Text
                    . Г. Гайфуллин, Р. Ә. Исламшин
'МӘГАРИФ» НӘШРИЯТЫ


ФИЗИК ПАСКАЛЬ ЗАКОНЫ p = gph АРХИМЕД ЗАКОНЫ fa = ёРс\ ФИЗИК ТӨШЕНЧӘГ 1. Молекула 2. Атом 3. Тизлек 4. Температура 5. Каты җисем 6. Сыеклык 7. Газ 8. Механик хәрәкәт 9. Тигез хәрәкәт 10. Тигезсез хәрәкәт 11. Тизлек 12. Масса 13. Тыгызлык 14. Көч
ЗАКОННАР һ ЭШЛӘР ТИГЕЗЛЕГЕ ЗАКОНЫ ^2 ^2 Һ — А2 МЕХАНИК ЭНЕРГИЯ САКЛАНУ ЗАКОНЫ Е, + Е = const ь р 1ӘЛӘР ҺӘМ ЗУРЛЫКЛАР 15. Авырлык 16. Авырлык көче 17. Ышкылу көче 18. Бердәй тәэсир итүче көч 19. Эластиклык көче 20. Басым 21. Атмосфера 22. Архимед көче 23. Көч моменты 26. Егәрлек 27. Файдалы эш коэффициенты 28. Энергия 24. Механикалаштыру 29. Кинетик энергия 25. Механик эш 30. Потенциаль энергия
В. Г. ГАЙФУЛЛИН Р. Ә. ИСЛАМШИН ФИЗИКА Татар урта гомуми белем бирү мәктәбенең 7 нче сыйныфы өчен дәреслек Татарстан Республикасы Мәгариф һәм фән министрлыгы, тарафыннан рөхсәт ителгән Тулыландырылган икенче басма КАЗАН • «МӘГАРИФ» НӘШРИЯТЫ • 2006
УДК 373.167.1:53*07 ББК 22.3 я721 Г17 Фэнни редакторы физика-математика фәннәре кандидаты Р. Ш. Сафин Рецензентлары: физика-математика фәннәре докторы, КДТУ профессоры Б. А. Тимеркэев, ТАССРның атказанган мәдәният хезмәткәре А. К. Тимергалин Охраняется Законом РФ «Об авторском праве и смежных правах». Воспро¬ изведение всей книги или ее части на любых видах носителей запрещается без письменного разрешения издательства. Шартлы тамгалар: о I — сораулар Л — күнегүләр □ — биремнәр Гайфуллин В. Г. Г17 Физика: Татар урта гомуми белем бирү мәкт. 7 нче с-фы өчен д-лек / В. Г. Гайфуллин, Р. Ә. Исламшин.— Тулыл. 2 нче басма.— Казан : Мәгариф, 2006.— 152 6.: рәс. б-н. ISBN 5-7761-0411-6 ISBN 5-7761-0411-6 © Гайфуллин В.Г., Исламшин Р.Ә., 1993 © «Мәгариф» нәшрияты, 2006, үзгәрешләр белән
ХӨРМӘТЛЕ УКУЧЫЛАР! Бу уку елында сез яңа уку фәне — физиканы өйрәнә башлыйсыз. 7 нче сыйныфта физикадан өйрәнелә торган табигать күренешләрен сез инде табигать белеме дәрес¬ ләреннән беләсез, көндәлек тормышта да даими күзәтәсез һәм файдаланасыз. Физика — кызыклы һәм катлаулы фән. Аны үзләш¬ терүдә өйрәнелә торган материалны аңлау белән бергә ал¬ ган белемнәрне куллана белү дә бик мөһим. Физиканы эзлекле рәвештә һәм зур игътибар белән өйрәнергә кирәк. Иң беренче сез төп законнарны һәм аеруча мөһим булган физик төшенчәләрне яхшы үзләш¬ терергә тиеш, чөнки алар физика буенча белемнәрегезнең нигезен тәшкил итәчәк. Дәреслектә язылганнарны ныклап уйлагыз, кайбер фикерләр белән килешмәсәгез, аларны укытучыгыз белән яңадан тикшерегез, икенче төрле исбатлау юлларын эз¬ ләп табарга тырышыгыз, өстәмә әдәбияттан җаваплар табыгыз. Шулай эшләгәндә, сез физика фәненең гаҗәеп кызыклы, тормышта бик кирәкле, өйрәнү өчен җиңел һәм шул вакытта шактый гына катлаулы икәнен күрерсез. Сезгә, кадерле укучылар, физика фәнен үзләштерүдә уңышлар телибез. Авторлар
КЕРЕШ 1. Физика нәрсә өйрәнә 2. Табигать күренешләре. Физик күренешләр 3. Күзәтүләр һәм тәҗрибәләр 4. Физик зурлыклар һәм аларны үлчәү 5. Физика һәм техника 1. ФИЗИКА НӘРСӘ ӨЙРӘНӘ Михаил Васильевич Ломоносов (1711— 1765) — беренче рус академигы, галим-эн- циклопедист. Тирә-юньдәге даими үзгәрешләр һәм физик күренеш¬ ләр бик күптәннән үк кешеләрнең игътибарын үзләренә җәлеп итә торган булганнар. Шуңа күрә инде безнең эрага кадәр VI— безнең эраның II гасырларында ук Демокрит, Эпикур, Лукреций кебек философ галимнәр матдәләрнең атомлы төзелеше турында мәгълүм иткәннәр, ә Птолемей исә үзәге Җир булган дөнья системасын төзегән. Борынгы галимнәр шулай ук рычаглар кагыйдәләрен, яктылык¬ ның туры сызык буйлап таралу законын, яктылык кайта¬ рылуны, электр белән магнетизмның гади күренешләрен яхшы белгәннәр. Тик шулай да, фән буларак, физика үзенең үсешен XVII гасырда гына ала һәм әлеге үсеш бөек галим Г.Галилей (1564—1642) исеме белән бәйле. Россиядә физика белән шөгыльләнә башлауга бөек галим-энциклопедист М.В. Ломоносовның 1746 елда немец теленнән тәрҗемә ителгән физика китабы этәргеч була. 1793 елда Россиянең үз галимнәре язган беренче дәреслекләре дә басылып чыга. «Физика» сүзе үзенең чыгышы белән «Physis» — «Фюзис», ягъни табигать дигән грек сүзенә бәйле. Димәк, физика табигатьне өйрәнү белән шөгыльләнә. Тагын да төгәлрәк итеп әйтсәк, физика — табигать күренешләре¬ нең иң гади һәм шул ук вакытта иң гомуми закончалык¬ ларын, материянең үзлекләрен һәм төзелешен, аның хәрәкәт законнарын өйрәнә. Физика төшенчәсе һәм аның законнары барлык табигать белемнәренең нигезе булып тора. Шуңа күрә ул табигатьне өйрәнүче биология, химия, география, геология кебек башка фәннәр арасында иң әһәмиятле үзәк урынны алып тора. Физика казанышлары безнең көндәлек тормышы¬ бызда шулкадәр киң урын алганнар ки, без алар хакында еш кына уйлап та тормыйбыз. Әйтик, күп кенә кешеләргә 4
ерактан яки якыннан яхшырак итеп күрергә мөмкинлек бирүче бик гади генә оптик прибор — күзлек безнең өчен гадәти хәл. Төсле яки гади телевизордан Җир шарының теләсә кайсы почмагыннан күрсәтелә торган футбол яки хоккей очрашулары, кино-концертлар да гаҗәп түгел. Алай гына да түгел, әлеге тапшыруларның бик югарыда, галәм киңлекләрендә очып йөрүче ясалма иярченнәр яр¬ дәмендә булуына без тиешле нәрсә кебек кенә карыйбыз. Электр белән эшләүче җайланмалар: суыткыч, тузан суырткыч, үтүк яисә лампалар безнең көндәлек тормыш¬ тагы иң кирәк әйберләр булып торалар. Кая да булса ерак сәфәргә чыксак, автомашинага, трамвай-троллейбуска, поездга яки теплоходка утырабыз. Ераграк араларга тизрәк барып җитәбез дисәк, самолетка утырып очабыз. Космонавтлар исә тагын да тизрәк оча¬ лар: аларга, Җир шарын бер тапкыр әйләнеп чыгу өчен, нибары сәгать ярым чамасы вакыт кирәк. Алай гына да түгел, кешелек дөньясы үзенең күп гасырлар буена яшәп килгән хыялын тормышка ашырды: Җирнең иярчене Айның өслегенә менеп йөрде. Тарих битләрен ачып карасак, әле күптән түгел генә кешеләрнең утны да чакма ярдәмендә табуларын, ашарга учак ягып пешерүләрен искә төшерер идек. Торакларны яктырту өчен дә чыра гына яндырганнар, соңыннан шәм һәм керосин лампалары уйлап тапканнар. Сез, әлбәттә, бөек шагыйрь Г. Тукайның «Пар ат» дигән шигыренең беренче юлларын хәтерлисездер: «Җик¬ тереп пар ат, Казанга...». Әйе, күп кенә очракта, ерак араларга бару өчен, җигүле аттан файдаланганнар яки атка атланганнар. Узган заманнарны хәзерге тормыш белән чагышты¬ руны алга таба дәвам итәргә мөмкин булыр иде. Шуны¬ сын гына күрсәтеп үтик: хәзерге замандагы үзгәрешләр, казанышлар һичшиксез зур һәм аларга сәбәпче булып табигать фәннәренең, һәм беренче чиратта физиканың, гаять зур үсеше тора. Нәкъ менә физика фәне яула¬ ган казанышлар кешелек дөньясына электр энергиясен (җылылык, су, атом, җил һ. б. электр станцияләрендә) гаять зур дәрәҗәдә җитештерергә һәм электр белән ида¬ рә итәргә мөмкинлек бирде. Физика законнарын куллану галәмгә кораблар очырырга, гаять катлаулы һәм озын Роальд Зиннур улы Сәгъдиев (1932) — хәзерге заман физи¬ касы — плазма өлкә¬ сендә күренекле га¬ лим, космик тикше¬ ренүләр программа¬ лары буенча уни¬ каль хезмәтләре бар. Р. 3. Сәгъдиев — Рос¬ сия һәм Татарстан фәннәр академиялә¬ ренең академигы, Макс Планк җәм¬ гыяте (ГФР фәннәр академиясе), Милли фәннәр академиясе (АКШ) әгъзасы һәм Тулуза (Франция), Грау (Австрия) уни¬ верситетларының по¬ четлы докторы. 5
Камил Әхмәт улы Вәлиев (1931)— тео¬ ретик физика һәм электроника өлкәлә¬ рендә киң танылган галим, илдәге микро¬ электроникага нигез салучыларның берсе. Аның җитәкчелеген¬ дә өченче буын элек¬ трон хисаплау маши¬ налары (ЭВМ) өчен бик күп төрле интег¬ раль схемалар туды¬ рылды. Россия һәм Татарстан фәннәр академияләренең ака¬ демигы. күперләр, биек йортлар яки телевизор манараларын төзергә, матдәнең бик вак кисәкчекләрен күрсәтүче электронлы микроскоп яки бер секунд эчендә миллион¬ нан артык математик операцияләр башкара ала торган электрон хисаплау машиналары — компьютерлар һ. б. эшләргә мөмкинлек бирә. Физика законнарын ачу исә табигать күренешләрен аңларга, аларның серләрен ачык¬ ларга ярдәм итә. Физиканың фән буларак үсеш чорында галимнәр андый серләрнең бик күпләрен ачканнар инде. Әмма физика ачышлары бүгенге көндә дә дәвам итә. Быелгы курсны өйрәнгәндә, сез бөек галим, беренче рус академигы М.В.Ломоносов, борынгы грек галиме Архимед, данлыклы инглиз галиме И. Н ь ю т о н, фран¬ цуз галиме Б.Паскаль кебек рус һәм чит ил галим¬ нәренең физиканың төрле өлкәләренә керткән хезмәтләре белән танышып үтәрсез. Физика фәнен үстерүгә Татарстан галимнәре дә зур өлеш кертәләр. 1992 елда оештырылган Татарстан Фәннәр академиясенә академиклар итеп сайланган күренекле физиклар: Р. 3. Сәгъ д иев, К.Ә.Вәлиев, К.М.Са¬ лихов һәм Н.Г.Сахибуллиннар исемнәре бөтен дөньяга мәгълүм. Казандагы академия институтлары арасында физика-техника институтының да дөньякүләм танылган эшләре күп. Бу институт академик Е.К.За- войский исемен йөртә. Е. К. Завойский — Казан университетын тәмамлаган, күп еллар буе анда эшләгән һәм дөньяда киң танылган ачышларын ясаган данлыклы галим-физик, академик. Хәзерге вакытта Е. К. Завойский исемендәге Халыкара премия дә билгеләнгән. Татарстан җирендә яшәгән, эш¬ ләгән һәм ачышлар ясаган башка күп кенә физиклар турында сез китап, журналлар яки «Татар энциклопедия сүзлеге»ннән укып белә аласыз. 1. Физика фәнен өйрәнү ни өчен кирәк? * 2. Табигать турындагы нинди фәннәрне беләсез? 6
Безне чолгап алган табигатьтә барлык нәрсә дә даими рәвештә үзгәреп тора. Бу үзгәрешләрнең күпчелеге кеше катнашыннан башка бара, әйтик, көн һәм төн алма¬ шыну, ел фасыллары үзгәрү, елгаларда һәм диңгезләрдә суның күтәрелүе һәм төшүе, җил хасил булу һәм баш¬ калар. Шул ук вакытта табигатьтә шактый гына үзгәрешләр кеше акылы, кеше кулы белән эшләнә. Андыйларның күбесе белән сез физика фәнен өйрәнгәндә танышыр¬ сыз. Табигатьтә бара торган үзгәрешләрне табигать кү¬ ренешләре диләр. Бу күренешләрнең физика өйрәнә торганнарын физик күренешләр дип атыйлар. Мәсәлән, механика күренешләре — материаль җисемнәрнең меха¬ ник хәрәкәте һәм бу хәрәкәт вакытында җисемнәрнең үзара тәэсирләшүе физик күренешләрнең бер мисалы булып тора. Механика күренешләре белән без бу уку елында ук танышырбыз. Җылылык, электр һәм магнит, яктылык, тавыш, атом күренешләре дә физик күренешләр булып торалар. Физика әлеге күренешләрне һәм күре¬ нешләр арасындагы бәйлелек сәбәпләрен өйрәнә. Физика, төгәл фәннәрнең берсе булганлыктан, күренешләрнең микъдари закончалыгын да өйрәнә. Нәтиҗәдә физик законнар килеп чыга. Әйтик, берәр җисемнең хәрәкәтен өйрәнеп, хәрәкәт законын чыгарсак, ул закон инде теләсә нинди хәрәкәт итүче җисем өчен дә дөрес була. Кайбер физик күренешләр белән танышып үтик. 1 нче рәсемдә велосипедчының, авыш яссылыктан төшкәннән соң, «үлем элмәге» ясавы сурәтләнгән. Физика законнары нигезендә велосипедчы элмәкнең иң югары ноктасында 2. ТАБИГАТЬ КҮРЕНЕШЛӘРЕ. ФИЗИК КҮРЕНЕШЛӘР Кев Миңнулла улы Салихов (1936) — хи¬ мик физика һәм маг¬ нетик күренешләр физикасы өлкәсендә күп төрле фәнни хез¬ мәтләре белән таныл¬ ган күренекле га¬ лим. Татарстан Фән¬ нәр академиясенең академигы. Наил Габдулла улы Сәхибуллин (1940) — галим-астрофизик. Ул астрофизикада йол¬ дызлар атмосферасын өйрәнүнең яңа юнә¬ лешләренә нигез сала. Татарстан Фәннәр ака¬ демиясенең академи¬ гы. 7
Рәс. 2 Рәс. 3 Рәс. 4 Рәс. 5 8 да, ягъни башы белән аска карап барганда да егылмый. Әлеге рәсем механика күренешләренә мисал булып тора. 2 нче рәсемдә исә без энергия әверелешенә мисал булган физик күренешне күзәтәбез: бауны гильзага ышкыганда башкарылган механик эш гильза эчендәге һава газларының энергиясе артуга китерә һәм, газларның басымы арту сәбәпле, гильзаның бөкесе «атылып чыга». Электромагнит тимер кисәкләрен күтәрү өчен кул¬ ланыла (рәс. 3). Тимер кадаклар магнитка кеше кулы аркылы да тартылалар (рәс. 4). Яктылык күренешләренең берсен исә 5 нче рәсемдә күрәбез. Сулы стаканга кашык төшереп яннан караганда, кашык — су — һава чигендә сынган һәм бераз гына уры¬ ныннан авышкан сыман күренә. Физик күренешләр тере организмнарга да хас. Мәсә¬ лән, үсемлекләрдә суның йөрешен искә төшерик: тамыр¬ лар белән туфрактан суыртылган су сабактагы тар гына каналлар аша капиллярлар буенча югарыга, яфракларга кадәр күтәрелә һәм яфрак өслегендә парга әйләнә. Кыс¬ касы, физик күренешләр табигатьтә барлык урыннарда да һәм һәрчак булып тора. Физик күренешләр турында сүз барганда төрле әйбер¬ ләрнең халәте, хәрәкәте, үзара тәэсир итешүләре хакында сүз алып барыла. Мондый төрле әйберләрне физик җисем дигән гомуми төшенчә белән атап йөртәләр. Китап яки дәфтәр, машина яки вертолет, су яки һава һ. б.— барысы да физик җисемнәр була, һәр җисемне без аның формасы, рәвеше һәм күләме белән күзаллыйбыз. Төрле җисем¬ нәргә мисалларны сез 6 нчы рәсемдә күрәсез. Галәмдәге бар нәрсәне материя дип атыйлар. Физик җисемнәр дә материя була. Бер үк вакытта барлык физик җисемнәрне хасил итүче матдәләр: алюминий яки бакыр, су яки һава, агач яки металл, молекула яки атом һ. б.— барысы да материя булалар. Матди булмаган электр һәм магнит кырларын да материя дип атыйлар. Алар инде материянең икенче бер төрен хасил итәләр. Дөрес, без бу төр материяне турыдан-туры тою органнарыбыз аша билгели алмасак та, аның дөньяда булуы, ягъни реаль¬ леге билгеле. Шулай итеп, «материя» төшенчәсенең мәгънәсе тирән, һәм ул әйләнә-тирә дөньядагы реаль бул¬ ган бар нәрсәне дә үз эченә ала.
Югарыда сөйләгәннәрне йомгаклап, сезнең игътиба¬ рыгызга түбәндәге схеманы тәкъдим итәбез. 1 нче схема 9 1. Физик күренешләргә мисаллар китерегез. * 2. Сыйныф бүлмәсендәге җисемнәргә игътибар итегез. 3. Алар нинди матдәләрдән ясалганнар? Табигатьтәге теге яки бу физик күренешнең законча¬ лыгын билгеләү өчен, әлеге күренешне яхшылап өйрәнергә кирәк. Моның берничә юлы бар. Физик күренешләрне, мәсәлән, күзәтү ярдәмендә өйрәнергә була. Табигать турындагы белемнәрнең күбесе нәкъ менә күзәтүләр ярдәмендә алынган да инде: җисемнәрнең төшүе, тоз кристалларының үсүе һәм суда эрүе, тимер әйберләрнең магнитка тартылуы һ. б. Күзәтү танып белүнең беренче баскычы булып тора. Фәнни танып белүнең икенче баскычы — күзәтү нәти¬ җәләренә таянып физик күренешнең сәбәбен фаразлау. Моны фәндә фараз (гипотеза) әйтү диләр. Фаразлау ул күзәтелгәннәрдән чыгып җавапны чамалап белүне аңлата. Италия галиме Галилей Пиза шәһәренең «ава торган манарасыннан» Җиргә төрле әйберләр төшереп карап фараз ясый: авырлыклары төрле булуга карамастан, җисемнәр Җиргә бер үк вакытта төшәләр. 3. КҮЗӘТҮЛӘР ҺӘМ ТӘҖРИБӘЛӘР 9
Завойский Евгений Константинович (1907—1976) —фи¬ зика фәне өлкәсендә зур ачышлар ясаган галим. Физиканың яңа юнәлешенә — ра- диоспектроскопиягә нигез салучы. Рәс. 8 Металларның җылынудан киңәюләрен-озынаюларын кешеләр күзәтеп белгәннәр. Әмма металл күперләр, тимер юллар, төрле катлаулы машиналар төзегәндә күзәтү юлы белән табылган белемнәр генә җитми. Андый очракларда махсус тәҗрибәләр ясау зарурлыгы туа. Тәҗрибәләр үткәрү — фәнни танып белүнең өченче баскычы. Шулай итеп, физик күренешләрне тәҗрибәләр ярдә¬ мендә дә өйрәнергә мөмкин. Тик тәҗрибәләр күзәтүләр¬ дән аерыла, чөнки алар алдан уйланган план буенча, билгеле бер максаттан чыгып үткәрелә һәм тәҗрибә ва¬ кытында гадәттә махсус үлчәү эшләре башкарыла. Әйтик, тимерчыбыкның магнитка тартылганын без күзәтеп яхшы беләбез. Ә инде билгесез булган нинди дә булса металл чыбыкның магнит үзлекләрен белү өчен, без яны магнит белән тартып карарга, ягъни тәҗрибә үткәрергә тиеш булабыз. Физиканың законнары тәҗрибә юлы белән билгелән¬ гән фактларга гына нигезләнгән. Димәк, физиканы тирән- тен итеп бары тик тәҗрибәләр аша гына белеп була. Тәҗрибәләр ясау өчен махсус эшләнгән физик приборлар кулланалар. Без көндәлек тормышта куллана торган үлчәү линейкасы, рулетка (рәс. 7), үлчәү цилиндры — мензурка (рәс. 8), төрле үлчәүләр (рәс. 9), термометр (градусник) (рәс. 10), секундомер-сәгать (рәс. 11) яки автомобиль спидометры да (рәс. 12) физик приборлар булып торалар. Күзәтүләр һәм тәҗрибәләр кешенең сизү органнары аша чынбарлыкны танып белергә, ачарга ярдәм итәләр һәм әйләнә-тирәдәге дөнья турында белемнәребезнең чыганаклары булып торалар. 10
Рәс. 10 Рәс. 12 О 1. Табигать турындагы белемнәрне нин¬ ди юллар белән туплыйлар? 2. Тәҗрибәләр күзәтүләрдән нәрсә белән аерыла? Мисаллар китерегез. 3. Фараз (гипотеза) нәрсә ул? Мисаллар китерегез. 4. Өстәл өстендә бер үк кара төстәге лак белән буялган берничә металл чыбык ки¬ сәге ята. Алар арасында тимерчыбык кисәге булуын ничек белергә була? Сез бу очракта күзәтәсезме яки тәҗрибә ясыйсызмы? Инде әйтеп үткәнебезчә, физик күзәтүләр яисә тәҗ¬ рибәләр вакытында төрле үлчәүләр башкарырга туры килә. Аларның нәтиҗәләрен чагыштыру һәм үзара бәй- лелекләрен билгеләү өчен, физик зурлыклардан файдала¬ налар. Мондый зурлыклар рәтенә вакыт һәм озынлык, күләм һәм мәйдан, тизлек һәм масса, көч һәм темпера¬ тура керә. Физик җисемне яки физик күренешне микъдари як¬ тан бары тик физик зурлык аша гына аңлатып була. Нинди дә булса физик зурлыкны үлчәү — бу зур¬ лыкны үлчәү берәмлеге итеп алынган икенче зурлык белән чагыштыру ул. Һәрбер физик зурлык үлчәү яр¬ дәмендә билгеләнә, ләкин бер үк физик зурлык үлчәү 4. ФИЗИК ЗУРЛЫКЛАР ҺӘМ АЛАРНЫ ҮЛЧӘҮ 11
Рәс. 13 берәмлегенә бәйле рәвештә төрле сан белән күрсәтелергә мөмкин: 2 м яки 200 см, 1,5 дм2 яки 150 см2 һ. б., ягъни физик зурлыкларның төп берәмлекләреннән уннарча тап¬ кыр кечерәк яки зуррак булган өлешле яки кабатлы берәмлекләр дә кулланылалар. Һәр физик зурлык өчен үз үлчәү берәмлеге кабул ителгән. Мәсәлән, физиканың төп төшенчәләре булып саналган ераклык, вакыт арасы һәм масса өчен үлчәү берәмлекләре итеп тиңдәшле рәвештә 1 метр (м), 1 се- КУНД (с), 1 килограмм (кг) кабул ителгән. Физик зурлыкларны үлчәү өчен, төрле приборлар кул¬ ланалар. Мәсәлән, сыеклыкларның күләмен үлчәү өчен, 8 нче рәсемдәге мензурканы яки 13 нче рәсемдәге бүлем¬ ле стаканны, чыбыкның тышкы диаметрын һәм тор¬ баның эчке диаметрын үлчәү өчен — штангенциркульне (рәс. 14), әйберләрнең калынлыгын зур төгәллек белән табу өчен, микрометрны (рәс. 15) кулланырга була. Күргәнебезчә, төрле физик зурлыкларны үлчәү өчен билгеләнгән приборлар төзелешләре белән бер-берсеннән нык аерылалар: аларның үлчәү линейкасы сыман бик гадиләре дә, секундомер кебек шактый гына катлаулы- лары да була. Әмма һәр үлчәү приборының да шкаласы, ягъни бүлем сызыклары бар. Шундый шкалалардан физик зурлыкларның кыйммәтен табарга була. Моның өчен шкаланың бүлем кыйммәтен табу кирәк. Әйтик, 10 нчы рәсемдә сурәтләнгән термометрның 0 градустан 100 градуска кадәр булган шкаласы киң горизонталь сызыклар белән тигез 10 бүлемгә бүленгән. Бу бүлемнәр 0 , 10 , 20 һ. б. итеп тамгаланганнар. Бу тамгалар арасы үз чиратында таррак горизонталь сызык¬ лар белән 10 бертигез бүлемгә бүленгән. Димәк, һәр 12
бүлемгә, ягъни термометр шкаласының иң якын сызыгы арасындагы ераклыкка 1 градус туры килә. Бүтән физик приборларның, мәсәлән, секундомер, мензурка, автомобиль спидометры һ. б. шкалаларының бүлем кыйммәтен шун¬ дый ук юл белән табарга мөмкин. Соңгы вакытта күп кенә физик зурлыкларны үлчәгән приборларны турыдан-туры сан белән күрсәтә торган электроник блоклар белән җиһазландыралар. Мондый приборларны сез көндәлек тормышта да очратасыз. Нәфис кенә итеп эшләнгән электронлы кул сәгатьләрен яки өстәл сәгатьләрен (рәс. 16), мөгаен, һәркайсыгызның да күргәне бардыр. Физиканы өйрәнгәндә, кирәкле физик зурлыкларны белешмә-китаплардан карап беләләр. Мондый белешмә¬ лекләр укучылар өчен дә чыгарыла. Түбәндә мисал өчен белешмә материаллар сыйфатын¬ да кайбер озынлык (киңлек) һәм биеклек зурлыклары- ның кыйммәтләре күрсәтелгән. Рәс. 16 1. Озынлык (киңлек): Шырпы тартмасының озынлыгы — 50 мм. Тимер юл колеясының киңлеге (безнең илдә) — 162,4 см. Хоккей капкасының киңлеге — 1,8 м. Футбол капкасының киңлеге — 7,3 м. Идел елгасының озынлыгы — 3700 км. 2. Биеклек: Хоккей капкасының биеклеге — 1,2 м. Футбол капкасының биеклеге — 2,4 м. Түбән Кама ГЭС плотинасының биеклеге — 62 м. Мәскәү телеманарасының биеклеге — 540 м. Казан телеманарасының биеклеге — 150 м. Төзеләчәк яңа телеманараның биеклеге — 300 м. 9 1. Физик зурлыкларны үлчәү нәрсәне ’ аңлата? 2. Озынлыкны нинди үлчәү приборы яр¬ дәмендә үлчиләр? Күләмне? Вакытны? Массаны? 3. Нинди физик зурлыкларны беләсез? Санап күрсәтегез. 4. Физик приборлар шкаласының бү¬ лем кыйммәтен ничек табарга була? 13
5. ФИЗИКА ЬӘМ ТЕХНИКА Попов Александр Степанович (1859— 1906) — электротех¬ ника һәм радиотех¬ ника өлкәләрендә шөгыльләнгән физик, радио уйлап табучы. Табигать фәннәренең үсеше XX гасырның икенче яртысында аеруча кызу темплар белән бара. Бу чор әһә¬ миятле ачышларга бик бай һәм аны юкка гына фәнни- техник революция чоры дип атамыйлар. Физика фәненең барлык табигатьне өйрәнүче фән¬ нәрнең нигезе булуын әйтеп үткән идек инде (1 нче па¬ раграфны карагыз). Физика бер үк вакытта техни¬ каның да нигезе булып тора. Физикада ачылган һәм җентекләп өйрәнелгән күренешләр, аларның законна¬ ры күп кенә техник җайланмаларның асылын тәпткил итәләр. Зәңгәр күктә берничә йөз пассажир белән яки уннар¬ ча һәм йөзләрчә тонна йөк күтәреп оча торган самолет¬ лар да, өебездә кулланыла торган электр белән эпт ләүче яктырткыч яки җылыткыч приборлар да — барысы да күп илләрнең күп санлы физиклары тапкан белемнәргә таянып эшләнгәннәр. Әлбәттә, һәрбер физик ачыш турыдан-туры һәм тиз генә техниканың теге яки бу өлкәсендә кулланыш таба дип әйтеп булмый. Ьәр яңа ачышны куллана башлау өчен билгеле шартлар булуы кирәк. Мисал өчен, электрны гына алыйк. Электр күренеше инде күптәннән, безнең эрага кадәр берничә гасыр элек күзәтелгән булса да, электрны киң куллану бары тик XIX йөзнең икенче яртысында гына башланды. Бу инде әлеге күренешне физика фәне ныклап өйрәнгәннән соң һәм аның күп төрле законнарын ачкач кына мөмкин булды. Хәзерге вакытта электрдан башка промышленностьны да, авыл хуҗалыгын да, көн¬ күрешне дә күз алдына китерүе бик кыен. Фәннең һәм техниканың үзара тыгыз бәйләнеше аларның тиз арада алга китүенә уңай шартлар тудыра. Димәк, фән ачышларының техникага кертелү вакытлары да сизелерлек кыскара. Әйтик, беренче радиоэлемтәне уйлап табуы турында рус галиме А.С.Попов 1895 елда игълан итә, ә бер-ике елдан соң аны зур булмаган араларда файдалана башлыйлар. Бүгенге көндә исә радиосигналлар ярдәмендә Кояш системасының иң ерак планеталарының фотосурәтен дә карау мөмкинлеге бар. Гадәттә, андый рәсемнәрне планетара космик корабларга урнаштырылган махсус физик приборлар һәм җайланмалар ярдәмендә тапшыралар. 14
