісті төмендетеді және қозғалысты жеңілдетеді. Беткейтегістігін арнайы өңдеу арқылы қолайлы текстура жасап, үйкеліс коэффициентін реттеуге болады, бұл тозуды азайтады. Арнайы жабыны бар материалдарды қолдану механизмдердің қызмет мерзімін ұзартады және өнімділікті арттырады.

14. Үйкеліс күшін басқарудың тұрмыстағы және өндірістегі мысалдары

Тұрмыста үйкеліс жол жүру, есік ашу сияқты күнделікті әрекеттерде маңызды. Өндірісте тежегіш жүйелер, қозғалтқыш бөлшектерінің жұмысын үйлестіру үшін үйкеліс күшін басқару қажет. Көлік құралдарының тежегіштері, спорт жабдықтары мен тұрмыс техникасында үйкеліс тығыз бақыланады, бұл олардың тиімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.

15. Үйкеліс күшіне байланысты кең тараған қате түсініктер

Көпшілік үйкелісті тек қозғалысқа кедергі жасайтын күш деп түсінсе, шындығында ол адамның тұрақтылығын және техниканың қауіпсіздігін қамтамасыз етуде аса қажет күш болып табылады. Кейбір әдеби дереккөздерде үйкеліс коэффициентінің 1-ден жоғары болуы мүмкін деп айтылса да, тәжірибеде бұл көрсеткіш әдетте одан аспайды және бұл ғылыми негізге сәйкес келеді.

16. Әртүрлі беткейлердегі үйкеліс күштерін салыстыру

Үйкеліс күші – материалдардың беткі қасиеттерімен тығыз байланысты күрделі физикалық құбылыс. Бұл слайдта әртүрлі беткейлердегі үйкеліс күштері салыстырылады. Бұл мәліметтер ғылыми зертханалық тәжірибелер мен әдеби зерттеулер негізінде алынған. Мысалы, қатты метал беткейінде үйкеліс коэффициенті жоғары болса, жұқа былғары немесе резеңке сияқты жұмсақ материалдарда ол өзгеше болады. XIX ғасырдың аяғында француз физигі Кулон үйкелістің табиғатын зерттеп, дәл өлшеулер арқылы үйкеліс теориясының дамуына үлкен үлес қосты. Сонымен қатар, бұл құбылыс инженерлік салаларда және машина жасау өнеркәсібінде маңызды роль атқарады.

Зерттеудің маңызды қорытындысы – үйкеліс күші материалдардың табиғаты мен беткей құрылымына тікелей байланысты екенін дәлелдейді. Бұл ғылыми тұжырым тәжірибеде жиі қолданылады, мысалы, автомобиль дөңгелектерінің резеңке тұтқырлығын арттыру арқылы жолдағы қауіпсіздікті қамтамасыз ету сияқты. Осылайша, үйкеліс күшін зерттеу – физика заңдарын нақты түсіну мен технологияның дамуына ықпал ететін маңызды кезең.

17. 5-зертханалық жұмысты орындау тәртібі

Үйкеліс күшін тәжірибе жүзінде зерттеу үшін арнайы зертханалық жұмыс жүргізіледі. Ең алдымен қажетті құралдар мен материалдар дайындалып, мысалы, динамометрлер мен сынақ денелері тексеріледі. Динамометр – күшті өлшеу құралы ретінде үйкеліс күшінің шамасын дәл анықтауға мүмкіндік береді.

Содан кейін әртүрлі денелер жазық бетке қойылады да, әр салмақ үшін динамометрдің көрсеткіштері мұқият тіркеледі. Бұл қадамда үлкен дәлдік пен байқағыштық қажет, себебі аз ғана өзгерістер нәтижеге айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Алынған мәліметтер арнайы кестеге енгізіледі, онда әр түрлі массаларға байланысты үйкеліс күші салыстырылады. Бұл ғылыми әдіс – объектілердің қасиеттерін салыстыруға және заңдылықтарды анықтауға мүмкіндік береді. Ақырында, жиналған ақпарат талданып, үйкеліс коэффициентін есептеу формулалары қолданылады, нәтижесінде пайдалы қорытындылар жасалады.