Галәмнең ерак нокталарына кадәр ракета ярдәмендә очу мөмкинлеген К.Э.Циолковский реактив хәрәкәт законнарын өйрәнгәннән соң әйтә алган. Ул шулай ук төрле космик аппаратларның проектларын да төзеп калдырган. Аның фикерләрен алга сөреп һәм фән-тех- ника казанышларын кулланып, кешеләр галәм киңлек¬ ләрендә очарга һәм яшәргә өйрәнделәр. Бу очышларны фәнни һәм техник яктан әзерләүдә академик С. П. К о р о - лев бик зур эш башкарды. Беренче космонавтның исемен дә ишетеп беләсездер: ул — Ю. А. Гагарин. Бүгенге көндә галәм киңлекләрендә берничә тәүлектән алып күп айлар буена очып йөргән космонавтлар һәм астронавтлар саны инде йөздән артып китте. Шунысын да әйтеп үтик: һәр кечкенә генә космик аппаратның да очышы уңышлы булсын өчен, әйтеп бе¬ тергесез күп сандагы исәп-хисап эшләре башкарырга кирәк. Хәзерге вакытта андый очышларны хәзерләүдә һәм башкаруда электрон хисаплау машиналары, төрле компьютерлар зур ярдәм күрсәтә. Электрон хисаплау машиналарының барлыкка килүендә дә физика фәненең казанышлары зур урын алып тора. Компьютерлар исә көннән-көн киңрәк кулланыла: алар төрле физик приборлар катнашында барган тәҗри¬ бәләр белән дә, күп кенә жңтештерү процесслары белән дә идарә итәләр; алар автомобиль яки трактор, самолет яки тиз йөрешле электр поезды конструкторларының аерылгысыз һәм ышанычлы ярдәмчеләре булып әверел¬ деләр (рәс. 17—20). Физика курсын тирәнрәк өйрәнә барган саен, сез физика казанышларының техниканың төрле өлкәләрендә, төрле тармакларында кулланылуына күп мисаллар очратырсыз. Циолковский Кон¬ стантин Эдуардович (1857—1935) — рус галиме һәм уйлап табучысы. Космонав¬ тикага нигез салучы. Королев Сергей Пав¬ лович (1907—1966) — космик корабльләр конструкторы, җир¬ нең ясалма иярчен¬ нәрен һәм космонавт¬ ларның галәмгә очу¬ ын тормышка ашы¬ ручы. 9 1. Физиканың тормышта куллануына • мисаллар китерегез. \ 1 нче күнегү 1. Өегездән мәктәпкә барганда күзәткән физик күренешләрне языгыз. 2. Физика фәненең үсешенә зур өлеш керткән нинди галимнәрне беләсез? 2. Бер үк матдәдән торган физик җи¬ семнәргә мисаллар китерегез. 15
3. Тимер, температура, минут, яшен, * үлчәгечләр, Ай сүзләренең кайсыла¬ ры физик күренешне, матдәне, физик җисемне, приборны, физик зурлыкны, үлчәү берәмлеген аңлата? 4. 21 нче рәсемдәге һәр стаканга 80 мл сыек¬ лык сыя. Бүлем кыйммәте 10 мл булырлык итеп, стаканнарда шкала сызыгыз. 5. Йөрәк тибешен тыңлагыз. Йөрәкнең ике тибеше арасындагы вакытны билгеләгез. 16
МАТДӘ ТӨЗЕЛЕШЕ ТУРЫНДА БАШЛАНГЫЧ МӘГЪЛҮМАТЛАР 6. Җисемнәрнең эчке төзеле¬ шен белү ни өчен кирәк 7. Матдә төзелеше. Молекулалар 8. Молекулаларның хәрәкәте. Диффузия 9. Молекулаларның хәрәкәт тизлеге һәм җисемнең тем¬ пературасы 10. Молекулаларның үзара тартылуы һәм этелүе 11. Матдәнең өч төрле халәте 12. Каты җисемнәрнең, сыек¬ лыкларның һәм газлар¬ ның молекуляр төзелеше Физик җисемнәр составындагы матдәләр турында без сүз алып барган идек инде. Табигать белемен өйрәнгәндә, гранит, балчык, нефть, алюминий, су һәм һава кебек җи¬ семнәрнең кайбер үзлекләре белән дә таныштык. Алга таба без, табигать күренешләренең сәбәпләрен өйрәнгәндә, физик җисемнәрнең үзлекләренә күбрәк игътибар итәрбез. Түбәндәге сорауларга җавап биреп карагыз әле: ни өчен газ җиңел кысыла, ә каты җисемнәрне һәм сыеклык¬ ларны кысуы бик кыен? Ни өчен салкын корычка кара¬ ганда кызган корыч кисәген бөгү яки чүкеп җәю җи¬ ңелрәк? Су ни өчен салкында каты боз хәлендә, ә җылыда сыек була, хәтта парга да әйләнә? Бу сорауларга бары тик җисемнәрнең эчке төзелешен белгәннән соң гына җавап биреп була. Матдә төзелешен белми торып, табигать серләрен аңлап булмый. Казан һәм Түбән Кама шәһәрләрендәге химия пред¬ приятиеләрендә табигатьтә табигый хәлдә очрамый тор¬ ган, кешегә бик кирәк булган пластмасса, полиэтилен, ясалма каучук кебек матдәләр җитештерелә. Мондый яңа матдәләрне бары тик җисемнәрнең эчке төзелешен белгән очракта гына җитештереп була. Сүз уңаенда шунысын да әйтеп үтик: югарыда искә алынган һәм башка шундый ясалма материаллар тех¬ никада, медицинада һәм көнкүрештә киң куллану тапты¬ лар. Табигатьтә очрамый торган яңа төр матдәләр һәм материаллар булдыру мөмкинлеген 1842 елда даны дөнья¬ га танылган Казан галиме Н. Н. Зинин ачкан. Бу өлкәдә шулай ук күренекле галимнәребез А.М.Бутлеров һәм А.Е.Арбузовның да хезмәтләре зур. Җисемнең эчке төзелешен белү ни өчен кирәк? 6. ҖИСЕМНӘРНЕҢ ЭЧКЕ ТӨЗЕЛЕШЕН БЕЛҮ НИ ӨЧЕН КИРӘК I > НIW 2 К 7/79 17
7. МАТДӘ ТӨЗЕЛЕШЕ. МОЛЕКУЛАЛАР Кайбер күренешләр һәм тәҗрибәләр безгә матдә төзе¬ леше турында фикер йөртергә мөмкинлек бирә. Суның бер өлеше булып торган су тамчысының үзле¬ ген күзәтик. Беренчедән, су тамчысы ул матдәнең (суның) бер өлеше, икенчедән, тамчыны ничек кенә бүлсәк тә, һәр өлешенең үзлеге су үзлеге белән бердәй. Аның бары тик үлчәме генә үзгәрә. Димәк, матдә кисәкчәсенең үзлеге шул матдәнең үзлеге кебек үк. Бердәй ике мензурканың берсенә — 40 мл су, икен¬ чесенә 40 мл спирт салып аларны бергә кушсак, катнаш¬ маның күләме 80 мл дан кимрәк була (рәс. 22). Боҗра аша җиңел үтә торган шарчык (рәс. 23) җылыт¬ каннан соң, шул ук боҗра аша үтеп чыга алмый (рәс. 24), ә суытканнан соң, яңадан үтә. Шулай итеп, үткәрелгән тәҗрибәләр матдәләрнең күләме үзгәрүен — артуын яки кимүен күрсәтә. Бу күре¬ нешне матдәләр вак кисәкчекләрдән тора һәм ул кисәк¬ чекләр бер-берсеннән ерагая яки якыная алалар дип фараз иткәндә аңлатып була. Су салынган стаканга буяу бөртеген (калий перман¬ ганаты — марганцовка) салгач, стакандагы су тулысы белән буяла. Бу күренеш буяу бөртегенең дә бик вак кисәкчекләрдән торуын күрсәтә. Шулай итеп, теләсә нинди матдә бик вак кисәкчекләр¬ дән торганлыгын белдек. Матдәләрне тәшкил итүче бик вак кисәкчекләрне молекулалар дип атаганнар (молеку¬ ла — латин сүзе, «кечкенә масса» мәгънәсендә). Димәк, молекула —матдәнең бик кечкенә кисәге. Су тамчысын да, аерым молекулаларга кадәр бүлеп булыр иде. Кызганычка каршы, безнең андый мөмкинлегебез юк. Рәс. 22 Рәс. 24 18
Молекулалар барлык матдәләрдә дә бер үк төрле була¬ лармы? Күп кенә катлаулы тәҗрибәләр үткәреп, бер үк мат¬ дәнең барлык молекулалары да бертөрле, ә төрле матдә¬ ләрнең молекулалары төрлечә булуын күрәбез. Молекулаларны катлаулы электрон микроскоплар аша гына күзәтеп була. Андый микроскоплар молекулаларны 10 000 000 тапкыр зурайта. Молекула, бик кечкенә булса да, тагын да ваграк кисәкчекләргә бүленә. Ул кисәкчек¬ ләрне атомнар дип атыйлар. 25 нче рәсемдә суның ике молекуласы сурәтләнгән. Шул молекулаларның һәрберсе ике бердәй водород ато¬ мыннан һәм бер кислород атомыннан тора. Атомнарны шартлы рәвештә төрле зурлыктагы һәм төстәге шарлар рәвешендә күрсәтергә мөмкин. 26 нчы рәсемдә кислород молекуласы һәм 27 нче рәсемдә водород молекуласы сурәтләнгән. Атомнар — шулай ук бүленә торган кисәкчекләр, алар тагын да ваграк кисәкчекләрдән тора, аларны сез югары сыйныфларда физика һәм химия дәресләрендә өйрәнерсез. Рәс. 26 1. Матдәне төзүче кисәкчекләрне нәрсә дип атыйлар? 2. Һәркайсын бертигез күләмдә алып, терекөмеш белән суны һәм спирт белән суны катнаштырсак, беренче очракта катнашманың күләме икеләтә арта, икенче оч¬ ракта катнашманың күләме ким¬ рәк була. Ни өчен? 3. Кайнар чәйдә һәм салкын суда су молекулалары бертөрлеме? Рәс. 27 Стакандагы суга марганцовка бөртекләре төшерсәк, ул су тулысынча «буяла». Әлеге тәҗрибә марганцовка молекулаларының су молекулалары арасына үтеп керүен күрсәтә. Әгәр дә бүлмәгә ислемай, нафталин, бензин кебек исле сыеклыклар алып керсәк, аларның исе бөтен бүлмәгә тарала. Димәк, барлык җисемнәрнең дә молекулалары бертуктаусыз тәртипсез хәрәкәт итеп торалар. Матдә 8. МОЛЕКУЛАЛАР¬ НЫҢ ХӘРӘКӘТЕ. ДИФФУЗИЯ 2* 19
Рәс. 28 Диффузия күренеше Рәс. 29 Броун хәрәкәте кисәкчекләренең тәртипсез хәрәкәт итүләре нәтиҗәсендә, орынып торган матдәләрдә бу кисәкчекләрнең бер-берсенә үтеп кереп аралашуы диффузия дип атала. Диффузия күренешен, мәсәлән, су һәм бакыр купо¬ росының молекулалары хәрәкәт итеп бер-берсенең ара¬ ларына керү очрагында күзәтергә мөмкин. Бу тәҗрибәне үзегезгә ясап карарга тәкъдим итәбез. Моның өчен куе зәңгәр төстәге бакыр купоросының суда¬ гы эремәсен алыгыз да цилиндр сыман савытка салыгыз. Шул савыттагы эремә өстенә, сыеклык белән катнаш¬ маслык итеп, су салыгыз. Эремә, судан авыррак булганга күрә, савыт төбендә калыр һәм су белән бакыр купоросы эремәсе чиге аермачык күренеп торыр. Савытны тыныч урынга урнаштырыгыз һәм эремә — су чигенең ничек җәелүен күзәтегез. 28 нче рәсемдә күрсә¬ телгән һәрбер очрак ничә көннән соң булуын язып бары¬ гыз. Сыеклыклар күпме вакыттан соң үзара аралашып бетәр? Молекулаларның хәрәкәте броун хәрәкәтендә ачык күренә (рәс. 29). Инглиз галиме Р. Броун 1827 елда беренче буларак тәҗрибә юлы белән молекулаларның хәрәкәт итеп торуын исбатлаган. Билгеле броун хәрәкә¬ тендә микроскоп аша молекулалар түгел, ә тирәлек моле¬ кулалары бәрелешләре нәтиҗәсендә броун кисәкчек¬ ләренең молекулалардан 10 меңнәрчә тапкыр зуррак хәрәкәте күренә. Диффузия күренеше каты җисемнәрдә дә була. Ләкин ул күренеш каты җисемнәрдә газларга һәм сыеклыклар¬ га караганда бик акрын бара. Мондый аерма каты җи¬ семнәрнең молекулалары бик тыгыз урнашканлыгы бе¬ лән аңлатыла. Диффузия күренеше көнкүрештә, техникада бик еш күзәтелә һәм киң кулланыла. Җир тирәсендәге һаваның составы бердәй булуның сәбәбе дә газның диффузия кү¬ ренешенә бәйләнгән. Шикәр заводларында, чөгендердән шикәрне аерып алу өчен, диффузия күренеше файдала¬ ныла. Үсемлекләр һәм хайваннарның туклануында диффу¬ зия күренешенең әһәмияте бик зур. Тимер һәм корыч детальләрне углерод, хром белән туендырган очракта, 20
ал арның ныклыгы шактый арта. Бу очракта да диффузия күренеше файдаланыла. О 1. Дымлы урында бодай бөртеклә¬ ренең бүртүен ничек аңлатырга? 2. Табигатьтә диффузия күренешенә 3. Ни өчен газларда һәм сыеклыкларда диффузия каты җисемнәрдәгегә кара¬ ганда тизрәк бара? мисаллар китерегез. Әйләнә-тирәбездәге җисемнәрнең кайберләре салкын, ә кайберләренең җылы яки кайнар булуы безгә яхшы билгеле. Шулай ук эссе җисем янына якын куелган икенче бер салкын җисемнең вакыт үтү белән җылынуын да беләбез. Мәсәлән, кызган электр плитәсе өстенә салкын су салынган чәйнек куйсак, акрынлап чәйнек һәм андагы су җылына башлар һәм тора-бара су кайнап та чыгар. Әгәр дә инде су салынган савытны суыткычның салкын җиренә урнаштырсак, беркадәр вакыттан соң су бозга әверелә. Җисемнәрнең мондый җылынуы яки суынуы кебек барлык күренешләр җылылык күренешләренә мисал булып тора. «Салкын», «кайнар» сүзләре аша без теге яки бу җи¬ семнең җылылыгы нинди булуын, ягъни аның җылылык халәтен билгелибез. Җылылык күренешләрен өйрәнгәндә, температура дигән физик зурлыкны кулланалар. Физикада җисемнәр¬ нең халәтен билгеләү өчен, нәкъ менә температура төшен¬ чәсеннән файдаланалар да инде. Җылырак җисемнең, әйтик, кайнар суның, темпера¬ турасы салкынрак җисем — бозның температурасына караганда югарырак була. Киресенчә, салкын җисемнең температурасы җылы җисемнеке белән чагыштырганда түбәнрәк. Җисемнең температурасын төрле термометрлар белән үлчиләр. Инде сезнең дә, табигать белеме фәнен өйрән¬ гәндә, һава, су, туфрак кебек җисемнәрнең температу¬ расын үлчәп караганыгыз бардыр. Температураны үлчәү берәмлеге булып градус тора. Көндәлек тормышта гадәттә Цельсий градусларын (°C) кулланалар. 9. МОЛЕКУЛАЛАР¬ НЫҢ ХӘРӘКӘТ ТИЗЛЕГЕ ҺӘМ ҖИСЕМНЕҢ ТЕМПЕРАТУРАСЫ 21
Алдагы параграфта өйрәнелгән диффузия күренеше һәрвакытта да бертөрле булмый. Шикәр кайнар чәйдә, суык чәйдәгегә караганда, тизрәк эри, ягъни диффузия күренеше тизрәк бара дигән сүз. Димәк, җисемнең тем¬ пературасы молекулаларның хәрәкәт тизлегенә бәйле; молекулаларының хәрәкәт тизлеге зуррак булган саен, җисемнең температурасы югарырак була. Боз һәм су бердәй молекулалардан торалар. Шулай булгач, боз судан нәрсә белән аерыла соң? Аерма шунда: боз һәм су молекулаларының хәрәкәт итү тизлекләре төрле. Җисем молекулаларының хәрәкәт итү тизлеге үзгә¬ рүе, ягъни җисемнең температурасы үзгәрүе, шул җи¬ семнең башка үзлекләре үзгәрүенә дә китерә. Мәсәлән, боз суга әйләнә, башка каты җисемнәр дә югары темпера¬ тураларда сыек хәлгә киләләр. 1. Җисемнең температурасы аның 2. Чәйне ни өчен җылы суда түгел, молекулаларының хәрәкәт тизле- ә кайнар суда пешерәләр? генә ничек бәйләнгән? 10. МОЛЕКУЛА¬ ЛАРНЫҢ ҮЗАРА ТАРТЫЛУЫ ҺӘМ ЭТЕЛҮЕ Без матдәләрнең молекулалардан торуын, ул моле¬ кулаларның тәртипсез рәвештә бертуктаусыз хәрәкәт итүләрен һәм молекулалар арасында берникадәр аралык¬ лар булуын беләбез. Молекулалар хәрәкәт тә иткәч, бер- берсеннән аерылып та торгач, нишләп барлык җисемнәр дә таркалып китмиләр соң? Әйтик, газларның молеку¬ лалары таркалалар, ә сыек һәм каты җисемнәрнеке таркалмый. Каты җисемнәрне сындыру, кысу һәм сузу да бик читен. Димәк, аларның молекулалары арасындагы ераклыкны да үзгәртү җиңел түгел. Бу күренешләргә бер генә сәбәп булырга мөмкин: матдәнең молекулалары үзара тартылышып тора¬ лар. Кургаш цилиндрларны яңа гына чистартылган баш¬ лары белән ныклап ябыштырсак, алар йөк асып куйган¬ да да аерылмыйлар (рәс. 30). Пыяла кисәкләрен исә бер-берсенә кысып кына ябыш¬ тырып булмый. Бу кисәкләрнең өслекләре, шома булса да, тигез булмый, һәм алар үзләренең кайбер нокталары 22
белән генә бер-берсенә тиеп торалар. Аларны эри баш¬ лаганчы җылытсак, кисәкләр үзара ябышалар. Шулай итеп, молекулалар үзара бик якын араларда гына тартылалар. Бу тартылу молекулалар арасындагы ераклык молекулаларның үз үлчәмнәреннән кимрәк булган очракта гына сизелә башлый. Молекулаларның бер-беренә тартылуын 31 нче һәм 32 нче рәсемнәрдә сурәтләнгән тәҗрибәләрдән ачык кү¬ рергә мөмкин. Аскы йөзе тулысынча су өслегенә тиеп торырлык итеп, металл пружинага горизонталь рәвештә эленгән пыяла яки металл пластинаны, сулы савытка төшергәннән соң (рәс. 31), аны янәдән югары күтәрү өчен, шактый көч куярга кирәк. Моны пружинаның тартылып озынаюы күрсәтеп тора (рәс. 32). Әлеге очракта без каты җисемнең сыеклыкта чыла¬ нуын күрәбез. Ул күренешне без тормышта бик еш күзә¬ тәбез һәм кулланабыз. Шулай су белән чыланучы тукы¬ мадан эшләнгән сөлгегә сөртенәбез, ә инде аяк киемнә¬ ребезне, яңгырда чыланмасын өчен, махсус кремнар белән эшкәртәбез. Тәҗрибәләр күрсәткәнчә, сыеклык молекулалары бер¬ беренә каты җисем молекулаларына караганда азрак көч белән тартылса, сыеклык әлеге каты җисемне чылата. Мәсәлән, су күп кенә матдәләрне чылата: тирене, кәгазь¬ не, агачны һ. б., ә майлы өслекләрне чылатмый. Без югарыда молекулалар үзара тартылалар дигән нәтиҗәгә килдек. Шулай булгач, молекулалар бер-беренә орынганчы якын килмәсләрме яки молекулалар арасын¬ дагы ераклык бетмәсме? Кысылган резин туп яки металл пружинаны ычкын¬ дыргач, алар яңадан элекке хәленә кайта. Кыскан вакыт¬ та без аларның молекулаларын нык кына якынайтабыз, ә инде ычкындырганда, алар бер-береннән этеләләр. Димәк, җисемнең молекулалары бер-берсенә бик якын килгәндә үзара этеләләр. Шулай итеп, җисемнең молекулалары үзара тартыла¬ лар да, этеләләр дә. Каты һәм сыек җисемнәрдә молекулалар арасындагы ераклык бик кечкенә булуга карамастан, җисемне кыс¬ канда, ул кими, сузганда арта. Молекулалар арасындагы Рәс. 30 23
Рәс. 32 Рәс. 33 11. МАТДӘНЕҢ ӨЧ ТӨРЛЕ ХАЛӘТЕ ераклык артканда молекулалар үзара тартылалар, киме¬ гәндә этеләләр. Моны 33 нче рәсемдә сурәтләнгән модель ярдәмендә күз алдына китереп була. Сыек һәм каты җисемнәрнең күләмен саклау үзлеге молекулаларның үзара бик көчле тәэсир итешүләре белән аңлатыла. Газ молекулалары исә үзара бик аз көч белән генә тәэсир итешәләр, шуңа күрә алар мөмкин булган бөтен күләмне билиләр. 9 1. Молекулаларның тартылуы һәм этелүенә мисаллар китерегез. 2. Молекулаларның үзара тәэсир ите¬ шүенә нигезләнеп, чылану һәм чы¬ ланмауны ничек аңлатып була? 3. Металларны эретеп яки кыздырып ябыштыру молекулаларның нинди үзлегенә нигезләнгән? 4. Ике яссы пыяла кисәге алыгыз. Аларны суда чылатыгыз һәм берсе өстенә берсен куегыз. Ябышкан пыя¬ ла кисәкләрен бер-береннән тартып аеру җиңелме, юкмы? 5. Су кошлары ни өчен озак вакыт су өстендә булсалар да чыланмыйлар? Җисемнәрнең төрле халәттә: каты җисем, сыеклык һәм газ рәвешендә булуларын табигать белеме дәрес¬ ләрендә ишетеп, тормышта күреп тә беләбез. Мәсәлән, һәркайсыбыз кыш көннәрендә елгалардагы яисә күлләр¬ дәге суның боз һәм су хәлендә булганын яхшы белә (рәс. 34). Каты, сыеклык һәм газсыман матдәләргә һәр укучы мисаллар да китерә ала. Матдәләрнең нинди халәттә булуларына карап, алар- ның сыйфатлаучы үзлекләре дә бар. Каты җисемнәр бик нык булалар, үзләренең күләмнәрен һәм формаларын саклыйлар. Каты җисемнәрнең бу үзлеген төрле әйбер¬ ләр, хезмәт кораллары ясаганда файдаланалар. Бакыр, тимер, агач, мәрмәр таш кебек каты матдәләрдән кисү, ышку, тишү, кою юллары белән төрле формадагы кирәкле 24
Рәс. 34 әйберләр ясыйлар. Мәсәлән, Татарстанда, Васильево пыяла заводында, эрегән пыяладан төрле савытлар ясыйлар. Сыеклыкларны нинди савытка салсак та, алар шул са¬ выт формасын алалар (рәс. 35). Суны аерым тамчыларга, агымнарга аерып була. Ләкин аның гомуми күләме бары¬ бер үзгәрми. Сыеклыкны кысып булмый диярлек, аның өчен бик зур көч кирәк. Димәк, сыеклыклар күләмнәрен згәрешсез саклыйлар, ләкин формаларын җиңел үзгәртәләр. Сыеклыкларның үз формасын җиңел үзгәртү үзлеген¬ нән эретелгән пыяладан төрле савыт-саба ясаганда фай¬ даланалар (рәс. 36). Газсыман матдәләрнең (газларның) үзлекләре каты җисем яки сыеклыкларның үзлекләреннән нык аерыла. Алар үзләренең формаларын да, күләмнәрен дә саклый алмыйлар. Газлар үзләренә бирелгән барлык күләмне биләп алалар. Бу вакытта алар бирелгән күләмне чикләп торучы әйбер (мәсәлән, футбол тубы камерасы, шешә яки башка бер савыт) формасында булалар. Бер үк матдәләр төрле халәттә була алалар. Әйтик, сыеклык халәтендә булган су бозга һәм парга әйләнә ала. Метал ларны эретеп агызалар. Металл терекөмешне дә без сыеклык хәлендә күрергә гадәтләнгән. Аның температурасын минус 39 градустан да түбән төшерсәк, ул каты халәткә күчә, хәтта аңардан чүкеч ясап кадак кагарга да мөмкин. Рәс. 35 О 1. Өч халәттә: каты, сыек, газсыман рәвешендә очратырга мөмкин булган матдәне әйтеп бирегез. 2. Каты җисемнәрнең гомуми үзлек¬ ләрен әйтеп бирегез. 3. Сыеклыкларның гомуми үзлекләрен әйтеп бирегез. 4. Газларның нинди гомуми үзлекләре бар? 25
12. КАТЫ ҖИСЕМНӘРНЕҢ, СЫЕКЛЫКЛАР¬ НЫҢ ҺӘМ ГАЗЛАРНЫҢ МОЛЕКУЛЯР ТӨЗЕЛЕШЕ Гади күз белән күзәткәндә, каты җисемнәр дә, сыеклык та тоташ кебек күренә. Шулай булса да тәҗрибәләр безне барлык җисемнәрнең дә кечкенә кисәкчекләр — моле¬ кулалардан торуына инандырдылар. Ә менә төрле халәт¬ тәге җисемнәр (каты, сыеклык, газсыман) молекуляр төзелешләре белән бер-берсеннән аерылалармы? Аларның молекулалары ничек урнашкан, алар ничек хәрәкәт итә¬ ләр? Каты җисемнәр үзләренең формаларын да, күләмнә¬ рен дә саклыйлар. Бу — аларның төп үзлекләреннән берсе. Мәктәп бинасының, бүлмәдәге өстәлнең һәм урындык¬ ның — барысының да формалары һәм күләмнәре үз¬ гәрми. Металл, боз, нафталин кебек каты җисемнәрнең моле¬ кулалары билгеле бер тәртиптә урнашкан була. Каты җисемнәрнең молекулалары бер-берсенә нык тартылып торалар. Ләкин алар да бертуктаусыз хәрәкәт итәләр — билгеле бер нокта тирәсендә тирбәлеп торалар. Молеку¬ лалар әйтелгән нокталардан ерак китә алмый, шул сә¬ бәпле каты җисем үзенең формасын да, күләмен дә үз¬ гәртми. Сыеклыкларның да молекулалары тыгыз урнашкан, алар да бер-берсенә тартылып торалар, таралып китә алмыйлар (рәс. 37). Шуңа күрә сыеклык та, үзенең фор¬ масын саклый алмаса да, күләмен саклый. Газ үзенең күләмен дә, формасын да саклый алмый. Газның күләме — ул шул газ тутырылган савыт күләме дигән сүз. Газ савытның күләме нинди булуга карамас¬ тан, аны тулысы белән биләп тора. Моның сәбәбе: газның молекулалары үзара бик аз тәэсир итешәләр һәм шуңа күрә алар төрле якка иркен таралалар (рәс. 37). Газларда OqOqOq Сыеклык Газ Рәс. 37 26
■олекулалар, каты җисем һәм сыеклыкка караганда, бер- зерсеннән шактый ераграк урнашканнар (рәс. 37). Матдәнең молекуляр төзелеше турындагы тәгълимат- ■ нигез салучыларның берсе — бөек рус галиме М. В. Ло- л:носов. Түбәндәге таблица сезгә матдәнең халәтен һәм аның -/текләрен яхшырак хәтерләп калырга ярдәм итәр. 1 нче таблица Матдәнең халәте Матдә Матдәнең үзлеге 1 Каты җисем Боз, корыч, пыяла, агач Формасын һәм күлә¬ мен саклый, кысыл¬ мый, нык 2 Сыеклык Су, терекөмеш, спирт, бензин Формасын җиңел үз¬ гәртә, күләмен үзгәрт¬ ми, кысылмый 3 Газсыман җисем Су пары, кисло¬ род, азот, водород Җиңел кысыла, үзенә бирелгән күләмне ту- лысынча тутыра: фор¬ масын да, күләмен дә сакламый 2 нче күнегү 1. Бүлмә температурасында һава мо¬ лекулаларының тизлеге мылтыктан атылып чыккан пуля тизлегеннән дә артыграк. Ә бүлмәдә диффузия күре¬ нешен сизү өчен берничә минут вакыт кирәк. Ни өчен шулай? 2. Резина шарга һава тутырсак, ул нин¬ ди урында озаграк сакланыр: салкын урындамы, җылыдамы? 3. Салкын су молекулалары җылы су молекулаларыннан нәрсә белән аерыла? 4. Молекулаларның бик кечкенә бу¬ луын раслаучы мисаллар китерегез. 5. Ике кәгазь кисәген җилемләп ябыш¬ тыруны аңлатып бирегез. 6. Кыяр нинди суда тизрәк тозлана: җылы судамы, салкынындамы? Ни өчен? 7. Җисемнәрнең кечкенә кисәкчекләр¬ дән торуын ничек исбатларга? 8. Терекөмешне цилиндр сыман савытка салганда, аның формасы нинди булыр? Савыт формасы үзгәрерме? 9. Молекулаларның бер-берсенә тарты¬ луын ничек исбатларга? 10. Тузан кисәкчекләренең һавада озак очып йөрүен ничек аңлатырга? 27
«Матдә төзелеше турында башлангыч мәгълүматлар» темасының әһәмиятле йомгаклары 1. Барлык җисемнәр дә бик вак кисәкчекләрдән моле¬ кулалардан торалар. Молекулалар, матдәнең бик кечкенә кисәкчекләре булуына карамастан, үзләре тагын да кече¬ рәк кисәкчекләргә бүленәләр. Молекула төзүче кисәк¬ чекләрне атомнар дип атыйлар. Бер үк матдәнең молеку¬ лалары да, атомнары да бердәй була. 2. Каты җисемнәрдә һәм сыеклыкларда молекулалар бер-берсенә якын һәм тыгыз урнашканнар. Аларны оры¬ нып диярлек урнашкан шарчыклар рәвешендә күз алды¬ на китерергә була. Газларда молекулалар сирәк урнаш¬ кан. 3. Барлык җисемнәрнең молекулалары да тәртипсез рәвештә туктаусыз хәрәкәт итеп торалар. Шуның нәти¬ җәсендә диффузия күренеше була. 4. Молекулалар арасында үзара тартылу һәм этелү көчләре бар. 5. Җисем молекулаларының хәрәкәт тизлеге җисем¬ нең температурасын билгели.
ҖИСЕМНӘРНЕҢ ҮЗАРА ТӘЭСИР ИТЕШҮЕ 13. Механик хәрәкәт 14. Тигез хәрәкәт 15. Тигез хәрәкәтнең тиз¬ леге. Тизлек берәм¬ лекләре 16. Тигезсез хәрәкәт. Ур¬ тача тизлек 17. Механик хәрәкәттәге тизлекне, юлны һәм вакытны исәпләү 18. Җисемнәрнең үзара тәэсир итешүе 19. Инерция 20. Җисемнең массасы. Массаны үлчәү берәм¬ лекләре 21. Җисемнең массасын үлчәү ысуллары. Үлчәү 22. Матдәнең тыгызлыгы 23. Молекулаларның мас¬ сасы. Җисемнең масса¬ сын аның тыгызлыгы аша исәпле ү 24. Көч 25. Авырлык көче 26. Эластиклык көче. Җисемнең авырлыгы 27. Көч берәмлекләре 28. Динамометр 29. Көч — вектор зурлык 30. Көчләрне кушу. Бердәй тәэсир итүче көч 31. Ышкылу. Ышкылу көче 32. Ышкылу төрләре 33. Табигатьтә һәм техни¬ када ышкылу Без физиканың механика дип аталган бүлеген өйрәнә башлыйбыз. Механика — грек сүзе «механэ» дигән сүз¬ дән алынган һәм татарча машина яки җайланма дигәнне аңлата. Кешеләр көнкүрештә төрле машиналардан бик күп¬ тәннән бирле файдаланганнар. Машиналарның хәрәкәте, төрле өлешләренең үзара тәэсир итешүләре турындагы белемнәр механика фәнен тудырган. Машиналарның көнкүрештә, техникадагы әһәмиятен күз алдына китерик. Алар кеше хезмәтен җиңеләйтәләр, аның җитештерүчәнлеген арттыралар. Машиналарны без кешенең ярдәмчеләре дип тә әйтә алабыз. Ләкин теләсә нинди машинаны тулы итеп файдалану өчен аның төзелешен, эшләү принципларын, идарә итү кагыйдәләрен яхшы белергә кирәк. Боларның барысын да алдагы дәресләрдә алынган белемнәр ярдәмендә белеп була. 29
13. МЕХАНИК ХӘРӘКӘТ Тимер юл вокзалында ике поезд бер-берсенә янәшә тора. Вагоннарда экскурсиягә баручы башлангыч сыйныф укучылары утыра. Бер поезд акрын гына кузгала баш¬ лый. Ике поезддагы укучылар да «безнең поезд куз¬ галып китте» дип бәхәсләшә башладылар. Ни өчен бәхәс килеп чыкты, кайсы поездның хәрәкәтләнүен ничек ачыкларга? Җисем хәрәкәт итәме-юкмы икәнен без ничек белә алабыз? Урамда бара торган автомобильнең хәрәкәт итүе бәхәссез. Чөнки әлеге автомобильнең йортларга, агачларга һәм кешегә карата торышы үзгәрә. Җисемнең вакыт үтү белән башка җисемнәргә карата торышы үзгәрү күренеше механик хәрәкәт дип атала. Җисемнәрнең торышы да, хәрәкәте дә чагыштырмача була. Җисемнең торышын да, хәрәкәтен дә икенче бер җисемгә карап беләләр. Ул җисемне исәп җисеме дип атыйлар. Җиргә карата кешенең, автомобиль, самолет, кошның очуы (рәс. 38) — барысы да механик хәрәкәт мисаллары. Аерым молекулаларның хәрәкәте — шулай ук механик хәрәкәт. Механик хәрәкәт — физик күренеш ул. Поездның хәрәкәт итүен аның тимер юлга карата торышы үзгәрүен¬ нән күзәтеп беләбез. Ә без шул поезд вагонына утырган булсак, хәрәкәт итәбезме әллә юкмы? Билгеле инде, поезд хәрәкәт иткәч, без дә хәрәкәт итәбез. Поезд кебек үк, тимер юлга, тимер юл янындагы агачларга, йортларга, телеграф баганаларына карата хәрәкәт итәбез. Ә поезд вагонына карата безнең торышыбыз үзгәрми, хәрәкәт итмибез. 30
Рәс. 39 Димәк, без тимер юлга карата хәрәкәт итәбез, ә вагонга карата хәрәкәт итмибез. Шуңа күрә җисемнең хәрәкәте турында сөйләгәндә, ул хәрәкәтен нинди җисемгә карата булуын күрсәтергә кирәк. Теләсә нинди җисемнең хәрәкәтен икенче бер җисем торышы белән чагыштырып беләбез. Әйтик, кыру стано¬ гының кискече хәрәкәтен аның эшкәртелә торган деталь¬ гә карата торышы белән, ә детальнең әйләнүен станокның тикторыштагы өлешләре белән чагыштырып билгеләп була (рәс. 39). Борауның әйләнү хәрәкәтен аның сырла¬ рының тишелә торган әйбер өслегенә карата торышы үзгәрүеннән һәм билгеле тирәнлеккә тишеп керүен борау¬ ның өслектән югарырак (күренеп) торган өлешенең кыскаруыннан күренә (рәс. 40). Моннан чыгып шундый нәтиҗә ясый алабыз: хәрәкәт һәрвакыт чагыштыр¬ мача. Җисем хәрәкәт иткәндә, ягъни бер урыннан икенче урынга күчкәндә, нинди дә булса сызык буенча хәрәкәт итә. Бу сызыкны җисемнең хәрәкәт траекториясе дип атыйлар. Хоккейчы җибәргән шайба турысызыклы траектория буенча хәрәкәт итә (рәс. 41), ә таудан шуып төшүче чаңгы¬ чының траекториясе кәкресызыклы (рәс. 42). Рәс. 40 31
Рәс. 41 гән юл дип атала. Үтелгән юл — физик зурлык. Аның төп үлчәү берәмле¬ ге итеп метр (м) алынган. Метрдан тыш километр (км), сантиметр (см), дециметр (дм), миллиметр (мм) берәмлекләре кулланыла. Самолет очканда аның «эзе» калганын күргәнегез бардыр. Бу самолетның траекториясе була. Броун кисәк¬ чегенең хәрәкәт траекториясе, 29 нчы рәсемдә күрсәтел¬ гәнчә, сынык сызыктан гыйбарәт. Билгеле вакыт аралыгында җисем хәрәкәт иткән траекториянең озынлыгы шул вакыт аралыгында үтел¬ 1 км = 1000 м 1 м = 10 дм 1 м = 100 см 1 м = 1000 мм 1 м = 0,001 км 1 дм = 0,1 м 1 см = 0,01 м 1 мм = 0,001 м Q 1. Механик хәрәкәт дип нәрсәне атый- * лар? 2. Хәрәкәт һәрвакыт чагыштырмача дигәнне ничек аңларга? 3. Хәрәкәт траекториясе һәм үтелгән юл нәрсә ул? 4. Тигез юлдан баручы велосипедның төрле өлешләре траекториясен тасвир¬ лагыз. 5. Космоста оча торган аппаратларның траекториясе нинди? 6. Космонавтлар космоста очып барула¬ рын ничек билгели алалар? 14. ТИГЕЗ ХӘРӘ- Траектория һәм юл төшенчәләре ярдәмендә без меха¬ ник хәрәкәт турында кайбер мәгълүмат алдык. Аны та¬ гын да тулыландыру өчен, механик хәрәкәтнең кайбер үзлеңләрен дә карап китик. 32
Хәрәкәт иткән җисемнең траекториясен җиңел күзә¬ теп була. Әйтик, төнге күк йөзендә метеорның (рәс. 43), сигнал ракетасының, реактив самолетның, карда чаң¬ гыларның, кара тактада акбурның траекторияләрен һәр¬ кемнең күргәне бар. Алар бер-берсеннән нәрсә белән аерылалар? Билгеле инде, формалары белән. Алдагы параграфта әйтелгәнчә, җисем турысы¬ зыклы яки кәкресызыклы траектория буенча хәрәкәт итә ала. Турысызыклы траектория җисемнәрнең туры йөреш¬ ле хәрәкәтен сыйфатлый. Насосларда, шприцта пешкәк йөреше, конвейер, транспортер (рәс. 44), эскалатор һ. б. йөреше — барысы да турысызыклы траекториягә ми¬ саллар. Кәкресызыклы траектория дә тормышта бик еш оч¬ рый. Ул, мәсәлән, төрле тәгәрмәчләрнең әйләнешле яки сәгать маятнигының тирбәнешле хәрәкәтен сыйфатлый (рәс. 45). Рәс. 43 Рәс. 45 Рәс. 44 3 К 7/79 33
Бер үк вакытта җисемнәрнең хәрәкәте тигез яки тигезсез булырга мөмкин. Җисем теләсә нинди тигез вакыт араларында бер¬ тигез юл үтсә, ул вакытта аның хәрәкәтен тигез хәрәкәт дип атыйлар. Сәгать телләренең һәркайсы тигез вакыт аралыгында бертигез юл үтә, ягъни алар тигез хәрәкәт итәләр. Әгәр самолет һәр сәгатьтә 900 км һәм сәгатьнең тигез өлешләре (минут, секунд) саен тигез юл (мәсәлән, 15 км, 2,5 км) үтә икән, аның да хәрәкәте тигез була. Җир тирәли Ай яки Кояш тирәли Җир әйләнгәндә Айның һәм Җирнең хәрәкәтен тигез дип әйтергә мөм¬ кин: ал арның һәркайсы тигез вакыт аралыгында якынча бертигез юл үтә. Димәк, тигез хәрәкәтнең үзенчәлеге булып җисемнең теләсә нинди юл кисемтәсендә тигез вакыт араларында бердәй юл үтүе санала. Әлеге шартлар үтәлмәгәндә, җисемнең хәрәкәте тигез¬ сез була. Тигез вакыт араларында төрле озынлыктагы юл үтү сәбәпле, авыш улактан тәгәрәп төшүче шарның хәрәкәте тигезсез була. Табигатьтә тигезсез хәрәкәт тигез хәрәкәткә караган¬ да ешрак очрый. Сез үзегез дә моны теге яки бу хәрәкәт¬ не күзәтеп әйтеп бирә аласыз. Q 1. Нинди хәрәкәт тигез хәрәкәт дип атала? 2. Кеше 2 сәг тә 10 км юл узган. Әгәр ул һәр сәгать саен 5 км, һәр ярты сә¬ гать саен 2,5 км, һәр 15 минут саен 1 км 250 м юл үтеп барган булса, аның хәрә¬ кәте тигез хәрәкәт буламы? 3. Космик кораб 90 мин та Җир шарын бер тапкыр, 3 сәг тә ике тапкыр һәм 270 мин та 3 тапкыр әйләнә. Корабның хәрәкәтен тигез дип әйтеп буламы? 15. ТИГЕЗ ХӘРӘКӘТНЕҢ ТИЗЛЕГЕ. ТИЗЛЕК БЕРӘМЛЕКЛӘРЕ Сез математика дәресләрендә кайбер җисемнәрнең тиз¬ лекләрен исәпләгән идегез инде. Биредә исә без тизлекнең бик әһәмиятле физик зурлык булуын билгеләп үтик. Җисемнәрне һәрвакыт тиз яки акрын хәрәкәт итә дип кенә сыйфатлап булмый. Хәрәкәт үзе чагыштырмалык¬ лы физик күренеш булганлыктан, хәрәкәтнең тизлеге дә чагыштырмалыклы була. 34
Велосипедта баручы малайның тизлеге, җәяүле тизле¬ генә караганда зуррак булса да, автомобиль тизлегенә караганда шактый кечерәк була (46 нчы рәсемдә уклар¬ ның озынлыгы шартлы рәвештә тизлекләрнең төрле булуын күрсәтә). Төрле җисемнәрнең хәрәкәтләре бер-берсенә охшаш түгел. Бу аерымлыкны үтелгән юл белән дә, хәрәкәтнең вакыты белән дә тулы сыйфатлап булмый. Аны бары тик тизлек төшенчәсе белән генә билгеләп була. Нәрсә соң ул тизлек? Физика фәне аны ничек аңлата? Тизлек — җисемнең хәрәкәтен характерлаучы физик зурлык ул. Тизлекне үтелгән юлны һәм хәрәкәтнең вакы¬ тын белеп кенә исәпләп була: җисемнең нинди дә булса ва¬ кыт аралыгында -үткән юлын шул вакыт аралыгына бүлеп, тигез хәрәкәт итүче җисемнең тизлеген табарга мөмкин. Тизлек — җисемнең бер вакыт берәмлеге аралыгында үткән юлын күрсәтүче физик зурлык. тизлек = юл вакыт' Рәс. 46 Әлеге физик зурлыкларны хәрефләр белән билгеләсәк (юл — s, вакыт — t, тизлек — v), тизлекне исәпләү фор¬ муласы түбәндәгечә языла: м Тизлекнең төп берәмлеге итеп ~ алына, ягъни тигез тизлек белән хәрәкәт итүче җисем 1 с та 1 м юл узса, 1 м _ 1 м аның тизлеге 1 — - үү була. см км Моннан тыш, — , кебек тизлек берәмлекләре дә с сәг км 1 см кулланыла: 1 , 1 —. сәг с 1км = 1000м 1£м = о,О1^ 1м = 100(м с с с с с с 1 КМ = 0 28 — сәг с = з 6 КМ с сәг 1М =0 001 км с сәг 3’ 35
Җисемнең хәрәкәт тизлеге үзгәрмәсә, ягъни даими булса, ул тигез хәрәкәт итә диләр. Q 1. Нинди хәрәкәт тигез хәрәкәт дип атала? * 2. Тигез хәрәкәтнең тизлеге нәрсәне күр¬ сәтә? 3. Тизлекне берәмлегендә күрсәтегез: 1 Q KM — Q КМ ЛЛ М , Q КМ 18 сәг ’ 72 сәг ’ мин ’ ° с • 16. ТИГЕЗСЕЗ ХӘРӘКӘТ. УРТАЧА ТИЗЛЕК Көнкүрештә, техникада хәрәкәт итүче җисемнәрне күз алдына китерик. Аларның хәрәкәтен тигез хәрәкәт дип әйтеп буламы, ягъни алар һәрвакыт бердәй тизлек белән хәрәкәт итәләрме? Автомобиль, автобус, трамвайларның тизлекләре һәр¬ вакыт үзгәреп тора. Мондый хәрәкәтләрне тигезсез хәрәкәт дип атыйлар. Тормышта тигезсез хәрәкәт тигез хәрәкәткә караганда ешрак очрый. Поездның тизлеге тукталыш вакытында нульгә тигез була, кузгалып киткәндә тизлеге арта һәм туктаганда кими. Шундый тигезсез хәрәкәт итүче җисемнәрнең тиз¬ леген ничек билгелиләр соң? Бу очракта хәрәкәтнең уртача тизлеген күз алдында тоталар. Уртача тизлекне исәпләү өчен, барлык үтелгән юлны хәрәкәт вакытына бүләләр: уртача тизлек = юл вакыт ’ яки Мисал карап китик. Казан белән Мәскәү арасы 800 км. Поезд шушы юлны 14 сәг эчендә үтә. Поезд хәрәкәтенең тигезсез булуы бәхәссез. Аның уртача тизлеге күпме булыр? s _ 800 км ~ км t ’ иур 14 сәг сәг сәг тигезсез хәрәкәт итүче поездның уртача тизлеге була. 2 нче таблицадан сез кайбер җисемнәрнең нинди тиз¬ лек белән хәрәкәт итә алуы белән таныша аласыз. 36
2 нче таблица Җисем м/с км/сәг Җәяүле кеше 1,4 5 Умарта корты 6,9 25 Тимераякчы 13 кә кадәр 47 Сыерчык 12,5 45 Трамвай 12,5 45 Троллейбус 16,7 60 «Жигули» автомобиле 41,7 150 ИЛ-18 самолеты 180,5 650 ИЛ-62 самолеты 236,1 850 Һавада тавыш 332 1195 Пуля 713,8 2570 Инде үзебез өйрәнгән ике төп физик төшенчә: меха¬ ник хәрәкәт һәм тизлекнең башка төшенчәләре белән үзара бәйләнешен түбәндәге схемада карыйк: 2 нче схема Механик хәрәкәт г траектория үткән юл вакыт арасы 1. Нинди хәрәкәт тигезсез хәрәкәт дип атала? 2. Тигезсез хәрәкәткә мисаллар китерегез. 3. Тигезсез хәрәкәтнең уртача тизлеген ничек табалар? Тигез хәрәкәт вакытында җисемнең тизлеген табу кыен түгел, v = у формуласы ярдәмендә үтелгән юл һәм вакыт зурлыклары аша тизлекне исәпләп чыгара алабыз. 17. МЕХАНИК ХӘРӘКӘТТӘГЕ ТИЗЛЕКНЕ, ЮЛНЫ ҺӘМ ВАКЫТНЫ ИСӘПЛӘҮ 37
Әйтик, җәяүле 15 км араны 3 сәгатьтә үтсә, аның тизлеген түбәндәгечә исәпләргә була: = 15 км _ г км v 3 сәг ә СӘГ ■ Тизлек төшенчәсенең юл һәм вакыт төшенчәләре бе¬ лән үзара бәйләнеше үзлегеннән чыгып, без тизлекне генә түгел, бәлки юлны һәм вакытны да исәпли алабыз. Әгәр автомобильнең даими тизлеге 80^; булса, ул 4 сәг вакыт эчендә Казаннан Бөгелмәгә барып җитәр иде. Казан белән Бөгелмә арасы күпме? v = | формуласыннан чыгып, s = vt дип яза алабыз. Автомобильнең үткән юлы s = 80^; • 4 сәг = 320 км була. Шул ук v = у формуласыннан вакытны да табарга мөмкин: t = . Автомобильнең тизлеген, юлын һәм ва¬ кытын табу мөмкинлеге түбәндәге таблицадан ачык кү¬ ренә. 3 нче таблица Тизлек (—) \сәг / Юл (км) Вакыт (сәг) Формула ? 320 4 -f 80 ? 4 s = vt 80 320 ? t=* V Физик зурлыкларның санча кыйммәтен исәпләгәндә, бер бик әһәмиятле үзенчәлеккә игътибар итик: физик зурлыкның санча кыйммәте сайлап алган берәмлеккә бәйле. Тизлекнең санча кыйммәте аның яки сәг с башка берәмлектә булуына бәйле. Әйтик, җәяүленен тизлеге 5,4 — яки 1,5 була. ’ сәг ’ с J Тигез хәрәкәт тизлеге җисемнең теләсә кайсы вакыт моментындагы тизлеген күрсәтә. 38
Тигезсез хәрәкәт итүче җисемнең дә уртача тизлеген, үтелгән юлын яки юлда булган вакытын исәпләгәндә, уртача тизлек формуласыннан файдаланабыз: v — —. ур t Мисал карап китик. Казан —Чаллы юлының озын¬ лыгы 230 км. Автобус ул араны 5 сәгатьтә үтә. Аның уртача тизлеге күпме булыр? _ 230 км _ км иур 5 сәг сәг ' Билгеле, автобус 46 тизлек белән бара дип әйтү дөрес булмас, чөнки юлда аның тизлеге күп тапкырлар я арта, я кими, тукталышларда нульгә дә тигез була. Тигезсез хәрәкәт иткәндә, җисемнең үткән юлы уртача тизлекне хәрәкәт вакытына тапкырлаганга тигез: 8 = иур-* ә юлда сарыф ителгән вакытны формуласы ярдәмендә исәплибез. Уртача тизлекне дөрес билгели алуыгызны тикшереп карагыз әле. Мисал. Бер-берсеннән 240 км ераклыкта урнашкан ике шәһәр арасын поезд бер якка 80 уртача тизлек (и1ур) белән, ә икенче якка 40 уртача тизлек (v2yp) белән уза. Поездның бөтен юлдагы уртача тизлеге күпме? Ур¬ тача тизлеге 60^ булыр диярләр кайберәүләр. Шулай булыр микән? Ике якны да кушып санасак, поезд барлыгы 480 км юл үтә. Уртача тизлеге 60 км/сәг дип уйласак, поездның юлда үткәргән вакыты t — s v ур = 480км = 8сәг 60км булыр. Чынлыкта поезд беренче юлны t, = —— = 240jcm _ з сәг ТӘ) ә икенче тапкыр 1 иу₽ 80— сәг 39
*2 V2yp 240 км 40 км сәг = 6 сәг тә үтә, юлда үткән барлык ва¬ кыт 3 сәг + 6 сәг = 9 сәг. Кайда хата җибәрдек соң әле? Шуны эзләп табыгыз. 1. Тигезсез хәрәкәтнең уртача тизлеге нәрсәне аңлата? 2. Турысызыклы хәрәкәт итеп, бер үк юлны үткән ике җисемнең хәрәкәтендә нинди физик зурлыклар бер-берсеннән аерылыр? ДЗ нче күнегү 1. Җирнең Кояш тирәли әйләнү тизлеге 30 АМ.. Бу тизлекнең санча кыйммәтен берәмлегендә языгыз һәм Айның Җир тирәли әйләнү тизлеге (1000^) белән чагыштырыгыз. 2. «Метеор» теплоходы 1 минутка 1160 м юл үткән. Аның тизлеге нинди? 3. 100 м араны 10,3 сек та йөгереп үт¬ кән спортчыга спорт мастеры дәрәҗәсе бирелә. Бу тизлекне берәмлегендә күрсәтегез. 4. 47 нче рәсемдә тигез хәрәкәт графигы сурәтләнгән. График буенча җисемнең 12 сәг тә үткән юлын һәм хәрәкәт тиз¬ леген табыгыз. 5. 48 нче рәсемдә а һәм Ь сызыклары — бер үк юнәлештәге автомобиль һәм тракторның юл графиклары. Маши¬ наларның кайсы иртәрәк хәрәкәтләнә башлаган? Автомобиль һәм тракторның тизлек¬ ләрен табыгыз. Автомобиль тракторны күпме вакыттан соң узып китәр? 6. ТУ-154 самолетының тизлеге 900 , сәг ’ пуляныкы — 760-^ . Кайсының тизлеге зуррак? 7. 72 ~ тигез тизлек белән баручы по¬ ездның хәрәкәт графигын сызыгыз.