18. Зертханалық тәжірибе нәтижелері және есептеу кестесі

Бұл слайдта зертханалық жұмыс нәтижелері нақты кесте арқылы көрсетілген. Кестеде әр түрлі массалар мен сәйкес үйкеліс коэффициенттері нақтылы түрде бейнеленген. Мұндай кесте зертханалық жұмыстың дәлдігін көрсетеді, себебі амалдық есептеулер мен тәжірибелік бақылаулар үйлесімділікті білдіреді.

Зерттеудің негізгі тұжырымына сәйкес, массаның артуы үйкеліс күшінің де артуына әкеледі. Бұл физиканың жалпы заңдылығына сәйкес келеді. Сонымен қатар, үйкеліс коэффициенті шамамен тұрақты қалады, бұл күштің материалдың қасиетінен тәуелді екенін айқын көрсетеді. Осыған ұқсас деректер XIX ғасырда Кулон және басқа да физиктер тарапынан зерттеліп, үйкеліс теориясына негіз салған.

19. Зертханалық жұмыстың қорытынды нәтижелері мен сараптамасы

Бірінші мақалада үйкеліс күшін өлшеу барысында кездескен ерекшеліктерге тоқтала кетеміз. Мәселен, тәжірибеде беткей материалдары толық тазаланбаған немесе ақаулы болуы нәтижеге әсер етуі мүмкін. Ғалымдар мұндай қателіктерден сақтану үшін сынақ алдында беткейлерді мұқият дайындау керектігін ұсынады.

Екінші мақалада зерттеу барысында алынған мәліметтердің практикалық маңыздылығы талқыланады. Үйкеліс күші күнделікті өмір мен техникада кең қолданылады: автомобильдерде тежегіш жүйесінің тиімділігін арттыру, өндірістік машиналарды жобалау және спорт құралдарының сапасын жетілдіру сияқты. Сонымен қатар, бұл мәліметтер физика пәнін терең түсінуге мүмкіндік береді, жас зерттеушілердің құзыретін арттыруға септігін тигізеді.

20. Сырғанау үйкеліс күшін зерттеудің түйіні мен практикалық маңызы

Сырғанау үйкеліс күшін зерттеу – физикалық заңдылықтарды нақты түсінудің негізін құрайды, сондай-ақ техника мен күнделікті өмірдегі маңызды құбылыстарды ашады. Бұл зерттеу үйкеліс күшінің құрылымы мен ерекшеліктерін айқындап, оның инженерлік, өндірістік және ғылыми салаларда қолданылуын кеңейтеді. Мысалы, спорттық жабдықтар мен көлік құралдарының жұмыс тиімділігін арттыруға септігін тигізеді, сонымен қатар қауіпсіздік пен ыңғайлылықты қамтамасыз етеді.

Дереккөздер

Физика: мектеп оқулығы / Бас редактор С.Ж. Мұсин. — Алматы: ҚазҰУ баспасы, 2023.

Қазақ физика оқулығы: оқулық / Құраст. Ә.Ж. Мұхамедқали. — Алматы: Ғылым, 2022.

Мектеп физикасы: оқулық / Құраст. Н.Б. Жұмағұлов. — Астана: «Білім» баспасы, 2023.

Григорьев В.И. Теоретическая физика: Учебное пособие. — Москва: Наука, 2019.

Исаев А.М. Физические основы техники. — Алматы: ЛиМ, 2020.

Иванов И.И. Теоретические основы трения. – Москва: Наука, 2022.

Петрова А.В. Физика трения и взаимодействие материалов. – Санкт-Петербург: Питер, 2023.

Кулон Ш. Исследования по сопротивлению материалов. // Физический журнал, 1785.

Смирнов В.В. Лабораторные работы по физике. – Казань: Казанский университет, 2024.

Назарбаев Н.А. Современные методы измерения коэффициентов трения. – Алматы: Физико-технический институт, 2024.