Механик хәрәкәтнең ике төрен: тигез һәм тигезсез хәрәкәтне карап киткән идек инде. Тигез хәрәкәтнең төп үзенчәлеге — тизлеге үзгәрешсез, ә тигезсез хәрәкәтнең тизлеге үзгәреп торуда. Әйткәнебезчә, табигатьтә күзәтелә торган хәрәкәтләрнең күпчелеге тигезсез, ягъни җисем¬ нәрнең хәрәкәт тизлеге һәрвакыт диярлек үзгәреп тора. Физик күренешләрнең сәбәбен аңлату физика фәненең бурычы булганга күрә, шундый сорау килеп туа: хәрәкәт итә торган җисемнәрнең тизлеге ни сәбәптән үзгәрә икән? Түбәндәге берничә очракны тикшереп үтик. Әйтик, футбол кырында хәрәкәтсез торышында туп бар, ди. Тупка типкәннән соң, ул нинди дә булса капкага таба хәрәкәт итә башлый. Аучы мылтыгы пулялы патрон белән корылган бул¬ сын. Мылтык көпшәсендә аңа карата хәрәкәтсез торган пуля атканнан соң дары газлары тәэсирендә хәрәкәт итә башлый. Тигез өслек буйлап тәгәрәп килгән эластик шарның тизлеге, каршыда очраган стенага бәрелгәч, капма-каршы юнәлештә була. Әлеге һәр очрак өчен бер уртаклык бар: тизлеге үзгәрә торган җисемгә нинди дә булса икенче җисем тәэсир итә. (Хәрәкәтсез торышындагы туп яки пуляның тизлеге нульдән үзгәрә башлый.) Мондый күренеш җисемнәрнең үзара тәэсир итү күренеше дип атала. Эластик пластина беркетелгән арбаның хәрәкәтен күзәтик. Әгәр рәсемдәгечә бәйләп пластинаның җебен 18. ҖИСЕМНӘРНЕҢ ҮЗАРА ТӘЭСИР ИТЕШҮЕ Рәс. 49 41
яндырсак, пластина тураер, ә арба үз урынында калыр (рәс. 49, а һәм б). Пластинаның икенче ягына шундый ук башка бер арба куеп җепне яндырсак, арбалар, хәрә¬ кәткә килеп, икесе ике якка китәр (рәс. 49, в һәм г). Арбаның тизлеге икенче бер җисем — икенче арба белән тәэсир итешеп үзгәрде. Димәк, җисемнең тизлеге икенче җисем тәэсирендә генә үзгәрә. Өстәвенә, үзара тәэсир итешү нәтиҗәсендә, ике җисемнең дә тизлекләре үзгәрә. Q 1. Җисемнәрнең тизлеген үзгәртү • өчен, аңа икенче җисемнең тәэсир итүе кирәк. Бу вакытта тәэсир итүче җисемнең тизлеге үзгәрәме? 2. 50 нче рәсемдә җиңел хәрәкәтләнә торган ике арбада малайлар басып тора. Бер малай икенчесен этеп җи¬ бәрсә, бер генә арба хәрәкәткә килерме әллә икеседәме? 3. Көймәдән ярга сикергән малайның хәрәкәтен күзәтегез (рәс. 51). Малай көймәгә тәэсир итәме, көймә малай¬ гамы әллә икесе дә бер-берсенә тәэсир итәләрме? 19. ИНЕРЦИЯ Рәс. 51 Басып торган урыннан кинәт зур тизлек белән йөгереп китеп булмый. Шулай ук зур тизлек белән йөгергән вакытта кинәт кенә туктап та булмый. Кинәт йөгереп китеп һәм кинәт туктап булмауның сәбәбе нәрсәдә соң? Бу вакытта нәрсәдер комачаулый шикелле. Комачаулаучы нәрсә — җисемнең безгә әлегә билгеле булмаган физик үзлеге. Зур тизлек белән барганда, маши- 42
о Рәс. 52 наны хәтта тәҗрибәле шофер да кинәт кенә туктата ал¬ мый (рәс. 52): салондагы пассажирлар, һичшиксез, моңарчы булган хәрәкәт юнәлешендә алга таба авышачаклар, ягъни автобус туктаганнан соң да, пассажирлар бераз гына «үз¬ ләре хәрәкәтне дәвам итәргә» омтылган кебек килеп чыга. Өстәлгә урнаштырылган авыш тактадан арба төшерик. Беренче очракта арба улактан соң калын комга килеп керә (рәс. 53, а), икенче очракта юка гына ком катлавына керә (рәс. 53, б), ә өченче очракта исә (рәс. 53, в) өстәл өсте буенча тәгәрәп китә. Билгеле, әлеге тәҗрибәне ясаганчы ук нәтиҗәсен әйтеп була. Арбаның төрле өслек буенча тәгәрәвен күзәтеп нәтиҗә ясыйк: каршылык никадәр аз булса, арба шулкадәр озаграк һәм ераграк тәгәри, ягъни каршылык аз булган саен, арба үзенең тизлеген озаграк саклый. Арбаның юлында бернинди дә каршылык бул- маса, ул ничек хәрәкәт итәр иде? (Каршылык ул — бер җисемгә икенче җисемнең тәэсир итүе.) Рәс. 53 43
Галилей Галилео (1564—1642) —Ита¬ лия физигы, астро¬ ном. Галилей җисем¬ нәрнең тоткарсыз төшү законын ача, инерция күренеше булуын беренчеләр- дән әйтә. Рәс. 54 Рәс. 55 Бу сорауга беренче булып XVII гасырда атаклы италь¬ ян физигы Г. Галилей җавап биргән: әгәр җисемгә башка җисемнәр тәэсир итмәсә, ул хәрәкәтсез тора яки бертуктаусыз турысызыклы тигез хәрәкәт итә. Башка җисемнәр тәэсир итмәгәндә, җисемнең тизле¬ ген саклау күренеше инерция дип атала (латин сүзе: «хәрәкәтсезлек, сүлпәнлек» дигәнне белдерә). Димәк, тизлекне кинәт кенә арттырып яки киметеп булмауның сәбәбе инерция күренешендә. Шуңа күрә дә зур тизлек белән бара торган машина алдына чыгарга һич тә ярамый. Автомобиль, үзенең двигателен туктатканнан соң, кисәк кенә туктап калмый. Яхшы юлдан 60 ~ тизлек белән баручы машина, мәсәлән, двигателен сүн¬ дергәч тә, 400 м га якын юл үтә. Велосипедта, көймәдә барганда педаль әйләндерүне яки ишкәк ишүне туктатсак та, инерция белән хәрәкәт итү дәвам итә. Инерция күренеше көнкүрештә файдалымы? Әллә за¬ рарлымы? Машиналарын кинәт туктата алмыйча, шофер¬ ларның күңелсез хәлләргә дучар булуларын без яхшы беләбез. Мәсәлән, юл-транспорт чараларында Россиядә ел саен 30 меңнән артык кеше һәлак була, 200 меңләп яра¬ лана. Автобус кискен тормозлау аркасында туктаса, пасса¬ жирлар кинәт алга таба (рәс. 52), ә кискен тизлек алганда, киресенчә, артка таба авышалар. Билгеле, бу күренеш¬ ләрне пассажирлар өчен файдалы дип әйтеп булмый. Төрле машиналарның двигательләрен туктаткач та, алар әле баруларын дәвам итәләр, ягъни ягулыкка эко¬ номия ясыйлар. Космик корабль, бирелгән траекториягә чыгарылгач, двигательдән башка озак вакытлар хәрәкәт итә. Әйберләрне кинәт селкеп тузаннан арындырганда, тузан бөртекләре, үзләренең хәрәкәтсез торышындагы тизлекләрен саклап, киемнән яки башка нәрсәдән аеры¬ лалар. Чүкечне яки балтаны саплаганда, без аларның сабына бәрәбез (рәс. 54 һәм 55). Болар барысы да инер¬ ция күренешенең файдалы якларын күрсәтәләр. 9 1. Нинди күренешне инерция күренеше диләр? 2. Кисәк селкегәндә яңгыр тамчылары¬ ның киемнән аерылып китүен аңла¬ тыгыз. 3. Әгәр җисемгә башка җисемнәр тәэсир итмәсә, ул ничек хәрәкәт итәр иде? 4. Сулы стаканны өстәл кырыендагы кәгазь өстенә куеп, кисәк кенә кәгазьне тартабыз икән (рәс. 56, а), кәгазь стакан 44
Рәс. 56 астыннан чыкса да, стакан өстәл өстендә утырып калыр (рәс. 56, б). Бу нигә шулай була? Аңлатып бирегез. Рәс. 57 5. Стаканны каты кәгазь кисәге белән каплаганнар һәм аның өстенә металл акча куйганнар (рәс. 57). Кәгазьгә бармак белән чиертеп җибәрсәк, акча ни эшләр? Инерция күренеше теләсә нинди җисемгә: зурына да, кечкенәсенә дә хас. Башка җисемнәр тәэсир итмәгәндә, аларның һәрберсе үзләренең тизлеген саклый. Шулай да зур һәм кече җисемнәр арасында без белмәгән аерым¬ лылык бар. Моны түбәндәге ике тәҗрибә нәтиҗәләрен чагыштыр¬ ганда күреп була. Ике җиңел арба корыч пружина ярдәмендә үзара тәэсир итешеп төрле якка хәрәкәт итәләр. Аларның тизлекләре бердәй икәнлеге күренә (рәс. 49, в, г). Арба¬ ларның берсенә йөк куеп (рәс. 58, а), тәҗрибәне кабат¬ лыйк: йөк куелган арбаның тизлеге кечерәк булуы күренә (рәс. 58, б). Димәк, тәэсир итешүче җисемнәрнең тизлеге үзгәрү ул җисемнәрнең ниндидер үзлегенә бәйле: физи¬ када җисемнең бу үзлеген инертлык дип атыйлар. Тәэсир итешкәндә, тизлеге азрак үзгәргән җисемне икенчесенә караганда инертлырак диләр. Без күзәткән 20. ҖИСЕМНЕҢ МАССАСЫ. МАССАНЫ ҮЛЧӘҮ БЕРӘМЛЕКЛӘРЕ Рәс. 58 45
тәҗрибәдә йөк куелган арба икенче арбага караганда инертлырак була. Йөк автомобиленең дә җиңел автомо¬ бильгә караганда инертлырак булуы бәхәссез. Җисемнең инертлык үзлеген санча сыйфатлаучы зурлыкны билгеләү өчен масса дип аталган төшенчә алынган. Масса — үзара тәэсир итешкәндә җисемнәрнең төрле тизлек алу үзлеген санча сыйфатлаучы, физик зурлык ул* Инертлыгы зуррак булган, ягъни тизлеге акрынрак үзгәрә торган җисемнең массасы зуррак була. Димәк, йөк куелган арбаның инертлыгы йөксез арбага караганда зуррак була. Теләсә нинди җисемнең дә массасы була. Табигатьтә массасы булмаган җисемнәр юк. Җисемнәрнең массалары турында фикер йөртү өчен, аларның үзара тәэсир итешү¬ ләре вакытында тизлекләре үзгәрүне күз алдына ките¬ рергә кирәк. Җисемнең массасы никадәр зуррак булса, тәэсир итешү нәтиҗәсендә, аның тизлеге шулкадәр азрак үзгәрә, һәм киресенчә. Җисемнәрнең массаларын т1 һәм т2 дип билгеләсәк, алда әйтелгәнне түбәндәгечә язарга була: „ ™ Vi _ m2 v2~ т,х’ Масса берәмлеге итеп килограмм (1 кг) кабул ител¬ гән. Массаның башка берәмлекләре дә файдаланыла, мәсә¬ лән, тонна (т), грамм (г), миллиграмм (мг). 1кг = 1000 г 1 кг = 1 000 000 мг 1 кг = 0,001 т 1 г = 0,001 кг 1 мг = 0,000001 кг 1 т = 1000 кг 4° С тагы 1 л саф суның массасы 1 кг була. 9 Җисемнең массасы аның нинди физик * үзлеген сыйфатлый? * Физиканы өйрәнү барышында масса төшенчәсенең асылы тагын да тирәнрәк ачыла барыр. Хәзергә исә массаның шундый аңлатмасын истә калдырыгыз. 46
Җисемнең массасын төрле ысуллар белән табарга була. Шул ардан ике ысулны карап китик. Беренче ысул. Берәр җисемнең массасын (т;) та¬ барга кирәк, ди. Массасы (т2) билгеле булган икенче җисем белән үзара тәэсир итешкәндә, аларның алган тизлекләрен үлчибез (v2; v2) һәм билгеле булган пропорция — = — ярдәмендә беренче җисемнең массасын табабыз: и 2 1 ТП2 Г>2 Бу ысул белән җисемнең массасын табу уңайсыз, җисемнәрнең үзара тәэсир итешү вакытында алган тиз¬ лекләрен үлчәү җиңел түгел. Гадәти шартларда үзара тәэсир итешү күренеше теләсә нинди җисемгә хас та түгел. Икенче ысул. Җисемнең массасын гадирәк ысул белән билгеләп була: үлчәү ярдәмендә җисемнең масса¬ сын инде билгеле булган җисем (гер) массасы белән чагыштыру. Аның өчен, мәсәлән, көянтәле үлчәүдән файдаланалар (рәс. 59). Үлчәүнең төп өлеше булып көянтәсе тора. Ул үзенең уртасыннан үткән күчәр тирәсендә ирекле тирбәнә ала. Көянтәнең һәр ике башына үлчәү тәлинкәләре эленгән була. Үлчәү тәлинкәләрендә булган җисемнәрнең массала¬ ры бер-берсенә тигез булсалар, үлчәү тигезләнеш хәлендә 21. ҖИСЕМНЕҢ МАССАСЫН ҮЛЧӘҮ ЫСУЛЛАРЫ. ҮЛЧӘҮ Рәс. 59 Рәс. 60 Рәс. 61 47
тора. Үлчәүнең бер тәлинкәсенә — массасын табарга кирәк булган җисемне, икенчесенә, үлчәү көянтәсе тигез¬ ләнеш хәленә килерлек итеп, герләр куябыз. Җисемнең массасы куелган герләрнең суммар массасына тигез була. Үлчәү белән эш иткәндә, махсус герләр җыелма¬ ларыннан файдаланалар (рәс. 60, 61). Төрле үлчәүләр була. Кибетләрдә еш очрый торган өстәл үлчәүләре көянтәле үлчәү принцибында эшлиләр. Зур йөкләрнең һәм машиналарның массаларын үлчәү өчен авто үлчәүләрне кулланалар (рәс. 62). Рәс. 62 91. Үзара тәэсир итешү нәтиҗәсендә төрле тизлекләр алган җисемнәргә ми¬ саллар китерегез. 2. Нинди масса берәмлекләрен беләсез? 3. Массаны үлчәү алымнарын күрсә¬ тегез. Практикада массаны билгеләү алымнарын атап китегез. 4. 58 нче рәсемдә сурәтләнгән тәҗрибә вакытында бер арбаның тизлеге 20 , икенчесенеке — 40 . Тизлекләрнең кайсысы герле арбаныкы, кайсысы гер¬ сез арбаныкы? Герле арбаның массасы буш арба массасыннан ничә тапкырга артыграк? 22. МАТДӘНЕҢ ТЫГЫЗЛЫГЫ Җисемнең массасын ике ысул белән табып булуын белдек инде. Тәэсир итешүче җисемнәрнең тизлекләрен чагыштыру ысулы тормышта бик сирәк кулланыла. Ә үлчәү ярдәмендә җисемнең массасын билгеләү ысулын һәркайда күреп була. Тормышта еш кына зур таш яки боз кисәкләренең, нефть ятмаларының, зур күләмле сусаклагычтагы суның массасын табарга кирәк була. Ал арны үлчәүгә куеп бул¬ мый. Шундый зур күләмле җисемнәрнең массасын ничек белеп була соң? Кирпечтән өелгән манараның массасын табарга кирәк, ди. Безгә моның өчен үлчәү ярдәмендә бер кирпечнең массасын табарга һәм кирпечләрнең гомуми санын белер¬ гә кирәк. Ләкин күп җисемнәр бердәй кисәкләрдән тор¬ мыйлар бит. 48
Җисемнең массасын башка төрле юл белән дә табарга була. Әйтик, геологлар, зур нефть ятмасын тапкан очракта, аның массасын күләме аша исәпләп чыгаралар. Аның өчен шул җисемнең күләм берәмлегендәге массасын белү кирәк. Күләме 1 м3 булган нефтьнең массасы 800 кг икәне билгеле. Димәк, без теләсә нинди күләмдәге нефть¬ нең массасын исәпләп таба алабыз. Бер күләм берәмлегендә төрле җисемнең массасы төр¬ лечә була. Мәсәлән, 1 м3 нефтьнең массасы 800 кг була дидек, ә 1 м3 суның массасы 1000 кг, 1 м3 тимернең массасы 7800 кг, терекөмешнең — 13 600 кг. Ә атом төшенең 1 см3 күләмдәге массасы 10 т чамасы (рәс. 63). Мондый аерманы нәрсә белән аңлатырга соң? Бу хәл төрле матдәләрнең тыгызлыклары төрлечә булуы белән аңлатыла. Тыгызлык 1 м3 (1 дм3, 1 см3) күләм¬ дәге матдәнең массасы күпме булуын күрсәтә. Мәсәлән, 2,5 м3 күләмендәге мәрмәр ташның массасы 6750 кг икәне билгеле булса, 1 м3 мәрмәрнең массасын табып була: 6750 кг : 2,5 м3 = 2700^. м Күргәнебезчә, матдәнең күләм берәмлегендәге масса¬ сын белү тормышта кешеләр өчен бик кирәк нәрсә. Физи¬ ка фәнендә матдәнең үзлеген күрсәтүче әлеге төшенчәне Ют Рәс. 63 4 К 7/79 49
тыгызлык дип атаганнар. Тыгызлык — бер күләм берәм¬ легенә туры килгән массаны күрсәтүче физик зурлык. Тыгызлыкны җисемнең массасы белән аның күләме чагыштырмасы аша табып була: тыгызлык = масса күләм ‘ Матдәнең тыгызлыгын грек хәрефе белән билгелиләр р («ро» дип укыла). Җисемнең массасын т, күләмен V дип билгеләсәк: о = Р V In* „ з алынган. * м Тыгызлык шулай ук 1 —4, 1 ^4" , 1 4 берәмлекләре см дм м белән билгеләнә. 14 = 0,001-4 1-4 = 10004 м3 см3 см'5 м3 14 = 0,001-4 1-4 = 10004 м3 дм3 дм3 м3 Кайбер каты җисемнәрнең тыгызлыгы 1 г =1 кг =1 -Х_ см3 дм3 м3 4 нче таблица Каты җисем Р,— Р м3 р,-^- см3 Каты җисем р, кг 3 м p,-L см3 Осмий 22600 22,6 Мәрмәр 2700 2,7 Иридий 22400 22,4 Тәрәзә пыяласы 2500 2,5 Платина 21500 21,5 Фарфор 2300 2,3 Алтын 19300 19,3 Бетон 2300 2,3 Кургаш 11300 11,3 Кирпеч 1800 1,8 Көмеш 10500 10,5 Рафинад шикәр 1600 1,6 Бакыр 8900 8,9 Органик пыяла 1200 1,2 Җиз 8500 8,5 Капрон 1100 1,1 Корыч, тимер 7800 7,8 Полиэтилен 920 0,92 Аккургаш 7300 7,3 Парафин 900 0,90 Цинк 7100 7,1 Боз 900 0,90 Чуен 7000 7,0 Имән (коры) 700 0,70 Корунд 4000 4,0 Нарат (коры) 400 0,40 Алюминий 2700 2,7 Бөке 240 0,24 50
Кайбер сыеклыкларның тыгызлыгы 5 нче таблица Сыеклык р, «Г 3 м Р’ — см3 Сыеклык Р, — м3 Р,— см3 Терекөмеш 13600 13,60 Спирт 800 0,80 Сульфат кис- Нефть 800 0,80 лотасы 1800 1,80 Бал 1350 1,35 Ацетон 790 0,79 Диңгез суы 1030 1,03 Эфир 710 0,71 Сөт 1030 1,03 Бензин 710 0,71 Саф су 1000 1,00 Сыек аккургаш (t = 400°C бул- ганда) 6800 6,80 Көнбагыш мае 930 0,93 Сыек һава Машина мае 900 0,90 (t = -194°С бул- Керосин 800 0,80 ганда) 860 0,86 6 нчы таблица Кайбер газларның тыгызлыгы Газ р, кг м3 Р- -i- см3 Газ Р, — г 3 м Р’^Т СМ Хлор 3,210 0,00321 Углерод (II) Углерод (IV) оксиды оксиды (угле- (сөрем газы) 1,250 0,00125 кислый газ) 1,980 0,00198 Табигый газ 0,800 0,0008 Кислород 1,430 0,00143 Су пары (t = Нава (0°Сбул- = 100° С бул- ганда) 1,290 0,00129 ганда) 0,590 0,00059 Гелий 0,180 0,00018 Азот 1,250 0,00125 Водород 0,090 0,00009 9 1. Матдәнең тыгызлыгы нәрсә ул? 2. 1 м3 суныңмы әллә 1м3 нефтьнеңме массасы зуррак? Җисемнәрнең массасын башка юллар белән дә исәп¬ лиләр. Галимнәр хәтта күк җисемнәренең: Кояшның, Җирнең һәм башка планеталарның массаларын исәпләп чыгарганнар. Ул гына да түгел, хәтта молекуланың да массасын исәпләп тапканнар. Без һәр җисемнең массасы 23. МОЛЕКУЛАЛАР¬ НЫҢ МАССАСЫ. ҖИСЕМНЕҢ МАССАСЫН АНЫҢ ТЫГЫЗЛЫГЫ АША ИСӘПЛӘҮ 4* 51
Көндәлек тормышта көч төшенчәсен без бик еш кул¬ ланабыз — «көчле кеше», «көчле машина» кебек сүзләрне еш әйтәбез. Авыр әйберне күтәрү өчен «зур көч» кирәк дибез. Вагонетка үзеннән-үзе хәрәкәткә килми, ул хәрәкәткә кеше кулы белән китерелә. Ишек ябылып торсын өчен, пружина куялар. Аны ачканда пружинага кеше кулы тәэсир итсә, ябылганда ишеккә сузылган пружина тәэсир итә. Магнитны зур булмаган корыч җисемгә якын китер¬ сәк, ул аны тартып ала. Бу очракларның барысында да җисемнәр: вагонетка, ишек, корыч кисәге үзләренең тизлекләрен үзгәртәләр. Ә җисемгә башка җисемнәр тәэсир итмәсә, инерция күренеше нәтиҗәсендә ул үзенең тизлеген үзгәртми. Карап киткән мисалларда җисемгә икенче җисемнең тәэсир итүен күрәбез. Физикада икенче бер җисем тәэсирендә үзенең тиз¬ леген үзгәртүче җисемне көч куелган җисем дип атый¬ лар. Димәк, бер җисем икенчесенә тәэсир иткәндә көч куела, ягъни җисемнең тизлеге көч тәэсир иткәндә үзгәрә. Гадәттә, җисемгә нинди җисем һәм ничек тәэсир иткәне тикшерелми, бәлки ул җисемнең хәрәкәткә килүе, хәрә¬ кәтне туктатуы яки хәрәкәт юнәлешен үзгәртүе күзәтелә. Ә шуңа сәбәпче булып көч тора. Көч тәэсир иткәндә, җисем тулысы белән хәрәкәткә килмәскә дә мөмкин, аның аерым кисәкләре генә хәрә¬ кәткә килә, ягъни аерым кисәкләренең генә тизлеге үзгәрә. Резина туп, мәсәлән, җиргә килеп төшкәндә кы¬ сыла, һәм аның төрле кисәкләре төрлечә хәрәкәткә килә. Мондый очракта, ягъни җисем үзенең формасын үзгәрт¬ кәндә ул деформацияләнә дип әйтәләр. 64 нче һәм 65 нче рәсемнәрдә деформацияләрнең төрле очраклары сурәтләнгән. Авырлык көче тәэсирендә такта 24. КӨЧ 53
Рәс. 66 Рәс. 67 25. АВЫРЛЫК КӨЧЕ I I I I Рәс. 68 кабарынкы (рәс. 64) яки батынкы (рәс. 65) булып дефор¬ мацияләнә. Көч — физика фәнендә төп төшенчәләрнең берсе ул. Көчнең дә, тизлекнеке кебек, юнәлеше бар. Көч төшенчәсе белән без физиканы өйрәнгәндә бик еш очрашырбыз. Башка физик зурлыклар кебек үк көч тә төрле зур¬ лыкта булырга мөмкин. Алдагы дәресләрдә без өч төрле көчне: авырлык көчен, эластиклык көчен һәм ышкылу көчен карап үтәрбез. 1. Нинди җисемгә көч куелган дип әйтә ■ алабыз? 2. Көч тәэсирендә җисемдә нинди үзгә¬ решләр булуы мөмкин? 3. Җилкәнле көймә хәрәкәт иткәндә нинди җисемнәр үзара тәэсир итешә? 4. 66 нчы рәсемдә чаңгычыны һәм 67 нче рәсемдәге парашютчыны көч куелган җисем дип әйтә алабызмы? Аларның хәрәкәтләре нинди булуын тасвирлап бирегез. Горизонталь урнаштырылган улактагы шарны тәгәрә¬ теп җибәрик. Шар улактан соң аска төшеп китә. Моның сәбәбе нәрсәдә? Шарның тизлеге үзгәрүгә нәрсә сәбәпче? Теләсә нинди ыргытылган яки кулдан ычкындырган әйбер Җиргә төшә (рәс. 68). Хәтта өскә таба ыргытылган әйбер дә кире Җиргә төшә. Әлеге җисемнәрнең тизлекләре икенче бер җисем — Җир тәэсирендә үзгәрә. Димәк, барлык җисемнәр дә Җиргә тартыла. Җир барлык җисемгә дә тәэсир итә. Бу тәэсир итү Җирнең тартуы белән аңлатыла. Җир тирәсендә әйләнеп йөрүче иярченнәр дә Җиргә тартылалар — читкә китмиләр. Җир Айны да, Кояшны да үзенә тартып тора. Әлбәттә, алар да Җирне үзләренә тарталар. Галәмдәге барлык җисемнәрнең үзара тартылу күренешен бөтендөнья тартылу дип атыйлар. Тартылу көче тәэсир итешүче җисемнәрнең массала¬ рына һәм алар арасындагы ераклыкка бәйле: зур массалы 54
җисемнәр арасында тартылу көче дә зуррак була, ара ераклыклары артканда, киресенчә, тартылу көче кими. Җирнең җисемне үзенә тарту көче авырлык көче дип атала. Авырлык көче җисемгә куела, һәм ул көч һәрвакыт Җирнең үзәгенә юнәлгән була. Тормышта кулланыла торган вертикаль асма (төзелешләрдә корылмаларның вертикаль булуын тикшерү коралы) авырлык көченең юнәлешен күрсәтә. 1. Җирнең тарту көче белән аңлатылган 3. Җир өстендә урнашкан шарның авыр- күренешләрне санап чыгыгыз. лык көченең юнәлешен күрсәтегез. 2. Нинди көчне авырлык көче дип атый- 4. 67 нче рәсемдә сурәтләнгән парашют¬ лар? чы нинди көч тәэсирендә түбән төшә? Берәр шакмакны өскә күтәреп кулдан ычкындырсак, ул өстәл өстенә төшәр (рәс. 69, а). Моның сәбәбе — шак¬ макка авырлык көче тәэсир итүендә. Шакмак өстәл өстенә төшеп җиткәч туктап кала (рәс. 69, б). Өстәл өстендәге шакмакка авырлык көче тәэ¬ сир итәме соң? Алдагы дәрестә ясаган нәтиҗәләр нигезендә шакмак өстәл өстендә булганда да, авырлык көче тәэсир итә дибез. Шулай да шакмак туктап кала. Әлеге шакмакны пружинага элеп куйыйк (рәс. 70). Шакмак авырлык көче тәэсирендә азрак аска төшә дә туктап кала (рәс. 71). Бу күренешләрнең сәбәбен шакмак өстәл өстендә яки пружинада эленеп торганда, аңа авыр¬ лык көченнән башка икенче бер көч тәэсир итүе белән аңлатып була. Ул көч авырлык көченә капма-каршы якка, 777777777777777777 Рәс. 69 Рәс. 70 26. ЭЛАСТИКЛЫК КӨЧЕ. ҖИСЕМ¬ НЕҢ АВЫРЛЫГЫ Рәс. 71 55
Рәс. 72 Рәс. 73 ягъни өскә таба юнәлгән, һәм бу көчне эластиклык көче дип атыйлар. Димәк, шакмакның хәрәкәтен өстәл өстенең яки пру¬ жинаның эластиклык көче тоткарлап кала. Ә шакмак үзенең хәрәкәтен эластиклык көче (F3JI) тәэсир итүче авырлык көченә (Г^) тигезләшкәч туктата: F3Jl = F^. Эластиклык көче хасил булуның сәбәбе шакмак куел¬ ган өслек яки пружинаның деформацияләнүе һәм алар¬ ның формасы үзгәрүе белән аңлатыла. Эластиклык көче пружинаны кысканда да хасил була. Эластиклык көченең зурлыгы ж,исемнең ничек де¬ формацияләнүенә бәйле. Әйтик, пружина күбрәк сузылса яки кысылса, хасил булган эластиклык көче дә зуррак була. Көчнең юнәлешле зурлык икәнен беләбез инде. Җи¬ сем аскуймага куелганда, аның аскуймага тәэсир итү көче 72 нче а рәсемендә күрсәтелгән. Әгәр ждсем эленеп куел¬ ган булса (мәсәлән, пружинага, бауга), ул асмага тәэсир итә (рәс. 72, б). Бу көчләрне җисемнең авырлыгы диләр. Җиргә тар¬ тылу нәтиҗәсендә җисемнең горизонталь таянычка яки вертикаль асмага тәэсир итү көче җисемнең авырлыгы дип атала. Аскуймада да, асмада да эластиклык көче хасил була. Эластиклык көче белән җисемнең авырлыгы бер- берсенә тигез. Авырлык көчен һәм җисемнең авырлыгын аера бе¬ лергә кирәк. Авырлык көче җисемнең үзенә тәэсир итә, ә җисемнең авырлыгы таянычка (рәс. 73, а) яки асмага тәэсир итә (рәс. 73, б). Q 1. Җисемнәрдә эластиклык көче хасил бу- * луга мисаллар китерегез. Ул нинди көч тәэ¬ сирендә барлыкка килә? 2. Эластиклык көче белән җисемнәрнең де¬ формациясе арасында нинди бәйләнеш бар? 3. Җисемнең авырлыгы дип нәрсәгә әйтәләр? 4. Авырлык көче белән җисемнең авыр¬ лыгы арасындагы аерманы күрсәтегез. 56
Бөтендөнья тартылу законын ачкан инглиз галиме Ньютон хөрмәтенә көч берәмлеге итеп ньютон кабул ителгән. Көч — җисемнең тизлеген үзгәртүче сәбәп ул. 1 н ь ю т о н (Н) көч 1 с эчендә 1 кг массалы җисемнең тизлеген 1 у ка үзгәртә ала. 1 Н көчнең санча кыйммәте gig кг (якынча 102 г) массалы җисемгә тәэсир итүче авырлык көченә тигез. Икенче төрле әйткәндә, 1 кг мас¬ салы җисемгә 9,8 Н зурлыгындагы авырлык көче тәэсир итә. Массасы 1 кг булган җисемгә 1 кг*9,8^; га тигез булган көч тәэсир итә. Массасы 2 кг булган җисемгә 2 кг*9,8^га тигез булган көч тәэсир итә. Массасы т кг булган җисемгә т кг«9,8^га тигез булган көч тәэсир итә. Димәк, авырлык көчен F = ?пкг*9,8^ формуласы белән исәпләргә була икән. Таянычта горизонталь урнашкан хәрәкәтсез җисемнең авырлык көче F ка тигез булган зурлыкның санча кыйм¬ мәте шул җисемнең авырлыгы Рны күрсәтә. Авырлык та шул ук формула белән исәпләнә: Р = 9,8кг. КГ тт о 9,8 — ны g хәрефе белән тамгалыйлар. КГ F = gm яки Р = gm Бу формулаларны кулланганда җисемнең массасы килограммнарда күрсәтелә. Гадәттә түгәрәкләп, g = Ю — дип алына. 27. КӨЧ БЕРӘМЛЕКЛӘРЕ Ньютон Исаак (1643—1727) — инглиз физигы һәм математигы. Җи¬ семнәр хәрәкәтенең төп законнарын, бө¬ тендөнья тартылу законын, яктылык үзлекләрен ача һәм өйрәнә. F = gm Р = gm Пружинаны вертикаль торышта беркетик һәм аның 28. ДИНАМОМЕТР торышын ук белән билгеләп куйыйк (рәс. 74). Пружина¬ ның ыргагына төрле массадагы герләр элсәк, нәрсә кү¬ рербез? Пружинага эленгән герләрнең массасы арткан саен пружинаның сузылуы да шулкадәр үк арта. Җисемнең 57
О кг 1 кг 4 кг Рас. 74 Рас. 75 массасы белән авырлыгы арасындагы бәйләнеш безгә билгеле. Димәк, металл пружина ярдәмендә җисемнәрнең авырлыгын, көчләрне үлчәп була икән. Андый прибор¬ ларны динамометр дип атыйлар (грекчадан: динамис — көч, метрео — үлчим). Динамометрның төп өлеше корыч пружинадан гыйбарәт. Көчне үлчәгәндә, аны пружинаның эластиклык көче белән чагыштыралар. Динамометрлар күптөрле була. 75 нче рәсемдә иң гади динамометр сурәтләнә. Ак кәгазь ябыштырылган такта кисәгенә пружина беркетелгән, аның аскы очы ыргаклы чыбыктан гыйбарәт. Чыбыкның югарыгы өлешенә күр¬ сәткеч ук беркетелгән. Пружина сузылганчы кәгазьдә пружина угының торышын билгеләп куялар. Бу — нуль бүлемтеге. Аннары ыргакка кг, ягъни 102 г массалы йөк асалар. Бу йөккә 1 Н көч тәэсир итә. 1 Н көч тәэси¬ рендә пружина сузыла, һәм күрсәткеч ук аска төшеп туктый. Укның торышын кәгазьдә билгеләп, бу билге янына 1 цифрын язып куялар. Аннары 204 г һәм 306 г массалы йөкләр ярдәмендә пружинаның эластиклык кө¬ ченең яңа кыйммәтләрен табалар: 2 Н, 3 Н һ. б. Ньютонның унынчы өлешләрен үлчәргә мөмкинлек бирә торган бүлемтекләрне дә билгеләргә була. Аның өчен 0 һәм 1; 1 һәм 2; 2 һәм 3 һ. б. ике билге арасын 10 тигез өлешкә бүләргә кирәк. Динамометрны бүлемләү — при- 58
борга шкала кую дигән сүз. Мондый динамометр белән зур булмаган теләсә нинди көчне үлчәргә мөмкин. Зур көчләрне башка типтагы динамометрлар белән үлчиләр (рәс. 76). Кул бармакларындагы мускуллар кө¬ чен үлчәү өчен кул динамометры — көч үлчәгеч кулла¬ ныла (рәс. 77). Тракторның тарту көчен үлчәү өчен дә махсус динамометрдан файдаланалар (рәс. 78). Мондый динамометрлар ярдәмендә берничә дистә мең ньютон кадәр көчләрне үлчәргә мөмкин. Рәс. 76 Рәс. 77 1. Динамометрның эшләү принцибы нәрсәгә нигезләнгән? 2. Көянтәле үлчәү һәм пружиналы ди¬ намометр Җирнең төрле урынында бер үк кыйммәтне күрсәтәләрме? 3. Көч үлчәгеч динамометрның эшләү прин¬ цибын аңлатып бирегез. Рәс. 78 59
29. КӨЧ — ВЕК¬ ТОР ЗУРЛЫК Рәс. 79 Көч тәэсирендә җисемнәрнең яки аларның аерым өлешләренең тизлеге үзгәрүе безгә билгеле инде. Көч тәэсирендә җисемнәр деформацияләнә яки аларның фор¬ малары үзгәрә. Пружинаның аскы элмәгенә йөк элсәк, пружина су¬ зыла, деформацияләнә (рәс. 79). Пружинаның аскы өле¬ шен өстәлгә беркетеп өстенә йөк куйсак, пружина кысыла (рәс. 80). Көч тәэсирендә җисем сузылырга яки кысы¬ лырга мөмкин. Горизонталь юнәлештә урнаштырылган пружинага уклар юнәлешендә тәэсир итеп тә пружинада кысылу яки сузылу деформациясе булдыра алабыз (рәс. 81). Көчнең юнәлешенә бәйле рәвештә аның җисемгә тәэсиренең нәтиҗәсе дә төрлечә була. Димәк, көч — юнәлешле зурлык. Санча кыйммәтеннән тыш юнәлеше дә булган андый зурлыкларны вектор зурлыклар дип атый¬ лар. Без көчне F хәрефе белән билгеләгән идек. Хәреф өстенә ук куйсак (F ) вектор зурлыкны күрсәткән булыр¬ быз. F хәрефен уксыз гына язсак, ул көчнең санча кыйм¬ мәтен (модулен) генә күрсәтер. Көчнең тәэсире шулай ук аның куелу ноктасына да бәйләнгән. Ишекнең тоткасына игътибар итсәк (рәс. 82), ул тупсадан мөмкин кадәр ераграк урнашкан булуын күрәбез. Ишекнең тупсасына якынрак урыннан этеп ишекне ачып карасак, тоткадан тотып этеп ачуга кара¬ ганда моны эшләү шактый кыен булуын ачыклыйбыз. Рәс. 80 60
Рәс. 81 Китерелгән мисаллардан чыгып, шундый нәтиҗә ясар¬ га мөмкин: көчнең җисемгә ясаган тәэсире аның модуленә, юнәлешенә һәм куелу ноктасына бәйле. Сызымда көчне очында угы булган туры кисемтәсе белән күрсәтәләр (рәс. 83). Укның юнәлеше көч юнәле¬ шен күрсәтә. Кисемтәнең башланган ноктасы А көченең куелу ноктасы була. Кисемтәнең озынлыгы билгеле бер масштабта шартлы рәвештә көчнең модулен күрсәтә. Мәсәлән, 1 Н көчне 0,5 см озынлыктагы кисемтә белән сурәтләргә килешсәк, 5 Н көчне күрсәтү өчен, 2,5 см озынлыктагы кисемтә сызарга кирәк. Рәс. 82 Рәс. 83 1. Нинди зурлыкларны вектор зурлык диләр? 2. Көчнең җисемгә тәэсире нәрсәләргә бәйле? 3. Җисем авырлыгының һәм авыр¬ лык көченең векторларын сызып күр¬ сәтегез. 4. Көчне ни өчен вектор зурлык дибез? Тормышта очрый торган күренешләрнең күбесендә җисемгә берьюлы берничә көч тәэсир итә. Мәсәлән, йөзеп баручы суднога аның двигателенең тарту көче, авырлык көче, суның этәреп чыгару көче һәм суның каршылык көче тәэсир итә. Шулай булса да судно бер генә юнә¬ лештә — алга таба хәрәкәт итә. Пружинага эленгән җисемгә дә ике көч тәэсир итә: авырлык көче һәм пружинаның эластиклык көче. Тик бу очракта ике көч тәэсир итүгә дә карамастан, җисем хәрәкәтсез тора (рәс. 71). Әлеге һәр ике очракта да җисемгә тәэсир итүче көчләр кушылалар. Көчләрне кушу — җисемгә куелган берничә көчне аларның гомуми тәэсиренә тигез булган бер көч белән алыштыру дигән сүз ул. 30. КӨЧЛӘРНЕ КУШУ. БЕРДӘЙ ТӘЭСИР ИТҮЧЕ КӨЧ 61
Рас. 84 Җисемгә берьюлы берничә көч ясаган гомуми тәэсирне алыштыручы бер көч бердәй тәэсир итүче көч дип атала. Җисемгә тәэсир итүче көчләр төрле юнәлештә булыр¬ га мөмкин. Крылов мәсәлендә арбага тәэсир итүче аккош, чуртан һәм кысланы хәтерлисездер: берсе өскә, икенчесе суга, ә өченчесе ярга тарта (рәс. 84). Нәтиҗәдә арба уры¬ ныннан кузгалмыйча тора. Бу мәсәл мисалында бердәй тәэсир итүче көч нульгә тигез. Без 7 нче сыйныф физика курсында көчләр кушуның иң гади очрагын гына өйрәнәбез. Бу — бер туры буенча юнәлгән ике көчне кушу очрагы. Пружинага 1 Н һәм 2 Н авырлыгындагы ике йөк элеп куйыйк. Пружинаның никадәр сузылганын билгелә¬ гәннән соң әлеге ике йөкне 3 Н авырлыгындагы бер йөк белән алыштырыйк. Пружинаның сузылуы нәкъ менә элеккечә булуын күрербез. Шулай итеп, ике көчне бер көч белән алыштырсак та, аның пружинага ясаган тәэсире ике көч берьюлы ясаган тәэсир белән бердәй. Шундый нәтиҗә ясыйбыз: бер туры буенча бер үк юнәлештәге көчләрнең бердәй тәэсир итүчесе ул көчләр¬ нең суммасына тигез һәм шул ук юнәлештә була. Бердәй тәэсир итүче көчнең модулен R хәрефе белән, тәэсир итүче көчләр модульләрен F, һәм F2 хәрефләре белән билгеләсәк, әлеге нәтиҗәне түбәндәге формула рә¬ вешендә язып була: R = Fr + F2. Рас. 85 62
Әйтелгәннәрне раслаучы тагын бер тәҗрибәне карап үтик. Ул 86 нчы а рәсемендә сурәтләнгән. Динамометрга бер үк юнәлештә — вертикаль рәвештә аска юнәлгән 5 Н һәм 2 Н га тигез ике көч белән тәэсир итсәк, бу көчләрнең бердәй тәэсир итүчесе 7 Н га тигез булуын күрербез. 85 нче һәм 86 нчы а рәсеменнән күренгәнчә, җисемгә туры сызык буенча бер үк юнәлештә тәэсир итүче ике көчнең бердәй тәэсир итүчесе бу көчләрнең модуленә бәйле һәм ул көчләрнең куелу ноктасына бәйле түгел. Көчләр бер туры буенча капма-каршы якка юнәлгән¬ дә ни булуын карап үтик. 86 нчы б рәсемендә җисемгә — динамометрга — верти¬ каль рәвештә аска юнәлгән 2 Н га тигез көч һәм капма- каршы юнәлештә, вертикаль рәвештә өскә таба юнәлгән 5 Н га тигез икенче көч тәэсир итү очрагы сурәтләнгән. Ул вакытта динамометр 3 Н көч күрсәтер. Бу көч 2 Н һәм 5 Н га тигез булган һәм капма-каршы якка юнәлгән ике көчнең бердәй тәэсир итүчесе була. 86 нчы а һәм б рәсемнәренә янәдән бер тапкыр игъти¬ бар итик. Бу рәсемдә сурәтләнгән ике очракта динамометр укларының төрле якка тайпылуын күрәбез. Димәк, бер туры буенча капма-каршы якка юнәлгән ике көчнең бердәй тәэсир итүчесенең модуле бу көчләр¬ нең модульләре аермасына тигез һәм зуррак көч ягына юнәлгән була. (рәс. 87) Җисемгә куелган көчләр тигез һәм капма-каршы юнә¬ лештә булганда, аларның бердәй тәэсир итүчесе нулъгә тигез була. Әйтик, 86 нчы рәсемдә һәр ике юнәлештә тәэсир итүче көч 2 шәр Н булса, динамометрның угы нульне билгеләүче бүлемтекне күрсәтер иде. Бу инде ике көчнең бердәй тәэсир итүчесе нульгә тигез дигәнне аң¬ лата: 2 Н - 2 Н = 0. 7? = F2-Fr Рәс. 86 Рәс. 87 Q 1. Бүлмәнең идәнендә басып торганда, * сезгә нинди көчләр тәэсир итә? Ул көч¬ ләрнең бердәй тәэсир итүчесе турында нәрсә әйтә аласыз? 2. Бердәй тәэсир итүче көчне табу ни өчен кирәк? 3. Хәрәкәтсез торган җисемгә үзара тигез һәм капма-каршы якка юнәл- 63
гән ике көч тәэсир итә. Бу вакытта җисем хәрәкәтләнә башлармы? Нинди юнәлештә? 4. Турысызыклы тигез хәрәкәт итүче җисемгә үзара тигез һәм юнәлешлә¬ ре капма-каршы булган ике көч тәэ¬ сир итсә, җисемнең хәрәкәте ничек үз¬ гәрер? 31. ЫШКЫЛУ. ЫШКЫЛУ КӨЧЕ Табигатьтә еш очрый торган авырлык көче белән эластиклык көченең нинди көчләр булуын, ул көчләр нинди сәбәпләр нәтиҗәсендә барлыкка килүен дә без белә¬ без инде. Алга таба шундый күренешне күз алдына китерик: велосипедта йөргәндә, билгеле бер тизлек алгач, педальне әйләндерүдән туктатсак та, хәрәкәт дәвам итә. Алган тизлеКнң югалтмыйча, озак итеп бара алабызмы? Кыз¬ ганычка каршы, тизлек кими башлый һәм, озак та үтми, велосипед туктый. Таудан шуып төшкән чаңгычының да тизлеге тигез юлда кими. Моның сәбәбе нәрсәдә? Җисем ни өчен «үзе туктый»? Җисемнең тизлеге, аңа икенче җисем тәэсир иткәндә, үзгәргәнен дә беләбез. Ә бу очракта велосипедка яки тупка нинди җисем тәэсир итә соң? Икенче җисем — велосипед хәрәкәт итә торган өслек. Хәрәкәтләнүче җисемнең тиз¬ леге әлеге өслеккә ышкылу, дөресрәге ышкылу көче тәэси¬ рендә үзгәрә. Бер җисем икенче җисем өслегеннән хәрәкәт иткәндә барлыкка килгән һәм, хәрәкәт итүче җисемгә куелып, хәрәкәткә каршы юнәлгән көчне ышкылу көче дип атый¬ лар (рәс. 88). Рәс. 88 64
Рәс. 89 Ышкылу җисем өслекләренең кытыршылыгы — ти¬ гезсезлеге белән аңлатыла. Өслекнең кытыршылыгы күбрәк булса, тоткарлау, ягъни ышкылу көче дә зуррак була. Велосипедның тизлеге, тигезсез җир өстеннән бар¬ ганда, тиз арада кими, ә асфальт юлда ул озаграк бара. Ышкылу бик шома җисемнәр арасында да күзәтелә. Бу очракта ышкылу көче ышкылучы җисемнәрнең моле¬ кулалары арасындагы тартылу көче белән аңлатыла. Иң гади очракта ышкылу көчен динамометр ярдәмендә үлчәп була (рәс. 89). Q 1. Сезгә билгеле булган нинди күзәтүләр 2. Нинди көчне ышкылу көче дип атыйлар? ышкылу көче барлыгын күрсәтәләр? 3. Ышкылуның сәбәпләре нәрсәдә? Ышкылучы җисемнәр бер-берсенә төрлечә тәэсир итә¬ ләр. Шуңа бәйле рәвештә ышкылу берничә төрле була. Бер җисем икенче җисем өстеннән шуганда хасил булган ышкылуны шугандагы ышкылу көче диләр. Шугандагы ышкылу чаңгы яки чана шуганда, ышкы белән агач ышкылаганда, пычкы белән агач кискәндә һ. б. очракларда хасил була. Ышкылуның тагын бер төре — тәгәрәгәндәге ышкылу. Автомобиль, велосипед, арба хәрәкәт иткәндә, аларның тәгәрмәчләре җир өстеннән тәгәрәп бара. Бер караганда тәгәрәгәндә ышкылу юк кебек, ләкин ышкылу тәгәрәгәндә дә була. Билгеле, ул шугандагыга караганда күпкә азрак (рәс. 90). Җисем хәрәкәтсез икенче бер җисем өстендә торганда ышкылу көче булырмы? Әгәр тик торучы җисемгә аны хәрәкәткә китерергә омтылучы көч тәэсир итсә, ышкылу көче туа. Мондый ышкылуны тикторыштагы ышкылу дип атыйлар. 32. ЫШКЫЛУ ТӨРЛӘРЕ Рәс. 90 5 К 7/79 65
Рас. 91 Рас. 92 б) Рас. 93 Авыш яссылыктагы тартманың хәрәкәтсез торуы, шуып төшмәве нәкъ менә шушы ышкылу нәтиҗәсендә була. Тикторыштагы ышкылу теләсә нинди әйберне: өстәлне, шкафны, машинаны урыныннан кузгатканда күзәтелә. Йөргән чакта аяк табанының җиргә орынып торган урынында да тикторыштагы ышкылу барлыкка килә (рәс. 91). Без өч төрле ышкылуны карап киттек: тикторыш¬ тагы, шугандагы һәм тәгәрәгәндәге ышкылу. Ышкылу вакытында хасил булган тикторыштагы, шугандагы, тәгәрәгәндәге ышкылу көчләре арасында нинди уртак¬ лык бар? Аларның уртаклыгы — ышкылу көче һәрвакыт авыр¬ лык көченә, орынган өслекләрнең материалына, өслек¬ нең тигезлегенә бәйле булуында. Ышкылу көчен киметү өчен, кайбер очракларда авыр әйберләрнең астына тәгәрәгеч куялар (рәс. 92). Бу очракта шугандагы ышкылу тәгәрәгәндәге ышкылу белән алыш- тырыла. Йөк авырлыгы үзгәрмәсә дә, тәгәрәгәндәге ыш¬ кылу көче шугандагы ышкылу көченә караганда шактый кимрәк булуы безгә билгеле. Тәгәрмәчләрдә торган кәнә¬ фине яки өстәлне авыштыру ничек җиңел булуын да исегезгә төшерик. Ышкылу көчен киметү өчен, күп очракларда шарлы яки роликлы подшипниклар кулланалар (рәс. 93). Алар- да да шугандагы ышкылу тәгәрәгәндәге ышкылу белән алыштырыла. Техникада подшипник кулланылмаган ма¬ шина юк диярлек. 66
Ышкылуны арттыру юлларын да карап китик. Бик тайгак урыннарга ком сибәләр. Ком сипкәч, аяк киеме табаны белән җир арасында яки автомобиль тәгәрмәче белән җир арасында кытыршылык хасил була — ышкылу көче арта. Ышкылу өслекләренең тигезсезлеген — ышкылуны арттыру өчен, кыш көне кия торган аяк киеме табаннарын сырлы итеп ясыйлар. Автомобиль шиннарындагы сыр¬ ларны (рәс. 94) да күргәнегез бар. Авыл җирләрендә, юллар бик тайгак булганда, машина көпчәкләренә чыл¬ быр да кидерәләр. Болар барысы да ышкылу көчен нык арттыралар. Рәс. 94 9 1. Сез ышкылуның нинди төрләрен беләсез? 3. Тормышта һәм техникада ышкылу 2. Төрле ышкылуларда уртаклык бармы көче кулланыламы? Мисаллар китерегез, һәм ул нидән гыйбарәт? Табигатьтә ышкылу күренеше файдалымы әллә за¬ рарлымы, сез ничек уйлыйсыз? Ышкылу көче аз булган саен, чаңгыда йөрү җиңелрәк булыр иде. Өйдә шкаф кебек әйберләрне күчергәндә ыш¬ кылу көче эшне авырлаштыра. Димәк, әлеге очракларда ышкылуның бернинди файдасы юк, ә бәлки зарары гына күзәтелә. Тайгак юлдан йөрүе бик читен булуын беләбез. Аяк таюның сәбәбе — ышкылуның аз булуы. Ышкылу бик нык кимегәндә, тайгак юлда автомобильнең тәгәрмәчләре бер урында әйләнеп тора. Бу очракларда ышкылу көчен файдалы дип кенә әйтү аз булыр, ә бәлки аның бик ки¬ рәкле, зарур күренеш булуына инанабыз. Ышкылу бул- маса, без кулыбыз белән әйбер дә тотып тора алмас идек. Шулай итеп, ышкылу күренеше кайбер очракларда зарарлы, ә кайберләрендә файдалы күренеш икән. Шул сәбәпле беренче очракта, зарарлы булганда, ыш¬ кылуны киметәләр, ә файдалы булган очракларда, ышкы¬ луны арттыралар. Аны ничек киметеп яки арттырып булуын яхшы белсәгез дә, кайберләрен искә төшерик. Чаңгы кар өстендә яхшы шусын өчен, без аны майлый¬ быз. Майлаган очракта ышкылучы өслекләрнең тигезсез¬ леге хәрәкәткә азрак каршылык күрсәтә. Машиналарның 33. ТАБИГАТЬТӘ ЬӘМ ТЕХНИКАДА ЫШКЫЛУ Рәс. 95 5* 67
Рәс. 96 Д5 нче күнегү ышкылучы өслекләре ашалып эштән чыкмасын өчен, аларны да майлыйлар (рәс. 95). Майлау нәтиҗәсендә ышкылу көче уннарча тапкыр кими. Үсемлек һәм хайваннар дөньясында да ышкылуның әһәмияте бик зур. Төрле әйберләргә тотыну, үрмәләү, эләктерү өчен үсемлекләрдә — мыекчалар, хайваннарда төрле тырнаклар була (рәс. 96). Q 1. Ышкылу көчен барлыкка китергән сә- * бәпләрне санап чыгыгыз. 2. Өслекләрне майлаганда ышкылу көче ни өчен кими? 3. Шома пыялаларны берсе өстеннән икен¬ чесен шудыру авыр, ә кытыршы пыялалар җиңелрәк шудырыла. Моны ничек аңла¬ тырга? 4. Тәгәрәгәндәге ышкылу шугандагы ыш¬ кылудан азрак. Кардан бер үк авырлык¬ тагы чана яки арба тартып барырга кирәк булса, кайсысы җиңелрәк булыр? Ни өчен? 1. Нинди очракта җисемгә көч тәэсир итте диләр? 2. Җисемнең авырлыгы белән аңа тәэ¬ сир итүче авырлык көче арасындагы охшашлыкларны һәм аермалыкларны әйтеп бирегез. 3. 5 кг һәм 500 г массалы җисемнәр¬ нең авырлыкларын исәпләгез. 4. К-700 тракторы эшләгәндә тарту кө¬ чен 60 000 Н га кадәр җиткерә ала. Бу көчне графикта күрсәтегез. Масштабны үзегез сайлагыз. 5. Җисемгә капма-каршы юнәлештә 15 Н һәм 20 Н зурлыктагы ике көч тәэсир итә. Бу көчләрне графикта күр¬ сәтегез. Аларның бердәй тәэсир итүче¬ сен табыгыз. 6. Кеше, тигез хәрәкәт итеп, парашют белән җиргә төшә (рәс. 67). Кешенең парашюты белән бергә авырлык көче 800 Н. Наваның каршылык көче нәр¬ сәгә тигез? 7. Ышкылу көче җисемнең авырлы¬ гына бәйлелеген ничек тикшереп була? 8. Тактага акбур белән сызганда ни өчен эз кала? 9. Пычкының тешләрен ни өчен аера¬ лар, ягъни аның янәшә тешләрен кап¬ ма-каршы якка каералар? 10. Медицина энәләрен ни өчен көзге¬ дәй ялтыраганчы шомарталар? 11. Арба белән текә таудан төшкәндә, кайвакыт бер тәгәрмәчне бау белән әй¬ ләнмәслек итеп бәйлиләр. Ни өчен? 12. Ышкылуны киметү алымнарын санап чыгыгыз, нәтиҗәсен таблицага языгыз. Ышкылуны киметү юллары Бу алым нинди физик күренешкә нигезләнә? 1 2 3 68
КАТЫ ҖИСЕМНӘР, СЫЕКЛЫКЛАР ҺӘМ ГАЗЛАРНЫҢ БАСЫМЫ 34. Басым 35. Басымны арттыру һәм киметү ысуллары 36. Газ басымы 37. Сыеклык һәм газларның басымны күчерүләре. Пас¬ каль законы 38. Гидравлик машина. Гид¬ равлик тормоз 39. Сыеклык һәм газ эчен¬ дәге басым 40. Сыеклыкның савыт тө¬ бенә һәм стеналарына ясаган басымын исәпләү 41. Тоташкан савытлар 42. Тоташкан савытлар прин¬ цибын тормышта куллану 43. Атмосфера басымы ту¬ рында 44. Атмосфера басымын үл¬ чәү 45. Төрле биеклекләрдә атмо¬ сфера басымы 46. Манометрлар. Кан басы¬ мын үлчәү 47. Пешкәкле сыеклык на¬ сосы 48. Сыеклыкның һәм газ¬ ның үзләренә батырылган җисемгә тәэсире 49. Архимед көче 50. Җисемнәрнең йөзүе 51. Җисем матдәсенең һәм сыеклыкның тыгызлыгына бәйле рәвештә җисемнәрнең йөзүләре 52. Су транспорты 53. Һавада очу Көч төшенчәсен һәм аның төрләрен: авырлык, элас¬ тиклык һәм ышкылу көчләрен без инде беләбез. Таби¬ гатьтә очрый торган бик күп күренешләрне өйрәнгәндә, көч зурлыгына әледән-әле таянырбыз. Шундый күренешләрне карап үтик. Тирән кар өстен¬ нән чаңгы белән җиңел шуабыз (рәс. 97, а), ә чаңгыны салсак, аякларыбыз карга батып китә (рәс. 97, б). Тәгәр¬ мәчле трактор тирән кардан бара алмый. Ә шактый авыр¬ рак булган чылбырлы трактор (рәс. 98) шул ук урыннан тәгәрмәчле тракторга караганда җиңелрәк үтә. Бу күре¬ нешләрнең сәбәбен аңлыйбыз да шикелле, шулай да без аны тирәнрәк, физика фәне аңлатканча, карап китик әле. Карда бату-батмау нәрсәләргә бәйле соң? Бәлки, җи¬ семнең авырлыгына бәйледер? Алай дисәң, кеше чаңгы¬ сын салгач, аның авырлыгы артмый бит! Кеше бата торган карда шактый авыр булган трактор да батмаска мөмкин. Төп сәбәп нәрсәдә соң? Шуны искәртик: карда яки йомшак җирдә батмый торган җисемнәрнең таяну мәйданы зур. 34. БАСЫМ Рәс. 98 69
Рәс. 99 Паскаль Блез (1623—1662) — француз галиме. Ул сыеклык һәм газлар¬ ның шактый гына мөһим үзлекләрен ача һәм тикшерә. Кадаклар кагылган такта өстенә йөк куеп, аны ком салынган әрҗәгә куйсак, кызыклы күренеш күзәтергә мөмкин. Йөкле тактаны кадакларының очлы ягы белән комга куйсак (рәс. 99), ул батып китә, ә эшләпәле ягы белән куйганда, кадаклар комга бик аз гына баталар (рәс. 100). Моның сәбәбе шул ук таяну мәйданына бәйле. Моны ачыклау өчен, инде искә алынган мисалга тук¬ талыйк. Массасы 40 кг булган малай чаңгыда басып тора. Таяну мәйданы — чаңгыларның өслек мәйданы — 3000 см2. Тәэсир итүче көч F = mg. F =40 кг* 9,8— = КГ = 400 Н бөтен өслеккә тарала. Чаңгы табанының 1 см2 „ 400 Н А 1 ОО ТТ ~ мәйданына = 0,133 Н көч тәэсир итә. Ә чаңгысыз 3000см2 булса, шул ук кеше, аяк табаннарының мәйданын 300 см2 дип алсак, 1 см2 мәйданга 4^Н_ =1,ЗЗН көч белән 300 см2 тәэсир итә. Көч 10 тапкырга артыграк! Физикада бер мәйдан берәмлегенә тәэсир итүче көч¬ кә тигез булган физик зурлыкны басым дип атый¬ лар. Димәк, чаңгыда басып торучы кешенең басымы 0,133^2 = 1330^v, ә чаңгысыз булганда — 1,33 ~^ = см м см = 13300^. м2 Әлегә бу өслеккә перпендикуляр юнәлештә тәэсир итүче көчне генә карыйбыз. Шулай итеп, басым — таяну мәйданы берәмлегенә (1 м2) перпендикуляр тәэсир итүче көчкә (Н) тигез булган физик зурлык ул. Басымны табу өчен, таяну өслегенә тәэсир итүче көч¬ не шул өслек мәйданына бүләбез. - көч р бась1м = мәйдан яки Ps ’ биредә р — басым, F — өслеккә тәэсир итүче көч, S — өс¬ лек мәйданы. Димәк, басым — тәэсир итүче көчкә туры пропорциональ, ә мәйданга кире пропорциональ зур¬ лык. Басым берәмлеге француз галиме Паскаль хөрмәте¬ нә паскаль дип йөртелә (кыскача Па). 70
Шулай итеп, 1 Па = 1 В2 . М 1 Паскаль 1 м2 га туры килгән көч (Н). Басымның башка төрле берәмлекләре дә кулланыла: гектопаскаль (гПа), килопаскаль (кПа). 1 кПа = 1000 Па 1 Па = 0,001 кПа 1 гПа = 100 Па 1 Па = 0,01 гПа Рәс. 101 1. Су кошларының сазлыктан җиңел генә үтүен ничек аңлатырга? 2. Юка боздан үтәргә кирәк булганда, аның өстенә ни өчен такта салалар? А 6 нчы күнегү 1. Тырмалауның тирәнлеген арттырырга кирәк булса, нинди чаралар күрер иде¬ гез? 2. Көрәкнең формасы 101 нче рәсемдә күрсәтелгән. Казырга җиңел булсын өчен, сез аның формасын ничек итеп үзгәртер идегез? 3. Такта урындык утыру өчен каты. Так¬ талардан ясаган булсалар да, парклар- 3. Басым дип нинди зурлыкны атый¬ лар? 4. Нинди басым берәмлекләрен белә¬ сез? дагы эскәмияләр утыру өчен уңайлы. Ни өчен? 4. Чылбырлы тракторның (рәс. 98) авырлыгы 115000 Н, чылбырларының мәйданы 21875 см . Тракторның җиргә ясаган басымын табыгыз. 5. Энә очының мәйданы 0,000006 см . Энәгә 3 Н көч белән тәэсир иткәндә, ул нинди басым ясый? Тормышта һәм техникада басымның зур булуы ях¬ шымы әллә кечкенә булуымы? Бик авыр чылбырлы тракторларның җиргә ясаган басымы басып тора торган кеше басымыннан 2—3 тап¬ кырга гына артыграк. Шундый авыр тракторның басы¬ мын кеше ясаган басым белән чагыштыру һәркемгә гаҗәп тоела. Гаҗәп булса да, чынбарлыкта ул шулай. Тракторның таяну мәйданын зур итеп ясыйлар (рәс. 98). Чылбырлы тракторның таяну мәйданы хисабына аның җиргә ясаган басымы бик нык кими. Йөк автомобиленең көпчәге җиңел автомобиль көпчәгенә караганда киңрәк була. Ком чүлләрендә, сазлыклы урыннарда, карда йөри торган автомобиль шиннарын аеруча киң итеп ясыйлар (рәс. 102). Бу очракларның барысында да басымны мөм¬ кин кадәр киметәләр, чөнки басымның аз булуы файда¬ лырак. 35. БАСЫМНЫ АРТТЫРУ ҺӘМ КИМЕТҮ ЮЛЛАРЫ Рас. 102 71
Рәс. 103 Рәс. 104 Энә белән эш иткәндә дә, басымны киметү өчен, бар¬ макка уймак кияләр. Төрле инструментлар белән эшлә¬ гәндә, кулны авырттырмасын өчен, тоткалар ясап басым¬ ны киметәләр. Бу очракларның барысында да таяну өслегенең мәйданы арттырыла. Ышкылуның файдасы да, зарары да булган кебек, басымны да кирәк булганда арттыралар яки киметәләр. Мәсәлән, тәгәрмәчле тракторның туфракка булган басы¬ мын, 103 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, шактый киметеп була. Кисүче яки тишүче инструментларны һәрвакыт үткен итеп кайрыйлар һәм, шулай итеп, таяну мәйданын киметәләр. Пычак, кайчы, кискеч (рәс. 104), энә ярдәмендә кечкенә генә көч белән дә бик зур басым булдырып була. Кнопканы агачка керткәндә (рәс. 105), мәсәлән, без аңа нибары 50 Н чамасындагы көч белән тәэсир итәбез. Кноп¬ ка очының мәйданы бик кечкенә (1 мм2) булу сәбәпле, агачка ясалган басым = 50 000 кПа була. 50Н 0,000001м2 = 50000000 Па = Рәс. 105 72
Шулай итеп, бармак белән кнопка очы ясаган басым чылбырлы авыр трактор ясаган басымнан 1000 тапкырга артыграк була. 7 нче таблица Чагыштыру өчен кайбер басым зурлыклары: Кешенең җиргә ясаган басымы 17—20 кПа Атның җиргә ясаган басымы 70—80 кПа Чылбырлы авыр трактор 40—50 кПа Авыр йөк автомобиле 300—350 кПа Җиңел автомобиль тәгәрмәче 200—230 кПа Күпкатлы йорт 450 кПа Тимер юл вагоны (рельска булган басымы) 300 000 кПа 9 1. Техникада һәм көнкүрештә басымны арттыру яки киметүгә мисаллар китере¬ гез. 2. Ышкының пычагы үткен булса, эш¬ ләве җиңел, пычак тупасланса, ышкы¬ лавы авыр. Моны ничек аңлатырга? 3. Аяк киеменең табаннарын ни өчен сырлы итеп ясыйлар? Л 7 нче күнегү 1. Үсеп утырган агачларны давыл аудара, ә рәттән торган корыган агачны аудара алмый. Ни өчен? 2. Ни өчен гайка астына шайба (киң боҗра) куеп калдыралар? 3. Париждагы Эйфель манарасының авыр¬ лыгы 9 -Ю7 Н, таяну мәйданы 450 м2. Мана¬ раның җиргә ясаган басымын табыгыз. 4. Кадакның очлы башының мәйданы 0,8 мм2. Стенага Ю8 Па басым ясалсын өчен, кадакка нинди көч белән сугарга кирәк? 5. Гранит багананың күләме 6 м3, нигез мәйданы 1,5 м2. Багананың җиргә ясаган басымын табыгыз. Каты җисемнең таяну мәйданына басым ясавын алда- 36. ГАЗ БАСЫМЫ гы параграфтан белдек инде. Ә савытка тутырылган газ шул савытка басым ясыймы, ясаса, ул басым нәрсәгә бәйле икән? Каты җисемнәрдән аермалы буларак, газлар савытның күләмен тулысынча биләп торалар. Волейбол яки футбол тубының камерасына, велосипед яки автомо¬ биль көпчәге камерасына тутырылган һаваның бөтен өслеккә басым ясаганын без ачык күрәбез. Калпактагы һаваны суыртып чыгаргач, калпак асты¬ на куелган ябык камераның кабаруын һәм шар форма¬ сына керүен (рәс. 106), шул камера эчендәге һаваның 73
Рәс. 106 Рәс. 107 басым ясавыннан икәнен күрәбез. Ә бу күренешне ничек аңлатып була соң? Газ молекулалары зур тизлек белән тәртипсез рәвеш¬ тә хәрәкәт итәләр һәм савыт стенасына барып бәреләләр. Бәрелгән вакытта молекула стенадан этелә дә аннан ки¬ ре китә (рәс. 107). Аерым молекуланың стенага тәэсир итү көче, билгеле, зур түгел, ләкин газда молекулалар саны гаять зур булу сәбәпле, савытның стенасы деформа¬ цияләнә: камера кабара. Савыт стенасының 1 см2 өслегенә 1 с эчендә бәрелүләр саны егерме өч урынлы сан белән билгеләнә. Савыт стенасына молекулалар эчке яктан да, тышкы яктан да бәреләләр. Калпак эчендәге һаваны суырткач, камераның тышкы ягына бәрелүче молекулалар саны шактый кими. Ә автомобиль көпчәгендәге камера эчендә бәрелүче молекулалар саны андагы һаваның тыгызлыгы хисабына арта (аның тыгызлыгын без насос ярдәмендә арттырабыз). Нәтиҗәдә молекулаларның өзлексез бәрелүләре савыт стенасына басым ясый. Газ басымы каты җисем ясаган басымнан нык аерыла: каты җисем таяну өслегенә генә басым ясый, ә газ савыт стеналарына барлык юнәлешләрдә дә бертигез басым ясый. Волейбол, автомобиль шины камераларының тыгыз¬ лыгы бөтен урынында да бертөрле булуы шуның белән аңлатыла. Хәзер газ басымының нинди зурлыкларга бәйле бу¬ луын тикшерик. Ябык савытның күләмен киметсәк, аның эчендәге басымы арта, чөнки 1 см3 күләмдәге моле¬ кулалар саны — тыгызлык арта. Ьава тутырылган уенчык шарны кыссак, ул шартлый: шар сүрүенең эластиклык көче газ басымына каршы тора алмый. Газ тутырылган савытның күләмен арттырсак, аның басымы кими, чөнки күләм берәмлегендәге молекулалар саны, ягъни тыгызлык кими. Пешкәк урнаштырылган көпшә белән ясалган тәҗрибә дә газның басымы күләменә ничек бәйле булуын ачык күрсәтә: күләмен киметкәндә, газның басымы арта, ә күләмен арттырганда, басым кими. Димәк, газның басымы молекулаларның савыт сте¬ насына булган бәрелү санына бәйле икән. Ә бәрелү саны, 74
Рәс. 108 Рәс. 109 ягъни газ молекулаларының хәрәкәт тизлеге, шул газ¬ ның температурасына бәйле булуын без беләбез инде. Әгәр дә, газның күләмен үзгәртмичә, аны җылытсак, басымы үзгәрмәсме? Тәҗрибәләр күрсәткәнчә, ябык са¬ выттагы газны җылытканда, аның басымы арта. Моны 108 нче рәсемдә сурәтләнгән тәҗрибә исбатлый. Велосипед яки автомобиль көпчәге камералары, андагы һаваның күләме үзгәрмәсә дә, кышкы салкыннарда бушап киткәндәй була, ә эсседә, кояш яктысында камералар шактый тыгызлана. Безнең һәрберебезнең газ баллоннарын күргәнебез бар. Газ торбалар буенча килмәгән очракта, өйдәге газ пли- тәләре баллондагы газдан туендырыла. Эретеп ябыштыру өчен кулланыла торган кислород та махсус баллоннарда була (рәс. 109). Соңгы вакытта газ белән эшли торган автомобильләр, автобуслар күренә башлады. Аларда да газ баллоннары бар. Бу очракларда газларны сыекланды¬ ралар, баллонга тутырылган газның басымы зур була. Шул сәбәпле газ баллоннарын бик нык итеп корычтан эшлиләр. Газларның басымы турында яхшырак хәтерләп калу өчен, сезгә мондый схеманы тәкъдим итәбез: 75
3 нче схема Q 1. Каты, сыек җисемнәрнең һәм газ¬ ларның молекуляр төзелешендә нинди аерма бар? 2. Ни өчен газлар савыт күләмен тулы- сынча биләп торалар? 3. Эссе көнне нык итеп кабартылган велосипед камерасы кайвакытта шарт¬ лый. Моның сәбәбе нәрсәдә? 4. Камерага һава тутырганда, камера¬ ның шар формасына керүен ничек аң¬ латырга? 5. Ни өчен лимонад яки минерал су бөкеләнгән шешәдә тыныч кына тора, ә бөкесен алуга «кайный» башлый? 37. СЫЕКЛЫК ҺӘМ ГАЗЛАРНЫҢ БАСЫМНЫ КҮЧЕРҮЛӘРЕ. ПАСКАЛЬ ЗАКОНЫ Каты җисемнәрнең басымны ничек күчерүләре безгә билгеле, басым бары тик тәэсир итүче көч юнәлешендә генә күчерелә, таяну мәйданы үзгәргәндә, басым да үзгәрә. Каты җисемнәрнең молекулалары билгеле бер нокта тирәсендә генә хәрәкәт итәләр. Сыеклыкларда молекулалар бер-берсенә карата җиңел күчеп йөриләр, ә газларда молекулаларның ирекле хәрә- кәтчәнлеге тагын да ачыграк чагыла. Шул сәбәпле газ мо¬ лекулалары барлык юнәлешләрдә дә хәрәкәт итәләр. Нәтиҗәдә басым газ тутырылган савытның теләсә кайсы ноктасында бердәй була. Әгәр дә савытка тышкы яктан берәр көч тәэсир итсә, ягъни басым ясаса, савыт эчендәге сыеклык яки газ ул басымны ничек күчерер? Сыеклыклар һәм газлар басымны ничек күчерә дигән сорауга француз галиме Паскаль җавап биргән. Ул ясаган 76
тәҗрибәләр сыеклыкка (газга) ясалган басым шул сыек¬ лыкның (газның) һәр ноктасына үзгәрешсез күчерелә икәнен күрсәткән. Бу раслау Паскаль законы дип атала. Түбәндәге тәҗрибәне Паскаль законы нигезендә аңла¬ тырга мөмкин. 110 нчы рәсемдә төрле урыннарында бик вак кына тишемнәре булган шар күрсәтелгән. Аны Паскаль шары дип атыйлар. Шарга эчендә пешкәк йөри ала торган көпшә беркетелгән. Әгәр шарга төтен тутырылса, пешкәкне көпшә эченә керткәндә, шарның барлык тишемнәреннән төтен агынтылары берьюлы чыга башлар. Шулай итеп, тәҗрибә Паскаль законының газлар өчен дә дөрес булуын күрсәтә. Димәк, савыт эчендә бер урында басымны 1 Па берәмлеккә арттырсак, сыеклык яки газ¬ ның барлык урыннарында да басым 1 Па га артыр. Рас. 110 Рәс. 112 1. Газларның савыт стеналарына яса¬ ган басымын нинди тәҗрибәләр рас¬ лый? 2. Газларның яки сыеклыкларның ба¬ сымны төрле юнәлешләрдә тигез күче¬ рүен ничек аңлатырга? 3. Паскаль законы ничек әйтелә? 4. 111 нче рәсемдә сурәтләнгән хәлне Паскаль законы нигезендә аңлатып буламы? Д 8 нче күнегү 1. Ни өчен тимер юл шпалларын, туры- дан-туры каты җиргә салмыйча, ком яки вак таш өстенә салалар? 2. Ни өчен, нефтьне җир өстенә чыга¬ ру өчен, нефть алына торган катлам өстенә су кудыралар? 5.110 нчы рәсемдә шарга төтен урынына су тутырылган булса, нәрсә күзәтелер иде? 6. 112 нче рәсемдәге күренешне Паскаль законы нигезендә аңлатыгыз. 7. Яңа нефть ятмаларын эзләп тапканда нефть скважинадан фонтан булып ата. Моның сәбәбен аңлатыгыз. 8. Каты җисемнәрнең басымны көч юнә¬ лешендә генә күчерүен аңлатып бирегез. 3. Футбол тубы камерасына, авыз белән һава өреп тутырганда, берникадәр вакыт¬ тан соң һаваны өреп булмый башлый. Ни өчен? 77
38. ГИДРАВЛИК МАШИНА. ГИДРАВЛИК ТОРМОЗ Рэе. 113 Алдагы параграфта өйрәнелгән Паскаль законы, ягъни сыеклык һәм газларның үзләренә ясаган басымны бар¬ лык якка да бердәй күчерү үзлеге, тормышта киң кулла¬ ныла. Мисал өчен, техникада бик еш очрый торган гид¬ равлик машиналарны алыйк (грек сүзе «гидравликос» — сулы дигәнне аңлата, эш башкаручы җисем булып сыек¬ лык хезмәт итә). Гидравлик машиналарның берсе — сезнең күбегезгә билгеле булган гидравлик домкрат (рәс. 113). Шофер үзе генә дә кирәк вакытта авыр йөк машинасын шундый домкрат ярдәмендә җиңел күтәрә. Бу механизм ничек эшли соң? Ничек итеп аз көч белән шактый зур көч туды¬ рып була? Цилиндр диаметрлары төрлечә булган ике медицина шприцын резина көпшә ярдәмендә тоташтырсак (рәс. 114), гидравлик машинаның моделе килеп чыгар (рәс. 115). Шприцлардагы пешкәкләрнең аркылы кисем мәйданын Sj һәм S2 дип алыйк. Әгәр кече пешкәккә F1 көче тәэсир итсә, аның сыеклыкка ясаган басымы рг = гә, ә зур буенча, сыеклыкта басым бердәй пешкәк астында басым р2 = гә тигез була. Паскаль законы Рәс. 114 Рәс. 115 78
Рәс. 116 Димәк, пешкәкнең сыеклыкка тиеп торган 1 см2 мәй¬ данына тәэсир итүче көч ике пешкәктә дә бердәй була. fi F2 Р1=р2 булгач, Sg , ягъни F2 ^2 • Мәйданы зуррак булганга күрә, зур пешкәккә тәэсир итүче көч тә зуррак була. Нәтиҗәдә гидравлик машина көчтән отыш бирә: зур пешкәкнең мәйданы кечкенә пешкәк мәйданыннан ничә тапкыр зур булса, F2 көче F1 көченнән шул тапкырга зуррак була. Рәс. 117 79
Гидравлик машина принцибы гидравлик пресс эшен¬ дә дә кулланыла (рәс. 116). Гидравлик пресс ярдәмендә зур булмаган басым көче белән бик зур кысучы көч булдырыла. Автомобильләрдә (рәс. 117) гидравлик тормозлар кул¬ ланыла. Шофер тормоз педаленә басып тормоз систе¬ масындагы сыеклыкка басым ясый. Паскаль законы буенча, тормоз системасында басым арта. Сыеклык басы¬ мы тәэсирендә тормоз терәгечләре тормоз барабанна¬ рына кысыла да, машина туктый. Аякларны педальдән алгач, пружина терәгечләрне барабаннан аера. Газларның басымны күчерү үзлеге кысылган һава ярдәмендә буяу сиптерү аппаратларында, трамвай һәм троллейбус ишекләрендә кулланыла. Тимер юл вагонна¬ рында туктату краны да кысылган һава ярдәмендә эшли. Д9 нчы күнегү 1. Пешкәкне кайсы юнәлештә күчерү җиңелрәк? Ни өчен (рәс. 118)? — I Рәс. 118 2. Гидравлик пресста зур пешкәкнең мәйданы кечкенә пешкәк мәйданыннан 20 тапкырга зуррак. Кечкенә пешкәккә 200 Н көч куйсак, нинди зурлыктагы йөк күтәреп булыр? 3. Гидравлик пресстагы суны икенче төрле сыеклык (мәсәлән, глицерин) белән алыштырсак, прессның эшендә үзгәреш булырмы? 4. Гидравлик күтәрткечнең зур пеш- кәге мәйданы 420 см2. 84 Н көч тәэси¬ рендә 14 кН авырлыгындагы йөкне кү¬ тәрү өчен, күтәрткечнең кечкенә пеш- кәге мәйданы күпме булырга тиеш? 39. СЫЕКЛЫК ЬӘМ ГАЗ ЭЧЕНДӘГЕ БАСЫМ Төрле биеклектәге тишемнәре булган цилиндрга су сал¬ сак, бик кызыклы күренеш күзәтергә мөмкин: тишек түбәнрәк булган саен, аңардан чыккан су агымы ераграк ыргытыла (рәс. 119). Моның сәбәбе нәрсәдә икән? Гидравлик машинаның эш принцибын тикшергәндә, без сыеклык авырлыгын исәпкә алмаган идек. Ә күп очракта сыеклыкның, хәтта газның да авырлыгын исәп¬ кә алырга туры килә. Әйтик, су асты эшләрендә, су асты аппаратлары, көймәләрнең ныклыгын исәпләгәндә, сыек¬ лыкның авырлыгын исәпкә алмаска мөмкин түгел. 80
Авырлык көче тәэсирендә савыттагы сыеклыкның һәр катлавы үз авырлыгы белән астагы катлауларга басым ясый. Димәк, сыеклык эчендә басым бар. Аскы тишеме юка резина элпә белән капланган пыя¬ ла көпшәгә су салсак, сыеклык эчендә басым булганлыгын ачык күрәбез (рәс. 120). Көпшәдәге су баганасының биеклеген арттырган саен, басым да арта— резина элпә күбрәк кабара. Резина элпә сузылып туктагач, шул резинаның эластиклык көче тәэсирендә көпшәдәге су тигезләнеш хәленә килә. Икенче бер зуррак савытка су салып, шул су эчендә басымның барлыгын карыйк. Аның өчен, су салынган көпшәне әлеге савытка төшереп, резин элпәнең кабарын¬ кылыгын күзәтик. Элпәнең кабарынкылыгы акрынлап кими, көпшәдәге һәм савыттагы су биеклекләре тигез¬ ләшкәч, элпә дә тигезләнә (рәс. 121). Бу инде резина элпәнең ике ягында да басымның тигез икәнен күрсәтә. Икенче төрле — янында тишеме булган көпшә белән тәҗрибә ясасак та, шундый ук күренеш кабатланыр (рәс. 122). Тәҗрибәләрдән күренгәнчә, бер үк тирәнлектә сыеклык эчендәге басым барлык юнәлештә дә бердәй була: өстән аска таба да, астан өскә таба да, шулай ук ян-якка да. Димәк, сыеклык эчендә басым бар, һәм ул тирәнлек арткан саен арта. Бердәй тирәнлектә барлык юнәлеш¬ ләрдә дә басым бертигез. Безнең ясаган нәтиҗәләребез газлар өчен дә дөрес була. Рәс. 119 Рәс. 120 Рәс. 121 Рәс. 122 81 6 К 7/79
Газларның тыгызлыгы сыеклык тыгызлыгына караганда бик күп тапкырга азрак булу сәбәпле, кысылмаган газның савыт стеналарына булган басымы гадәттә исәпкә алынмый. 1. Бер үк тирәнлектә сыеклыкның ба¬ сымы барлык юнәлешләрдә дә бертигез булуын нинди тәҗрибәләр исбатлый? 2. Басымның төрле тирәнлектә төрле икәнен нинди тәҗрибәләрдән күрергә була? 3. Пыяла көпшәгә юка стеналы резина шар беркетелгән һәм шарлы көпшәгә су салынган (рәс. 123). Шарны сулы савыт¬ ка батырсак, көпшәдәге суның биеклеге үзгәрерме? Рәс. 123 40. СЫЕКЛЫКНЫҢ САВЫТ ТӨБЕНӘ ЬӘМ СТЕНАЛАРЫ¬ НА ЯСАГАН БАСЫМЫН ИСӘПЛӘҮ Рәс. 124 Сыеклык эчендә басым булуын һәм сыеклык савыт¬ ның төбенә дә, стеналарына да басым ясавын без беләбез инде. Ә шул басымны ничек исәпләп чыгарырга була соң? Төбе 2мх4м, биеклеге 5м булган һәм су белән ту¬ тырылган турыпочмаклы савыт алыйк (рәс. 124). Басымны безгә билгеле булган юл белән: көч һәм шул көч тәэсир иткән мәйдан аша табабыз. Моның өчен Р= g формуласыннан файдаланырга мөмкин. Савыт төбенә тәэсир итүче көч шул сыеклыкның авырлыгына, ягъни авырлык көченә тигез: F = Р. Сыек¬ лыкның авырлыгын Р = mg формуласы ярдәмендә таба алабыз. Савыттагы суның массасын т = р V, ә күләмен V = Sh формулаларын кулланып табабыз. Шулай итеп, 1. Суның массасы т = р Sh; т = 1000^4? • 8м2 • 5м = м = 40 000 кг. 2. Суның авырлыгы Р = gm = 9,8 • 40000 кг = = 400000 Н. 3. Савыт төбенә ясалган басым 400 000 Н Р~ 8м2 = 50000 Па. 82
Димәк, сыеклыкның савыт төбенә ясаган басымын р _ gpsh _ , ягъни р = gph формуласы ярдәмендә исәпли алабыз. Димәк, басым бары тик ике зурлыкка: сыеклык тыгызлыгына һәм сыеклык баганасының биеклегенә генә бәйле икән. Алдан карап киткән савытка су урынына нефть салсак, басым артырмы яки кимерме? Р = gph Рәс. 125 Бирелгән: һ = 5м р = 800 Чишү: Р = gph р =9,8 £ -800^ • 5 м3 = ~ 40 000 Па ~ 40 кПа. Җавап: р ~ 40 кПа. р = ? Сыеклыкның тыгызлыгы азрак булса, сыеклык ясаган басым да кечерәк була. Соңгы формула ярдәмендә сыеклык басымын теләсә нинди тирәнлек өчен исәпли алабыз. Бер үк тирәнлектә басым барлык юнәлештә дә бертигез булганлыктан, бил¬ геле тирәнлектә сыеклыкның савыт стенасына булган басымын исәпләү бернинди дә читенлек тудырмый. Q 1. Сыеклыкның савыт төбенә һәм стена¬ ларына басым ясавына мисаллар китерегез. 2. Бассейн төбеннән су өслегенә күтәрел¬ гәндә, һава куыгының күләме ничек үз¬ гәрә? Л 10 нчы күнегү 1. Савытларның нигез мәйданнары тигез (рәс. 125), ләкин бер савыттагы су икенче савыттагысыннан 2 тапкырга күбрәк. Кай¬ сы савытның төбенә суның басымы зуррак? 2. Океанның иң тирән чоңгылының (Ма¬ риан чоңгылы) тирәнлеге 11022 м. Бу ти¬ рәнлектә суның басымын исәпләгез. 3. Дөньядагы иң биек суэтем манарасы¬ ның нигезенә суның басымы 411,6 кПа га тигез. Манараның биеклеге күпме? 3. Ни өчен самовардагы су башта тиз ага, аннары аның агышы акрынайган- нан-акрыная бара? 4.1648 елда Паскаль шаккатыргыч тәҗрибә ясаган. Ул, ныклы имән мич¬ кәгә су тутырып, аның өске капкачына 5 м озынлыгындагы тимер торба ур¬ наштырган (рәс. 126). Торбага су ту¬ тыргач (моның өчен нибары бер чүмеч су киткән), имән мичкә таралып кит¬ кән. Мичкәнең өслек мәйданы 3 м2 бул¬ са, мичкәгә ясалган басым көче күпме булыр? 6! 83
41. ТОТАШКАН САВЫТЛАР Рәс. 127 Аскы яктан резин көпшә белән тоташтырылган ике пыяла көпшәгә су салсак, көпшәләрдә суның өслеге бер үк биеклектә булуын күрербез (рәс. 127, а). Биредә төп шарт булып сыеклык баганаларының савыт төбенә ясаган басымы тигезлеге тора. Иң түбән урында резин көпшәнең аркылы кисем мәйданы савыт төбе була. Сыеклык баганалары ясаган басымның тигез булу шарты пыяла көпшәләрнең берсен төшергәндә яки күтәр¬ гән очракта да саклана, ягъни көпшәләрдәге суның өсле¬ ге бер үк биеклектә кала (рәс. 127, б). Үзара тоташтырылган савытларны тоташкан савыт¬ лар дип атыйлар. Чәйнек, лейка тоташкан савытларга мисал булып тора. Тоташкан савытлар нинди формада булуларына кара¬ мастан, алар эчендәге сыеклык бер үк биеклектә була. Тагын бер кызыклы күренеш: тоташ савытларның берсенә су, икенчесенә бензин салсак, аларның өслекләре төрле биеклектә була (рәс. 128). Рәсемдә күрсәтелгән S мәйданына булган басым ике яктан да тигез. Бу күренеш сыеклыклар ясаган басымның аларның тыгызлыгына бәйле булуы белән аңлатыла (р = gph). Әлеге S мәйданына бензин баганасы ясаган басым рг = gp1h1, ә су баганасы ясаган басым р2 = gp2h2 була (/?, — бензинның тыгызлыгы, р2 — суның тыгызлыгы). Су баганасының басымы бензин баганасы басымына тигез: Pi һ2 Р1 = Р2- Шуннан чыгып, р1һ1 = р2һ2 яки — = дип яза алабыз. Димәк, тоташкан савытларда төрле сыеклыклар булганда, аларның биеклекләре шул сыеклыкларның тыгызлыгына кире пропорциональ була. Басым бердәй булганда тоташкан савытларның бер¬ сендә сыеклыкның тыгызлыгы икенче савыттагы сыек¬ лык тыгызлыгына караганда никадәр кечерәк булса, аның биеклеге шулкадәр зуррак була. Q 1. Тоташкан савытлар дип нинди савыт- 2. Тоташкан савытларда бертөрле сыек- • лар атала? Мисаллар китерегез. лыклар ничек урнаша? Төрле сыеклыклар? 84
Идел елгасы буенча йөрүче теплоходлар күп санлы шлюзлар аркылы үтәләр (рәс. 129). Андый шлюзлар өскә менгәндә — Чабаксар, аска төшкәндә Самара шәһәре ян¬ нарында очрый. Чаллы шәһәре янында Кама елгасындагы плотинада да шлюз бар. Шлюзлар, су электр станцияләре өчен ясалган плотина аркылы судноларны үткәрү өчен, махсус эшләнә. Плотина суны тоткарлап тора, су агымы¬ ның өске ягында су түбәнге якка караганда шактый биегрәк була. Без искә алган электр станцияләрендә су биеклегенең аермасы икесендә дә 20 м чамасы. Кайбер су электр станцияләрендә ул аерма тагын да зуррак. Братск, Красноярск ГЭСларында 100 м га якын, ә Нурек ГЭСында 200 м дан да артып китә (рәс. 130). 129 нчы рәсемнән күренгәнчә, шлюз аерым камера¬ лардан тора. Ул камералар тоташкан савытларны хәтер¬ ләтә. Судно камерага кергәч, янәшә камералар арасындагы капканы ачып, алардагы суны тигезлиләр. Шул рәвешчә, судно «менә» дә, «төшә» дә. Тоташкан савытлар принцибы суүткәргечләрдә кулланы¬ ла. Шәһәрләрдә, авылларда сезнең суэтем манараларын 42. ТОТАШКАН САВЫТЛАР ПРИНЦИБЫН ТОРМЫШТА КУЛЛАНУ 85
күргәнегез бардыр. Су манарасының багы, су магистрале — торбалар, өй эчендәге торбалар — барысы да тоташкан савытлар системасын тәшкил итәләр (рәс. 131). Манара¬ дагы бак барлык йортлардан да биегрәк була. Куәтле насослар ярдәмендә манарага күтәрелгән су барлык систе¬ мада даими басым булдырып тора. Шул сәбәпле манараны суэтем манарасы дип әйтәләр дә. Йортларда торбалардагы су манарадагы су биеклегенә күтәрелергә омтыла. Үзәкләштерелгән суүткәргеч Мәскәүдә 1804 елда, Пе¬ тербургта 1861 елда төзелгән. Ә Вильнюс (Литва) шәһә¬ рендә суүткәргечне 1501 елда ук төзи башлаганнар. Болгар дәүләтендә суүткәргеч җайланмаларыннан XI гасырда ук файдаланганнар, андагы торбалар кызыл балчыктан янды¬ рып ясалган булган. Зур шәһәрләрдә, билгеле, су манаралары юк, системада су басымы насослар ярдәмендә булдырыла. Q 1.Тоташкан савытларга ике төрле сыек- • лык салынган. Беренче сыеклыкның тыгызлыгы икенчесенекеннән 2 тап- гезләнеш торышын сурәтләгез. 2. Автомат-суэчергечнең эшләү прин¬ цибын аңлатыгыз (рәс. 132). кырга зуррак. Бу сыеклыкларның ти- 86
Рәс. 132 Рас. 134 11 нче күнегү 1. 133 нче рәсемдә сурәтләнгән чәйнек¬ ләрнең кайсысына чәй күбрәк сыя? 2. Ни өчен тоташкан савытларда бериш сыеклыкларның өслеге бер үк биек¬ лектә була? 3. Тоташкан савытлар ярдәмендә сте¬ нага горизонталь сызыклар сызалар. Моны ничек башкаралар? 4. Ни өчен кухня раковинасыннан су агып китә торган торбаларны буынлы итеп ясыйлар (рәс. 134)? 5. Тоташкан савытлар ярдәмендә бил¬ гесез сыеклыкның тыгызлыгын билге¬ ләү юлын күрсәтегез. Стаканга су салып, аны кәгазь белән каплыйк. Кәгазьне кул белән тотып, стаканны каплагач, кулны алсак та, су түгелми, кәгазь стаканга «ябышып кала» (рәс. 135). Насос яки шприц белән һәрберебезнең су суыртканы бардыр. Әлеге әйберләрнең пешкәкләрен өскә таба кү¬ тәргәндә, пешкәк артыннан су да күтәрелә. Шуңа нигез¬ ләнеп, Флоренция шәһәрендә (Италия), суны югарыга күтәрү өчен, насос эшләгәннәр. Ләкин су 10 м дан да югарырак күтәрелмәгән. Насос төзек түгелдер дип, киңәш сорап Галилейга мөрәҗәгать иткәннәр. Галилей насосның төзек булуын раслаган. Безнең алда ике сорау килеп туа: беренчесе — пешкәк артыннан су күтәрелү күренешенең сәбәбе нәрсәдә, су¬ ны күтәрелергә нәрсә мәҗбүр итә? Икенчесе — ни өчен су пешкәк артыннан теләсә нинди биеклеккә күтәрелми, ә бары тик 10 м га гына күтәрелә? 43. АТМОСФЕРА БАСЫМЫ ТУРЫНДА 87
Рәс. 136 Әлеге сорауларның беренчесе сезгә география дәресе буенча билгеле булган атмосфера басымы белән аңлаты¬ ла. Сыеклыкның басымы булган кебек газларның да ба¬ сымы була. Сыеклыкның басымы аның авырлыгына бәйле (Р — gm). Газларның басымы да аларның авырлыгына бәйле. Газ тутырылган баллонны күтәреп карасагыз, газы күп булганда, ул шактый авыр була. Бу инде газның авырлыгы булуын күрсәтә. 1 м3 күләмендәге һаваның нормаль басым булганда, массасы 1,3 кг. Аны беренче тапкыр Г. Галилей үлчәгән. Аңа кадәр һаваның авыр¬ лыгы юк дип уйлаганнар. Җир тирәсендәге һава сүрүенең, ягъни җир атмосферасының, массасы 5 • Ю15 т чамасы. Димәк, Җир өслегенә, Җирдәге барлык җисемнәргә һава басым ясый. Ул басымны атмосфера басымы дип атый¬ лар. Савыттагы суга тәэсир итүче атмосфера басымы бөтен якка тигез күчерелә (рәс. 136). Суның пешкәк артыннан күтәрелү сәбәбе дә шунда: пешкәкне күтәргәндә, пешкәк астындагы һаваның басымы атмосфера басымыннан ким була, атмосфера басымы, су өстенә тәэсир итеп, суны пешкәк артыннан күтәрелергә мәҗбүр итә. Ә икенче сорау катлаулырак. Шул сәбәпле аңа җавап¬ ны да әле соңрак эзләрбез. 44. АТМОСФЕРА БАСЫМЫН ҮЛЧӘҮ Рәс. 137 Атмосфера басымы бер караганда сизелер-сизелмәс зурлык кебек. Бу безнең гаять зур һава океаны төбендә яшәргә гадәтләнүебез белән аңлатыла. Аның тагын бер сәбәбе — үзебезгә дә, теләсә нинди җисемгә дә атмосфера басымы бар яктан да тәэсир итә. Галимнәр ясаган тәҗрибәләр атмосфера басымының шактый зур булуын күрсәткәннәр. Магдебург (Германия) шәһәрендә Отто Герикс 1654 елда ике металл ярым¬ шарны бер-берсенә каплап эчендәге һавасын суыртып алган (рәс. 137). Атмосфера басымы бу ярымшарларны шулкадәр көч белән кыскан, хәтта аларны сигез пар ат та аера алмаган (рәс. 138). 88
Сыеклык баганасы ясаган басымны без шул багананың биеклеге һәм сыеклыкның тыгызлыгы аша тапкан идек (p = gph). Атмосфераның биеклеген дә, тыгызлыгын да төгәл итеп үлчәп булмый. Шул сәбәпле атмосфера ба¬ сымын башка төрле юл белән исәплиләр. Моның өчен XVII гасырда Италия галиме Торричелли ясаган тәҗри¬ бәдән файдаланалар. Торричелли 1 м лы бер башы ябык пыяла көпшә ала. Шул көпшәгә терекөмеш тутырып, ачык башы белән (терекөмешне түкмичә) терекөмеш салынган савытка кап¬ лый (рәс. 139). Бу вакытта көпшәдән берникадәр тере¬ көмеш агып чыга, һәм терекөмеш өстендә (көпшәнең ябык башында) бушлык барлыкка килә. Анда һава бер¬ ничек тә керә алмый. Көпшә белән терекөмеш салынган савыт тоташкан савыт хасил итәләр. Ләкин сыеклык баганасының биеклеге ниндидер сәбәптән тигезләнә ал¬ мый. Терекөмеш баганасын төшермичә нәрсәдер тотып тора. Ә нәрсә соң ул? Бу сорауга Торричелли дөрес җавап тапкан: терекөмеш баганасын һава басымы, атмосфера басымы тотып тора. Атмосфера басымы тәэсире белән савыттагы терекөмеш көпшә буенча өскә күтәрелергә омтыла (Паскаль законы буенча). Шул ук вакытта көпшәдәге терекөмеш үзенең авырлык көче тәэсире белән көпшәдән агып чыгарга омтыла. Димәк, атмосфера басымы көпшә эчендәге те¬ рекөмеш баганасы басымына тигез. Торричелли терекөмешле көпшәне каплаган вакытта терекөмешнең һәрвакытта билгеле бер биеклектә (760 мм) Рәс. 138 Рәс. 139 Торричелли Эван¬ джелиста (1608— 1647) — Италия га¬ лиме. Атмосфера басымын үлчәгән, физика һәм мате¬ матиканың күп кенә мәсьәләләрен тирән- тен тикшергән. 89
калганына игътибар иткән. Әлеге терекөмеш баганасының басымын исәпләп атмосфера басымын беләбез: р = gph, р = 9,8^ ЛЗбОО^у -0,76 м «101300 Па. Бу — атмосфера басымы 760 мм терекөмеш баганасы яса¬ ган басымга тигез дигән сүз. Мондый басымны нормаль атмосфера басымы дип әйтәләр. Без инде хәзер һава торышын әйткәндә, нинди басым турында сүз барганын һәм ул нормаль атмосфера басы¬ мына караганда азракмы яки күбрәкме икәнен белербез. Суның насос пешкәге артыннан күтә¬ релү сәбәбе атмосфера басымына бәй¬ ләнгән. Су баганасы ясаган басым атмосфера басымына тигезләнгәч, су пешкәк артыннан күтәрелми. Әгәр атмосфера басымы 760 мм тере¬ көмеш баганасына тигез булса, су нинди биеклеккә күтәрелгәнен исәпләп чыгарыгыз. 45. ТӨРЛЕ БИЕКЛЕКЛӘРДӘ АТМОСФЕРА БАСЫМЫ Җирнең һава сүрүе — атмосфера составына азот, кис¬ лород һәм кайбер башка газлар керә. Җир өстендә атмо¬ сфера басымы 101300 Па, ә 80 км биеклектә 1 Па чамасы. Төрле биеклекләрдә атмосфера басымының зурлыгын ка¬ рап китик. 8 нче таблица һ, м Р һ, м Р Па мм тер. баг. Па мм тер. баг. 0 101325 760,0 1000 89876 674,1 50 100720 755,5 10000 26504 198,8 100 100129 751,0 25000 2533 19 200 98925 742,0 50000 80 0,6 500 96659 725,0 80000 1 8,2-Ю3 Җир өстендә басымның иң зур икәне күренә. Сәбәбе — Җир өсте янындагы һава катлавы үзеннән югарырак булган барлык һава катлаулары белән кысыла. Шуңа күрә Җир өстеннән күтәрелә барган саен, һаваның тыгызлыгы кими. Атмосфераның аскы катлауларында һәр 12 м га күтәрелгән саен, басым 1 мм тер. баг. на кими. 90
Атмосфераның тыгызлыгы буенча биеклекне белеп була. Самолетларда, мәсәлән, биеклек үлчәгеч приборы — альтиметр — һаваның тыгызлыгы буенча биеклекне күр¬ сәтә. 9 нчы таблица һ— биеклек, м Л кг р — тыгызлык, т м3 0 1,225 1500 1,059 4000 0,819 8000 0,526 Җирнең ясалма иярченнәре ярдәмендә югарырак биеклектәге һава тыгызлыгын белгәннәр: 250 км да — 1,1 • Ю'10^ , м Рәс. 140 500 км да — 0,022 • Ю"10 . м3 1. Атмосфераның басымы булуын дә¬ лилләүче мисаллар китерегез. 2. Атмосфера басымы нинди сәбәпләр аркасында барлыкка килә? 3. Атмосфера составына кергән газ моле¬ кулалары авырлык көче тәэсирендә ни өчен Җиргә төшмиләр? 4. Савытның төбенә һәм стеналарына ясалган сыеклык басымын исәпләгән кебек, һаваның басымын исәпләп була¬ мы? Ни өчен? 5. Сулы шешәнең башын сулы савытка батырсаң (рәс. 140), шешәдән су түге¬ лерме? Ни өчен? Л 12 нче күнегү 1. Кеше тәүлек буена 14,04 кг һава сулый. Кеше бер сәгатьтә сулаган һава¬ ның күләме күпме булыр? 2. Кызыл балчыкка баткан аякны тар¬ тып чыгару ни өчен авыр? 3. Атмосфера басымы 760 мм терекөмеш баганасы булганда, һаваның өстәл өстенә тәэсир иткән басым көчен исәпләгез. 4. Медицина банкасының эшләү прин¬ цибын аңлатыгыз (рәс. 141). 5. Тамызгычның (пипетка) эшләү прин¬ цибын аңлатыгыз. 6. Биеклек арткан саен, һава тыгызлы¬ гының үзгәрүе һәм, диңгез тирәнлеге арткан саен, суның тыгызлыгы үзгәрүе арасында нинди аерма бар? 7. 750 мм тер. баг. басымын Паскаль бе¬ рәмлегендә күрсәтергә. 91
46. МАНОМЕТРЛАР. Машина көпчәге камерасындагы һаваның басымы җитәрлекме икәнен үлчәп беләләр. Күбегез аны беләсез, үлчәгәнне күргәнегез дә бар. Ул приборны манометр дип КАН БАСЫМЫН ҮЛЧӘҮ Рәс. 142 атыйлар («манос»—тыгыз түгел, сирәк, «метрео» — үлчим дигән грек сүзләреннән алынган). Манометрлар үзләренең төзелеше буенча сыеклыклы һәм металл манометрларга бүленәләр. Сыеклыклы манометрларның төзелеше дә, эшләү принцибы да 142 нче рәсемнән яхшы күренә. Ул мано¬ метр сыеклык салынган ике тармаклы пыяла көпшәдән тора. Көпшәнең тармаклары тоташкан савытларны хасил итәләр. Тармакның берсенә резина элпә белән капланган резина көпшә тоташтырылган. Резина элпәгә җиңел генә бармак белән бассак, тармакларда сыеклыкның биеклеге үзгәрә, катырак бассак күбрәк үзгәрә. Элпә белән капланган тартманы суга батырып, су ба¬ ганасының биеклеге арту белән, басымның да артуын күрәбез. Металл манометрның төзелеше 143 нче рәсемдә күр¬ сәтелгән. Бер очы ябык дуга рәвешендә бөгелгән металл көпшә басым артканда турая. Металл көпшәгә рычаг һәм тешле тәгәрмәч аркылы беркетелгән ук шкалада басым¬ ны күрсәтә. Атмосфера басымын үлчәү өчен, барометр-анероид кулланыла (рәс. 144). Аның төзелеше дә, эшләү принцибы да бик гади. 145 нче рәсемнән күренгәнчә, ул эченнән һавасы суыртылган буш тартмадан (1) тора. Басым үзгәр¬ гәндә, тартма капкачының торышы үзгәрә: басым арт¬ канда, капкач үзе беркетелгән пружиналы пластинаны (2) Рәс. 143 Рәс. 144 Рәс. 145 92
аска тарта, ә басым кимегәндә, пластина өскә күтәрелә. Пластинага тоташтырылган ук (3) басымның күпме булуын күрсәтә. Барометр-анероидлардан һава шартла¬ рын билгеләүче метеорологик күзәтүләрдә дә файда¬ ланалар. Манометрлар кешенең кан басымын үлчәү өчен дә кулланыла. Кеше организмында кан йөрү системасы гидравлик машина принцибында эшли. Йөрәк насосны алыштыра, кан тамырлары буенча канны куа. Кан та¬ мырларында басым һәрвакыт нормаль булырга тиеш (систолик кан басымы 120—125 мм тер. баг., диастолик 70—75 мм тер. баг. тирәсендә). Врачлар элек гадәттә терекөмешле манометрдан фай¬ даланалар иде (рәс. 146). Резин камерадан торган ман¬ жетны терсәктән югарырак кулга бәйлиләр дә аңа һава тутыралар. Манжет кысып кан агымын туктата. Врач манжет эченнән һаваны акрынлап чыгара. Манжеттагы һава басымы кан басымыннан кими башлау белән, врач кешедәге кан тибешен ишетә башлый. Шул басымны манометр буенча билгели. Ә манжет кан йөрешенә бөтен¬ ләй комачауламаганда, кан тибешенең тавышы ишетелми башлый. Врач бу очракта да манометрга карап басымны билгеләп ала. Ул беренче очракта систолик (максималь) кан басымын, ә икенче очракта диастолик (минималь) кан басымын билгели. 93
Кан басымын үлчәгәндә, терекөмешле, металл һәм электрон манометрлар кулланалар. 9 1. Барометр һәм манометрлар ярдә¬ мендә без нәрсәне үлчибез? 2. Барометр, манометрларның төрләре, Л 13 нче күнегү 1. Басым 760 мм тер. баг. булганда өстәл өстенә атмосфера нинди көч бе¬ лән басым ясый? Өстәл аяклары бу көчкә ничек чыдый? р, мм тер. баг. 780 770 760 750 740 1 1 1 1 1—< 1—п, көннәр 1 2 3 4 5 6 7 Рәс. 147 төзелеше һәм эшләү принцибы турын¬ да сөйләгез. 3. Барометрлар һәм манометрлар кеше тормышында нинди роль уйный? 2. Кайсы барометр атмосфера басымын төгәлрәк үлчи: сыеклыклысымы, ме¬ таллдан эшләнгәнеме? 3. Атна буе атмосфера басымын күзәтеп барыгыз һәм, шул нәтиҗәләрдән чы¬ гып, график сызыгыз (рәс. 147). 4. Су тутырылган вертикаль торбаның нигезенә урнаштырылган манометр 1400 мм тер. баг. күрсәтә. Торбадагы суның биеклеген исәпләгез. 5. Терекөмешле барометр ясаганда, аның көпшәсен тулысынча терекөмеш белән тутырмасак, ул атмосфера басы¬ мын дөрес күрсәтер идеме? 6. Басымны паскаль һәм гектопаскаль- ләрдә күрсәтегез: 745 мм тер. баг.; 770 мм тер. баг. 47. ПЕШКӘКЛЕ СЫЕКЛЫК НАСОСЫ 148 нче рәсемнән пешкәкле насосның төзелеше һәм ничек эшләве ачык күренә. Пешкәк (1) өскә күтәрелгән¬ дә, клапан (2) ачыла да пешкәк артыннан су күтәрелә. Пешкәк аска төшкәндә, клапаннарның берсе (2) ябыла, ә икенчесе (3) ачыла. Пешкәк ясаган басым тәэсирендә, кысылган су кирәк урынга җибәрелә. Пешкәкле су насосының эше шулай ук атмосфера басымы белән аңлатыла. [ j Озын итеп ясалган пешкәкле насос яр¬ дәмендә суны 10 м чамасы күтәреп була. Ә терекөмешне бары тик 0,76 м га гына күтәреп була. Ни өчен шулай? Исәпләп күрсәтегез. Рәс. 148 94
Бассейнда яки елгада су коенганда, ниндидер көчнең өскә таба эткәнен сизгәнегез бардыр. Ул аеруча суга чумган вакытта сизелә. Су астындагы ташны яки чиләк¬ тәге суны су эчендә вакытта күтәрүе авыр түгел. Өйрә¬ телгән эт бата торган кешене судан тартып чыгара ала, ә җир өстендә ул аны урыныннан да кузгата алмый. Бөкене суга батырганда, ул калкып чыга. Әлеге күренешләрнең сәбәбен аңлату бик җиңел. Суга батырылган җисемне карыйк (рәс. 149). Аның ян кыр¬ ларына булган басым көчләре үзара тигез, алар җисемне бары тик кысып кына торалар. Ә астагы һәм өстәге өслекләргә тәэсир итүче басым көчләре тигез түгел. Борысның өске өслегенә тәэсир итүче көч Fv су бага¬ насының биеклеге hv Басым рү = көч F1 = рг8. Борысның аскы өслегенә тәэсир итүче көч F2, су багана¬ сының биеклеге һ2. Басым р2 = gp2/i2; көч F2 = p2S. һ2 >һх булуы күренеп тора, шулай булгач, F2 > Fr Димәк, суга батырылган борыска Ft һәм F2 көчләре¬ нең аермасы (F2-F1) өскә таба юнәлгән бердәй тәэсир итүче көчне бирә. Әлеге бердәй тәэсир итүче көч су эчендәге борысның өскә калкып чыгуына төп сәбәпче була. Ул көчне этеп чыгаручы көч дип атыйлар. 48. СЫЕКЛЫК¬ НЫҢ ҺӘМ ГАЗ¬ НЫҢ ҮЗЛӘРЕНӘ БАТЫРЫЛГАН ҖИСЕМГӘ ТӘЭСИРЕ Су асты көймәләренең һ. б. тирәнлек чиге була. Ни өчен аларга теләсә нин¬ ди тирәнлеккә төшәргә ярамый? Q Табигатьтә сезгә билгеле булган нинди * күренешләр этеп чыгаручы көч барлы¬ гын дәлиллиләр? Р2 =Sph2 F2 = P2s Рэс. 149 95
49. СЫЕКЛЫК ЭЧЕНӘ КАТЫРЫЛГАН ҖИСЕМНЕ ЭТЕП ЧЫГАРУЧЫ КӨЧНЕҢ ЗУР¬ ЛЫГЫ. АРХИМЕД КӨЧЕ Сыеклык эченә батырылган җисемгә тәэсир итүче этеп чыгаручы көч нинди зурлыкларга бәйле булуын без инде ачыкладык. Этеп чыгаручы көч: Fgmy = F2~Fi гә тигез- Җисемгә астан һәм өске яктан тәэсир итүче F2 һәм Fj көчләрнең кыйммәтләрен F2 = p2S, Ft = ptS формула¬ лары аша табабыз: Fэтү = F2~F1~ Р2&~Р1&‘ Җисемгә астан тәэсир итүче көчнең басымы р2 = gph2, өске яктан тәэсир итүче көчнең басымы pt = gph1 була. Димәк, этеп чыгаручы көч Fgmy = p2S -p1S = gph2S - gphfi. Сыеклык баганасының биеклек аермасы (h2-ht) — җи¬ семнең биеклегенә тигез, ә җисемнең биеклеге белән өслек мәйданы (S) тапкырчыгышы аның күләменә тигез (һ • S = V) булганга күрә, Рэтү = 8РУ дип яза алабыз. pV = т, җисем күләменә тигез булган күләмдәге су массасы: тпсу = pcyV. F =Р . этү су Архимед (безнең эра¬ га кадәр 287—212 ел¬ лар) — Борынгы Гре¬ ция галиме, физик һәм математик. Ры¬ чаг кагыйдәсен анык¬ лаган һәм гидроста¬ тика законын ачкан. Нәтиҗә. Сыеклык эчендә җисемгә тәэсир итүче этеп чыгаручы көч батырылган җисем күләмендәге сыеклык авырлыгына тигез. Әлеге көчнең зурлыгын ничек исәпләргә икәнен берен¬ че булып Архимед күрсәткән. Фәндә ул законны Ар¬ химед законы дип йөртәләр. Сыеклыкка (яки газга) ба¬ тырылган җисем үзе кысып чыгарган сыеклык (яки газ) авырлыгына тигез булган көч белән өскә таба этелә: Fa = SpV. Паскаль законын өйрәнгәндә, бу законның сыеклык¬ лар һәм газлар өчен уртак булуын күргән идек. Архимед законы газлар өчен дә дөрес. Ьава шарларының өскә күтәрелүе шуның белән аңлатыла. Моны тәҗрибәләр дә раслый. Архимед законын пружинага эленгән кечкенә чиләк һәм чиләк сыешлыгына тигез булган цилиндр ярдәмендә тикшереп була (рәс. 150). 96
Цилиндрны көпшәсе биеклегендә су салынган савытка батыралар (рәс. 150, б). Савыттан беркадәрле су стаканга агып чыга, цилиндрның авырлыгы кими — пружина кыскара. Стаканга агып чыккан суның күләме цилиндр күләменә тигез була. Агып чыккан суны өстәге кеч¬ кенә чиләккә салсак, пружина элекке хәленә кайтыр (рәс. 150, е). Димәк, цилиндр үз күләмендәге суны кысып чыгарган, ә цилиндрга тәэсир итүче этеп чыгаручы көч шул суның авырлыгына тигез була. Нәтиҗә. Архимед көче җисем батырылган сыек¬ лыкның тыгызлыгына һәм шул җисемнең күләменә бәйле була. FA = Җисем тулысы белән сыеклыкка батырылган булса, Архимед көче ул җисемнең авырлыгына бәйле түгел. FA=SPeV* Күләме 0,5 м3 булган коры нарат агачы тулысы белән суга батырылган булса, ул сезне күтәреп торырмы? 1. Архимед законының тормышта кул¬ ланылуына мисаллар китерегез. 2. Сыеклыкка батырылган җисемнең җиңеләюе нәрсәләргә бәйле? 3. Сыеклыкка батырылган җисем авыр¬ лыгын югалта, диләр. Җисемнең масса¬ сы да югаламы? Ни өчен? 7 К 7/79 97
л 14 нче күнегү 1. Яр буендагы вак ташларга басып торганда, ташлар аякны авырттыра. Су эченә кергәч, без авыртуны сизмибез. Бу ни өчен шулай? 2. Сулы савытта боз йөзеп йөри. Боз эресә, савыттагы суның, биеклеге үзгә¬ рерме? 3. Күләме 115 дм3, массасы 300 кг ташны су астында күтәрү өчен, күпме көч кирәк? 4. Сулы чиләкне суда, ә буш чиләкне һавада күтәреп тору өчен, бер үк көч кирәкме? 5. Борынгы заманда яшәгән философ күн капчыкны һава тутырып та, һава¬ сын чыгарып та үлчәп караган һәм, шуннан чыгып, һаваның авырлыгы юк дигән нәтиҗә ясаган. Философның ялгышы нәрсәдә? 6. Сулы савытта эченә таш салынган стакан йөзә. Ташны стаканнан алып савытка салсак, савыттагы суның би¬ еклеге үзгәрерме? 7. 1 кг тимер авырмы әллә 1 кг ма¬ мыкмы? Ни өчен? 50. ҖИСЕМНӘРНЕҢ Безнең күбебез болайрак фикер йөртә: бөтен авыр әй- ЙӨЗҮЕ берләр суда бата, ә җиңел әйберләр йөзә. Дөрестән дә, тимер бата, ә агач йөзә. Физик тәҗрибәләрнең нәтиҗә¬ ләре бу фикер белән туры килми: корыч шар терекөмеш өстендә йөзә, агач борыс исә спиртта бата. Бәрәңге дә суда бата, шул суга күбрәк тоз салсак бәрәңге йөзеп йөри. Сыеклык салынган савытта (рәс. 151) бердәй тирән¬ лектә өч шарчык тоткарланып (кул белән яки башкача) тора, ди (рәс. 151, а). Шарчыклар төрле матдәләрдән ясалган (бөке, агач, тимер). Тотып торучы көч тәэсир итми башлагач, бу шарчыкларның берсе өскә йөзеп чыга, икенчесе бата, өченчесе шул ук тирәнлектә кала (рәс. 151, б). Димәк, җисемнәр сыеклык өстендә йөзә, бата һәм сыеклык эчендә йөзеп йөри ала икән. Әлеге очракларның шартларын ачыклыйк. Бу җисемнәрнең өчесенә дә өскә юнәлгән этеп чыга¬ ручы көч тәэсир итә. Җисемнәрнең күләмнәрен бердәй Рәс. 151 а) 98
дип алсак, аларның һәркайсына бер үк зурлыктагы этеп чыгаручы көч тәэсир итә. F13tv=F23Ty = F33TY’ Ә^этү=^РК Ул җисемнәргә тагын өстән аска юнәлгән авырлык көче дә тәэсир итә. Җисемнәрнең матдәләре, ягъни тыгызлык¬ лары төрлечә булганлыктан (бөке, агач, тимер) авырлык¬ лары да төрлечә: Р1^Р2^Р3. Бу ике көчнең (этеп чыга¬ ручы көч, авырлык көче) бердәй тәэсир итүчесе төрлечә юнәлгән була: беренче очракта ул өскә юнәлгән — җисем калкып чыга, икенче очракта аска юнәлгән — җисем бата, өченче очракта бердәй тәэсир итүче көч нульгә тигез, һәм җисем су эчендә йөзә. Кеше суда батмыйча йөзә ала. Ләкин шулай да кеше¬ ләрнең суда бату очраклары күп. Россиядә һәр ел саен 15 меңгә якын кеше суда батып үлә. Аларның яртысы диярлек мәктәп укучылары. Шуның өчен су коенганда, куркынычсызлык кагыйдәләрен бозарга ярамый. Ә бату куркынычы янаган иптәшеңә ярдәм итү кагыйдәләрен белергә кирәк. Җисемнәрнең йөзү яки бату очракларын, ягъни алар¬ ның сәбәпләрен беләбез инде. Сыеклыкка батырылган җисем ике көч — этеп чыгаручы көч һәм авырлык көче тәэсирендә калка яки бата. Этеп чыгаручы көчне яки Архимед көчен без fa=SPcV^ формуласы белән (/?с — сыеклыкның тыгызлыгы, — җисемнең күләме), ә авырлык көчен Р = gp V ав ®~җ җ формуласы белән исәплибез (р — җисемнең тыгызлыгы, — җисемнең күләме). Бу фикерләрне түбәндәге таблицадагыча системага китерик: 10 нчы таблица 51. ҖИСЕМ МАТДӘСЕНЕҢ ЬӘМ СЫЕКЛЫКНЫҢ ТЫГЫЗЛЫГЫНА БӘЙЛЕ РӘВЕШТӘ ҖИСЕМНӘРНЕҢ ЙӨЗҮЛӘРЕ Җисемнәрнең хәрәкәте Этеп чыгаручы көч Авырлык көче Нинди шарт 1. Су өстенә бөке калкып чыга 2. Тимер бата 3. Су эчендә агач йөзә •ч *Ч *4 св ҺЭ һ- II II II 2? % % я Ji. J* л Su Ч Ч Чо Чо Чо II II II Н N М а, а, а, •4*4*4 CO ЬО •—1 | II Л V /4 *4 *4 W Ю и- Pq >Рбеке Рс, < ^тимер Pc Рагач 7* 99
Нәтиҗә: 1. Әгәр авырлык көче Архимед көченнән кечерәк, ягъни PaB< Fa булса, ул вакытта җисем калкып чыга. 2. Әгәр авырлык көче Архимед көченнән зуррак, ягъни Рав > -^ав булса, Ул вакытта җисем бата. 3. Әгәр авырлык көче Архимед көченә тигез, ягъни Рав = Fa булса, ул вакытта җисем сыеклык эчендә йөзеп йөри. Сыеклык һәм җисемнең тыгызлыкларын чагышты¬ рып та шундый ук нәтиҗәгә киләбез: 1. Әгәр сыеклыкның тыгызлыгы каты җисем тыгыз¬ лыгыннан зуррак булса, җисем бу сыеклыктан өскә калкып чыга. 2. Әгәр сыеклыкның тыгызлыгы каты җисем тыгыз¬ лыгыннан азрак булса, җисем бу сыеклыкта бата. 3. Әгәр сыеклыкның тыгызлыгы каты җисем тыгыз¬ лыгына тигез булса, җисем бу сыеклык эчендә йөзеп йөри. Каты җисемнәрнең һәм сыеклыклар¬ ның тыгызлыгы таблицалары ярдә¬ мендә соңгы нәтиҗәнең һәр очрагына мисаллар китерегез. 1. Сыеклыкка батырылган җисем кай¬ сы очракта теләсә нинди тирәнлектә бата яки калкып чыга? 2. Сыеклык өслегендә йөзеп йөрүче җи- Д15 нче күнегү 1. Массасы 10 кг, күләме 2 дм3 булган җисем суда йөзәрме? 2. Ни өчен агач шакмак беренче са¬ выттагы суда йөзә, ә икенчесендә бата (рәс. 152)? 3. Айсбергның авырлыгы 9 •106Н бул¬ са, аның су эчендәге һәм судан чыгып торган күләме күпме булыр? 4. Сулы чиләктә буш кастрюль йөзеп йөри. Кастрюльне чиләктәге суга батыр¬ сак, суның биеклеге үзгәрерме? 5. Корыч шар терекөмеш өстендә йөзә. Шар өстенә су салсак, шарның терекө¬ мешкә бату тирәнлеге үзгәрерме? семгә тәэсир итүче этеп чыгару көче нәр¬ сәгә тигез? 3. Йөзүче җисемнең сыеклыкка бату ти¬ рәнлеге җисемнең тыгызлыгына бәйлеме? 6. Күләме 800 м3 булган һава шарына водород тутырганнар. Һава шарының массасы 500 кг булса, аның күтәрү көче күпмегә тигез? 7. Массасы 5000 т булган судно 15 777 м3 суны кысып чыгара. Суднога күпме йөк төялгән? 8. Сулы мензурка ярдәмендә агач кисә¬ генең тыгызлыгын исәпләү юлын күрсә¬ тегез. 100
Корыч яки тимер суда бата дигән нәтиҗәгә килдек, чөнки аларның тыгызлыгы су тыгызлыгыннан шактый зуррак (ртим = 7800 ; р = 1000 ,). Шулай булуга р м у м карамастан, Идел яки Кама өстендә су тыгызлыгына кара¬ ганда берничә тапкыр тыгызрак матдәләрдән (чуен, корыч, тимер, алюминий һ. б.) эшләнгән күпләгән суднолар йөзеп йөри. Ул гына да түгел, алар гаҗәп авыр йөкләрне, йөз¬ ләгән кешеләрне ташыйлар. «Ракета»,— мәсәлән, 64 кеше, «Метеор» — 124, ә зур теплоходлар 800 гә якын кеше утырта ала. Бу күренеш без ясаган нәтиҗәгә каршы килә түгелме? Физика фәне әлеге каршылыкны бик дөрес итеп аңла¬ тып бирә. Этеп чыгаручы көчне — Архимед көчен без сыеклыкка батырылган җисемнең күләменә бәйле дидек: Fa = gpV*. Икенче төрле әйткәндә, бу көч әлеге җисем кысрыклап чыгарган сыеклык күләменә бәйле: җисем кысрыклап чыгарган сыеклык авырлыгы шул җисемнең авырлыгыннан зуррак булса, әлеге җисем сыеклык өстен¬ дә йөзеп йөри. Димәк, җисем йөзеп йөрсен өчен, кысрыклап чыгарыл¬ ган сыеклыкның күләмен арттырырга кирәк. Судноларны (рәс. 153) шулай итеп эшлиләр дә. Судно күбрәк суны кысрыклап чыгарган саен, аның йөккүтәрүчәнлеге арта. Суны судноның су эченә батып торган өлеше кысрыклап чыгара. Шулай булса да судноның батып тору тирән¬ леге — утырыш тирәнлеге чикле була. Иң зур утырыш тирәнлеген аның тышкы корпусында кызыл сызык белән билгелиләр һәм ватерлиния (су сызыгы дигән сүз) дип атыйлар. 52. СУ ТРАНСПОРТЫ Рәс. 153 101
Судно кысрыклап чыгарган суның авырлыгын судно¬ ның сукуышы диләр. Пассажирлар йөртә торган «Ракетам¬ ның сукуышы — 25,4 т, «Метеор»ның — 53,4 т, зур судно¬ ларның 20 000 т га җитә. Судно сукуышының әһәмияте бик зур: судноның йөккүтэрүчэнлеге аның сукуышына бәйле. Сукуышыннан судноның үз авырлыгын алып ташла¬ гач, судноның йөккүтпэрүчэнлеге килеп чыга. Су транспорты — бик күп төрле йөкләрне ташу өчен, иң арзанлы транспорт. Татарстан Республикасының су байлыгы — Идел, Кама, Вятка, Ык елгалары. Алар аша йөз меңнәрчә тонна йөк ташыйлар. 53. ҺАВАДА ОЧУ Җирдән югары күтәрелеп очу турында кешеләр бик күптән хыялланганнар. Югары биеклекләрдә файдала¬ ныла торган стратостатлар шуңа мисал булып торалар (стратостат—страто—шар, һава шары дигән сүз), һава шарлары (рәс. 154) һава торышын өйрәнү өчен, фәнни һәм спорт максатларында файдаланыла. Аларның күләмнәре 100 000 м3 га җитә, күтәрү көчләре дә шактый. Сезнең дирижабльләр (рәс. 155) турында ишеткә¬ негез бардыр. Дирижабль — ул идарә ителә торган дви¬ гательле стратостат. «В-6» маркалы дирижабльнең, мәсәлән, күтәрү көче 100 000 Н га җитә. Ул 17 кешене һәм шуңа өстәп башка җиһазларны күтәрә ала. Аның өч двигателе бар, ул 90^ тизлек белән һавада очып барырга мөмкин. Ьава шарының эченә һавадан җиңел булган газ: водород яки гелий тутыралар. Нормаль басым булганда, 1 м3 водородның авырлыгы 0,9 Н, гелийның — 1,8 Н, ә һаваның — 13 Н. Димәк, 1 м3 водород тутырылган һава шарына 13 Н га тигез булган этеп чыгару көче тәэсир итә. Ул 13 Н - 0,9 Н = 12,1 Н авырлыгындагы йөкне күтәрә (үз авырлыгын да кертеп). Югарыга күтәрелгән саен, һаваның тыгызлыгы кими. Бу — инде этеп чыгару көче дә кими дигән сүз. Шуның 102
өчен һава шарларын күтәргәндә, аларны җиңеләйтәләр — йөкне (махсус капчыклардагы ком) җиргә ташлыйлар. 1. «В-6» маркалы дирижабль шактый гына йөк күтәрә, тагын 17 кеше дә утыр¬ та ала. Аның массасы 11,7 т, күләме (гелий газы тутырылган өлеше) 19 400 м3. Әлеге дирижабль нинди авыр¬ лыктагы йөк күтәрә ала? (Ьаваның ты¬ гызлыгы даими дип карарга мөмкин.) 2. Гиерон патша алтын таҗының авыр¬ лыгы һавада 20 Н, ә суда 18,75 Н дип алып, таҗ эшләнгән матдәнең тыгыз¬ лыгын табыгыз. Алтынга көмеш кенә кушылган дип исәпләп, таҗда күпме алтын, күпме көмеш булганын билге¬ ләгез. Мәсьәләне чишкәндә алтынның тыгызлыгы (түгәрәкләгәч) 20 000 , м ә көмешнең тыгызлыгы 10 000 дип м3 алыгыз. Саф алтыннан эшләнгән таҗ¬ ның күләме күпме булыр иде? 3. 10 м3 күләмле шар-зондка водород тутырылган. Әгәр шар 12 км биеклек¬ тә торса (атмосфераның тыгызлыгы Рәс. 154 0,41 ), бу шарның күтәрү көчен исәп- м / ләп чыгарыгыз (шарның күтәрелгәндәге күләм үзгәрешен исәпкә алмаска). Рәс. 155 103
МЕХАНИК ЭШ ЬӘМ ЕГӘРЛЕК. ЭНЕРГИЯ 54. Механикалаштыру. Гади механизмнар 55. Гади механизмнар ярдә¬ мендә көчне үзгәртү 56. Көч моменты 57. Механик эш. Механика¬ ның «алтын кагыйдә»се 58. Гади механизмнарда баш¬ карылган эшнең тигез¬ леге 59. Егәрлек 60. Механизмның файдалы эш коэффициенты 61. Энергия 62. Механик энергиянең төр¬ ләре. Потенциаль һәм ки¬ нетик энергия 63. Механик энергиянең бер төрдән икенче төргә әве¬ релүе. Энергиянең сак¬ лануы 54. МЕХАНИКА¬ ЛАШТЫРУ. ГАДИ МЕХАНИЗМНАР Рәс. 156 Рәс. 157 Төрле максатларда машиналарны куллану очраклары борынгы заманнан ук билгеле. Хәзерге вакытта хезмәт җитештерүчәнлеген арттыру һәм кешенең хезмәтен җи¬ ңеләйтү максатында производстводагы барлык процесс¬ ларны да механикалаштырырга омтылалар. Механика¬ лаштыруның кайсы өлкәләргә тармаклануын беләсе кил¬ гән укучыларны китапның 128 нче битендәге схема бе¬ лән танышырга чакырабыз. Өйдә кул хезмәтен алыштыручы яки җиңеләйтүче машиналарны гына күз алдына китерик: кер юу һәм тегү машиналары, тузан суыргыч һәм иттарткыч, кофе яки борыч бөртекләрен тарту тегермәне, шешә һәм консерв ачу җайланмалары, кайчы һ. б. (рәс. 156). Мәктәптә уку остаханәләре ничек механикалаш- тырылган? Теләсә кайсы инструмент төрле хезмәт опе¬ рацияләрен башкару өчен кулланыла. Аның кайберләре: чүкеч, кадак суыргыч, гайка бору ачкычы, дрель, кыстыргычлар (рәс. 157) һ. б. — кул хезмәтен җиңеләйтү өчен кулланылса, агач яки металл эшкәртү, тишү станоклары, электр дреле кебек җайланмалар кул хезмә¬ тен алыштыралар. Әйтелгән машиналар белән без һәр хезмәт дәресендә диярлек очрашабыз. Күргәнебезчә, өйдә дә, остаханәдә дә безнең хезмәтебезнең күп өлеше механикал аштырыл ган. Машина куллану, ягъни эшне механикалаштыру, һәрвакыт кул хезмәтен җиңеләйтә. Кул ярдәмендә борау белән тимер тишеп яки гайка борып карасак, кадак суырсак, моны бик яхшы сизәбез. 104
Нәрсә хисабына хезмәт җиңеләя соң, ул процесс ничек бара? Каты кәгазь алып, аны кечкенә кайчы белән кисеп карыйк. Ул авыр киселә яки бөтенләй кисеп булмый, көчебез җитми. Зур кайчы әлеге кәгазьне җиңел кисә. Каты борылган гайканы кул белән борып карыйк. Көч куйсак та, ул борылмас, көчебез җитми. Ә ачкыч белән җиңел генә борыла. Димәк, әлеге җайланмалар (кайчы, гайка ачкычы) без куйган көчне арттыралар, ягъни көчтән оталар. Башка җайланмаларны да көчтән оту өчен кул¬ ланалар. Көчне үзгәртү (арттыру яки киметү) өчен кулланыла торган җайланмаларны механизмнар дип атыйлар. Мәсә¬ лән, йөк күтәрү краны шундый механизмнарның берсе булып тора (рәс. 158). Без куллана торган инструментлар һәм башка җайланмаларны да механизмнар дип атарга мөмкин. Ул механизмнарның барысының да бер уртак¬ лыгы бар: аларның нигезендә бер үк гади механизм — рычаг тора. Рычаг — таяну ноктасында борыла ала торган каты җисем ул. 159 нчы һәм 160 нчы рәсемнәрдә йөк күтәрү өчен тимер ломны рычаг сыйфатында ничек кулланып булуы сурәтләнгән. Беренче очракта эшче ломның В очына F көче белән баса, икенчесендә исә В очын югары күтәрә. Шулай итеп, рычагка куелган көчләр таяну ноктасыннан төрле якка да, бер якка да юнәлгән булырга мөмкин. Рычагны Борынгы Египетта ук пирамидалар төзе¬ гәндә кулланганнар (рәс. 161). Рычагны бүгенге көндә дә Рәс. 158 105
f Рәс. 165 көчтән оту максаты белән тормышта киң кулланалар. Рычагның башка төрләре дә: блок, чыгыр, авыш яссылык киң кулланыла. Алар тиңдәшле рәвештә 162, 163, 164 нче рәсемнәрдә күрсәтелгән һәм барысы да гади механизм¬ нарга керәләр. Агачларны яру өчен кулланыла торган чөй (рәс. 165) белән винтлы домкрат та (рәс. 166) гади меха¬ низм булып торалар. Түбәндәге схемада рычаг төрләре күрсәтелгән: 4 нче схема a Рәс. 166 Q 1. Гади механизм дип нәрсәне атыйлар? * 2. Көнкүрештә гади механизмнарны фай¬ далануга мисаллар китерегез. 106
Гади механизм көчне ничек үзгәртә ала соң? Гади механизмнардан рычагны алыйк. Күпчелек очракта көн¬ күрештә тимер лом рычаг ролен башкара (рәс. 160, 161). Эшче лом ярдәмендә йөкне күтәрә. Моның өчен ул ломның В очына F көче белән баса, йөкнең авырлык көче Р ны җиңә. Рычаг таяну ноктасы О тирәсендә әй¬ ләнә. Хәзер 167 нче рәсемгә күз салыйк. Биредә 1г һәм 12 яптя рычагның көч иңсәләре билгеләнгән. Таяну ноктасы һәм рычагка тәэсир итә торган көч юнәлгән туры арасын¬ дагы иң кыска ара көч иңсәсе дип атала. Рычагның ике иңсәсенә дә 1 Н га тигез көч куйганда, ул тигезләнеш хәлендә торачак (рәс. 167, а). Шундый ук тигезләнешкә рычагның бер иңсәсенә ике (рәс. 167, б), өч (рәс. 167, в), биш (рәс. 167, г) тапкыр зуррак көч куйганда да ирешергә мөмкин. Шунысы кызыклы да инде: рычаг ярдәмендә билгеле бер көчне аннан зуррак яки кечерәк көч белән тигезләп була икән! Шулай итеп, әле генә карап үткән тәҗрибәдә 1 Н көч 5 Н зурлыгындагы көч белән тигезләнә. Көч иңсәләре һәм 12 гә игътибар итегез. Рәсемнәрдән күренгәнчә, төрле зурлыктагы көчләрнең тигезләнеш шарты рычаг¬ ның иңсәләренә бәйле була. Төгәлрәк итеп әйтсәк, рычаг¬ ка тәэсир итүче көчләр шул көчләрнең иңсәләренә кире пропорциональ булса, рычаг тигезләнеш хәлендә тора. Рычагка тәэсир итүче көчләр тигез булганда, Fx = F2 (рәс. 167, а), ул көчләрнең иңсәләре дә тигез була 1ү = 12. Рычагка тәэсир итүче Ft көче Р2көченнән ике тапкыр зуррак булса (F1= 2F2) (рәс. 167, б), аларның иңсәләре кире пропорциональ була (21г = 12 ). Димәк, 55. ГАДИ МЕХАНИЗМНАР ЯРДӘМЕНДӘ КӨЧНЕ ҮЗГӘРТҮ Рәс. 167 Ак f2~ һ- 3 Н көчне 1 Н көчнең тигезләп торуы да 3 Н көчнең иңсәсе 1 Н көч иңсәсенә караганда 3 тапкыр кимрәк булуы белән аңлатыла: Fx = ЗР2; 31г = 12. Fi һ Димәк, барлык очракта да , ягъни дөрестән дә 107
рычагка тәэсир итүче көчләр шул көчләрнең иңсәләренә кире пропорциональ булганда, рычаг тигезләнеш хәлендә тора. Без бик еш куллана торган инструментларда да көч¬ ләрнең иңсәләре тигез түгел икәнлеген күрәбез. 1. Көч иңсәсе дип нәрсәне атыйлар? 2. Нинди шартларда рычаг тигезләнеш хәлендә тора? 56. КӨЧ МОМЕНТЫ Алдагы параграфта тәҗрибә юлы белән рычагның F1 һ тигезләнеш хәлендә тору шартын тикшердек: rT = р. г2 ‘1 Шул ук тәҗрибәләрдән күренгәнчә, рычагның иңсәлә¬ ренә куелган көчләр рычагны теге яки бу якка борырга омтылалар. Көчләр тигез булганда, рычагның тигезләнеш торышында булуы җиңел аңлашыла. Көчләр тигез бул- маса да, рычаг тигезләнеш хәлендә тора бит! Димәк, бу очракта да рычагның иңсәләренә үзара тигез булган ниндидер зурлык тәэсир итә. Нинди зурлык соң ул? Ул физик зурлыкны көч моменты дип атыйлар. Икенче төрле итеп әйткәндә, рычаг тигезләнеш хәлендә булганда, шул рычагка тәэсир итүче көч моментлары да тигез була. Көч моменты рычаг иңсәсенә куелган көч белән шул иңсә озынлыгы тапкырчыгышына тигез була (аны М хә¬ рефе белән билгелиләр): М = FI. Рычагка куелган көч моментлары тигез булуы р = пропорциясе үзлегеннән ачык күренә: F.I, = F9l9; М. = М9. Димәк, рычагның тигезләнеш шарты шул рычагка куелган көч моментлары тигезлеге белән аңлатыла. Шу¬ ңа күрә аны көч моментлары кагыйдәсе дип йөртәләр. Ул кагыйдә түбәндәгечә әйтелә: әгәр рычагны сәгать теле йөреше уңаена боручы көч моменты, аны сәгать теле 108
йөрешенә каршы, әйләндерүче көч моментына тигез булса, шул ике көч тәэсирендә рычаг тигезләнеш хәлендә тора. Көч моменты — тормышта, техникада еш кулланыла торган физик зурлык. Күргәнебезчә, көч моменты куел¬ ган көчкә һәм шул көчнең иңсәсенә бәйле. Ишек тот¬ касын әйләнү күчәреннән — тупсалардан ераграк куярга тырышалар, ул вакытта ишек җиңелрәк ачыла. Димәк, көчнең кайда куелуына яки көчнең иңсәсенә бәйле рәвеш¬ тә көч моменты үзгәрә: тотка әйләнү күчәреннән ераграк булган саен, көч моменты зуррак була. Физик зурлык буларак, көч моменты берәмлеге итеп нәрсә кабул ителгән соң? Көч моменты берәмлеге итеп 1 м иңсәгә тәэсир итүче 1 Н көчнең моменты алына. Бу берәмлек ньютон-метр (Н • м) дип атала. Л 16 нчы күнегү 1. Ни өчен тотканы ишекнең кырыена ук куялар? 2. Таякны кул белән очларыннан тотып сындыру кыен. Әгәр дә таякның урта¬ сын берәр әйбергә терәсәк, сындыруы җиңел. Ни өчен? 3. 168 нче рәсемдә сурәтләнгән рычаг¬ ның А ноктасына һәрберсе 1 Н булган ике йөк эленгән. Рычагны тигезләнеш хәлендә тоту өчен, В очына күпме йөк асарга кирәк? 4. Рычагта төрле материалдан эшләнгән тигез күләмле, ләкин берсе икенчесеннән ике тапкырга җиңелрәк булган герләр 45 см 15 см Рәс. 168 тигезләнеш хәлендә тора. Герләрне суга батырганда, рычагның тигезлеге үзгә¬ рерме? 5. Балага һәм олы кешегә елга аркылы чыгарга кирәк: берсенә сул ярга, икен¬ чесенә уң ярга. Бәр ярда берәр такта бар, ләкин такталар елга киңлегеннән бераз гына кыскарак. Алар бер яктан икенче якка ничек күчә алырлар? Төрле инструментлар һәм машиналар белән эшләгәндә, аларны хәрәкәткә китерәләр. Кайчының кисүче йөзе, гайка ачкычы, келәшчә һ. б. хәрәкәткә киләләр. Кайчы һәм келәшчәнең аерым элементлары хәрәкәтен игътибар белән күзәтеп, ничек эшләүләрен карыйк әле. Әлеге инструментларда куелган F} һәм әверелгән F2 көч¬ ләренең нинди ноктага куелуларын карыйк (рәс. 169, а, б). Җайланмаларны хәрәкәткә китерсәк, ягъни нинди дә бул- 57. МЕХАНИК ЭШ. МЕХАНИКАНЫҢ «АЛТЫН КАГЫЙДӘ»СЕ са әйбер киссәк, көч куелган нокталарның авышуларын 109
Рас. 169 күрәбез. Әгәр дә авышу арасын (s) үлчәсәк, билгеле бер закончалык ачыла: рычаг иңсәсенең озынлыгы кыска¬ рак булган саен, андагы көч куелган нокта азрак юл үтә (Sj һәм s2 озынлыкларын чагыштырып карагыз). Әлеге закончалык теләсә нинди механизмда яки машинада күзәтелә. Рычаг ярдәмендә һ биеклегенә Р авырлыгындагы йөкне күтәрү өчен, ул рычагның икенче башына F көче куярга кирәк (рәс. 170). Нәтиҗәдә көчтән отыш алабыз, чөнки йөкне ул йөк авырлыгыннан (Р) шактый кечерәк Рәс. 170 110
булган F көче белән күтәрә алабыз. Шуны күзәтик: рычаг¬ ның F көче куелган башы s = В'С' кадәр арага авыша, s арасы һ биеклегенә караганда шактый зуррак. ОВС һәм ОВ'С' өчпочмакларының охшашлыгыннан s_ ly һ дип яза алабыз. Рычагка куелган көчләрнең мо¬ ментлары тигезлеге шарты буенча яки безнең очракта: Р In ТУ Q р Димәк, 7 = f була. Биредән беренче нәтиҗә ясый алабыз: көчтән күп¬ ме отыш алган булсак, юлдан шулкадәр оттырабыз. Соңгы пропорция Ph = Fs тигезлеген язарга мөмкинлек бирә. Моннан икенче нәтиҗәгә киләбез: көч белән юл озынлыгының тапкырчыгышы һәрвакытта даими зур¬ лык була. Бу нәтиҗәләрнең беренчесен механиканың «алтын кагыйдә»се дип атыйлар. «Алтын кагыйдә»не гамәлгә Архимед керткән. Көчтән ничә тапкыр отсак, юлдан шулкадәр тапкыр оттырабыз дигән закончалык барлык төр рычагларга, механизмнарга һәм машиналарга да кагыла. Билгеле бер механизм өчен көчнең юл озынлыгына булган тапкырчыгышы (Fs) барлык очракта да даими зурлык була. Димәк, Fs тапкырчыгышы билгеле бер механик про¬ цесс өчен характерлы зурлык була. Ул физик зурлык эш яки механик эш дип атала һәм түбәндәгечә табыла: эш = көч хюл , яки A = Fs. A = Fs Көчнең күчү озынлыгына (көч тәэсир итү юнәлешен¬ дә) тапкырчыгышы шул көчнең эше дип атала. Төрле эш вакытында хәрәкәтне тәэмин итүче маши¬ налар турында эш башкаралар дип әйтәләр. Металлны тишкәндә яки тукыманы теккән вакытта, алар ягыннан каршылык булуга карамастан, бораулау станогында һәм тегү машинасындагы электр двигательләре борауны яки энәне хәрәкәткә китерәләр. Димәк, станокның һәм тегү машинасының двигательләре эш башкаралар. Әгәр дә шул 111
ук эш кул белән әйләндерә торган машиналар белән эшләнсә, ул эшне без башкарган булабыз. Хәрәкәтне тәэмин итүче теләсә нинди җисем турында аны механик эш башкара дип әйтеп була. Механик эш башкарылсын өчен, ике шарт кирәк: көч куелу һәм үтелгән юл булуы. Көч куелып та, үтелгән юл булмаса (s = 0), эш башкарылмый (А = 0). Мәсәлән, бик тырышып өстәл өстенә кулларыгыз белән басып торасыз, ди. Өстәлгә ясалган басым көче зур булса да, хәрәкәт юк, үтелгән юл юк. Димәк, эш тә башкарылмый. Җисемгә тәэсир итүче көч булмыйча (F = 0), үтелгән юл булса да, эш башкарылмый. Мәсәлән, двигателе сүндерелгән авто¬ мобиль инерция белән хәрәкәт иткәндә, механик эш башкарылмый. Эш төшенчәсе механизмнар яки машиналарның хәрә¬ кәтләрен, эшләрен санча билгеләү өчен кирәк. Эш төшен¬ чәсе белән без үзебезнең эшне дә билгели алабыз. Эш берәмлеге итеп 1 Н көчнең 1 м юлда башкарылган эше алына. Ул берәмлекне инглиз галиме Джоуль хөр¬ мәтенә джоуль (Дж) дип атаганнар. 1 джоуль = 1 ньютон х 1 метр, яки 1 Дж = 1 Н • м. Эш берәмлеге булып шулай ук килоджоуль дә кулланыла. 1 Дж = 1 Н • 1 м 1 кДж - 1000 Дж 1 Дж = 0,001 кДж Q 1. Лифтта яки баскычтан күтәрелүче 3. Механиканың «алтын кагыйдә»се * кеше эш башкарамы? нәрсәдән гыйбарәт? Мисалларда аңла- 2. Йөк төялгән арба инерция буенча хәрә- тыгыз, кәт иткәндә эш башкарыламы? 58. ГАДИ МЕХАНИЗМНАРДА БАШКАРЫЛГАН ЭШНЕҢ ТИГЕЗЛЕГЕ Механиканың «алтын кагыйдә»се көчтән ничә тапкыр отсак, юлдан шулкадәр оттырабыз икәнлегенә ышан¬ дырды. Әлеге кагыйдә гади механизмнарга куелган һәм әверелгән көчләрнең башкарылган эшләрен бәяләргә мөмкинлек бирә. 170 нче рәсемдә күренгәнчә, куелган Fr көче белән Aj = F1s1 зурлыгындагы эш, ә әверелгән F2 көче белән 112
А2 = F2s2 кадәр эш башкарыла. «Алтын кагыйдә»дән 7) ^2 ~р^ = икәнлеге билгеле. Куелган F1 көче белән башка¬ рылган эш әверелгән F2 көче белән башкарылган эшкә тигез: ^1S1 = ^2S2’ ^1=-^2’ Димәк, без карап үткән җайланмалар эштән отыш бирмиләр икән. Кайчы, келәшчә, гайка, бору ачкычы кебек җайлан¬ малар көчне үзгәртәләр. Барлык гади механизмнар да көчне үзгәртәләр дигән нәтиҗә ясасак дөрес булырмы? Бу сорауны ачыклау өчен, башка төрле гади меха¬ низмнарның эшләү принципларын карап китик. Бары¬ бызга да яхшы таныш булган, аяк ярдәмендә хәрәкәткә китерелә торган тегү машинасында каешлы күчергеч бар (рәс. 171). Ул күчергеч астагы зур шкивтан, машинаның үзендәге кече шкивтан һәм аларны тоташтырган каештан тора. (Зур шкивны — йөртүче, кечесен иярүче дип атый¬ лар.) Эш вакытында зур шкив аяк көче ярдәмендә хәрә¬ кәткә китерелә, һәм ул билгеле бер көч белән каешка тәэсир итә, ә каеш шундый ук көч белән кече шкивны әйләндерә. Ягъни куелган һәм әверелгән көчләр үзара тигез: F1 = F2. Әлеге шкивлар бер үк каеш белән то¬ таштырылган, димәк, көчләр генә түгел, зур һәм кече шкивларның үткән юллары да тигез: Sj = s2. = F1s1, A2= F2S2 булганга күрә, A1==A2. Димәк, йөртүче шкив каешны тарткан көч белән башкарылган эш каеш йөрте¬ лүче шкивны әйләндергән көч белән башкарылган эшкә тигез була. Бу төрдәге механизм да эштән отмый икән. Ул гына да түгел, көчтән дә, юлдан да отыш юк. Андый күчер¬ гечләрне ни өчен генә кулланалар соң? Әлеге механизм¬ нарны — күчергечләрне тизлекне үзгәртү өчен файдала¬ налар. Тегү машинасында кече шкив зурысына караганда шактый тизрәк әйләнә. Дрель белән эшләгәндә дә шулай була: борау кул белән әйләндерелә торган тәгәрмәчкә караганда тизрәк әйләнә. Каешлы, тешле һ. б. күчергечләрдә (171—174 нче рәсемнәрне карагыз) тизлек ни сәбәпле үзгәрә соң? 8 К 7/79 113
Рәс. 171 Рәс. 173 Тегү машинасында, исәпләп карасак, зур шкив бер әйләнеш (аны п1 дип билгелик) ясаганда, кече шкив 5 әй¬ ләнеш (п2) ясый. Зур шкивның диаметры да Z>; (300 мм) кече шкив диаметрыннан D2 (60 мм) 5 тапкыр зуррак. ТТ A «2 Димәк, , ягъни шкивларның әйләнү саннары чагыштырмалары бу шкивлар диаметрлары чагыштыр¬ масына кире пропорциональ була. Күчергечтә тешле тәгәрмәчләр булганда, тәгәрмәчләр¬ нең әйләнү саннары чагыштырмасы тәгәрмәчләрнең тешләр саны чагыштырмасына кире пропорциональ була: п2 = ~ (биредә z —тәгәрмәчтәге тешләр саны). *1 *2 Рәс. 174 Рәс. 175 114
500 Н Рәс. 177 Тормышта рычагның икенче төрләре блок һәм чыгыр еш кулланыла. Блок беркетелгән булырга мөмкин, аны кузгалмас блок дип атыйлар (рәс. 175). Шулай ук күчмә блок та була. Кузгалмас блокны тигез иңсәле рычаг дип карарга була: 1г = 12 (рәс. 176, а). Көч иңсәләре тәгәрмәч радиусына тигез: 1г = 12 = г. Андый блок көчтән отыш бирми (Р = F), аны көч тәэсиренең юнәлешен үзгәртү өчен генә файда¬ ланалар. Күчмә блок (рәс. 177) йөк белән бергә күтәрелә яки төшә. Күчмә блокка тиңдәшле рычагны карасак (рәс. 176, б), таяну ноктасы (О) уртада түгел, ә читтә тора. Р көченең иңсәсе ОА = lv 9 F көченең иңсәсе ОВ = 12. 12 иңсәсе 1г иңсәсеннән 2 тапкыр зуррак булу сәбәпле, F көче Р кө¬ ченнән 2 тапкырга кимрәк була. Димәк, күчмә блок көчтән 2 тапкыр отыш бирә. Теләсә нинди блок өчен көч моментлары тигез була, димәк, аларның берсе дә эштән отыш бирми. Көчтән күбрәк отыш алу өчен, күчмә блокларның җы¬ елмасыннан файдаланалар, аны полиспаст дип атыйлар (рәс. 178). Мондый җайланманы, мәсәлән, монтерлар баганалар арасындагы электр чыбыкларын тарттырганда кулланалар. Чыгыр тормышта киң кулланыла (рәс. 163), ул да эштән отыш бирми. Чыгырның бер иңсәсе булып —вал радиусы ОА (рәс. 179), ә икенче иңсәсе зур тәгәрмәч радиусы ОВ була. Иңсәләре тигез булмау сәбәпле, Рәс. 178 8* 115
Рәс. 179 чыгырны көчтән отыш алу өчен файдаланалар: вал ра¬ диусы тәгәрмәч радиусыннан ничә тапкыр кечерәк булса, күтәрү көче йөк авырлыгыннан шулкадәр тапкыр кечерәк була. Чыгыр принцибы су коеларында, дрельдә, автомо¬ бильнең тизлекне алмаштыру тартмасында, моторны әй¬ ләндереп кабызу өчен, бору тоткасында һ. б. бик күп оч¬ ракларда кулланыла. Нәтиҗә: бер генә механизм яки машина да эштән отыш бирми. Аларның һәрберсендә куелган һәм әверел¬ гән көчләр тәэсирендә башкарылган эш үзара тигез була. 1. Рычагка тәэсир итүче көчләр белән бу 2. Нинди блок кузгалмас дип, ниндие күчмә көчләрнең иңсәләре арасында нинди дип атала? бәйләнеш бар? 3. Кайсы блок көчтән отыш бирә: кузгалмас блокмы, күчмәме? Сызымда исбатлагыз. 59. ЕГӘРЛЕК Мәктәп остаханәсендә берәр әйберне тишү өчен, кул белән эшли торган дрель кулланабыз. Шул ук эшне тишү станогында бик тиз вакыт эчендә башкарып була. Ат бер гектар җирне 10—12 сәгатьтә сөрә, ә трактор бу эшне 40—50 минутта башкара. К-700 маркалы трактор бер сменага ДТ-54 тракторына караганда ике тапкырга артыг¬ рак җир сөрә, ягъни бер үк мәйдандагы җирне сөрү өчен икенче тракторга ике тапкырга артыграк вакыт кирәк була. Барлык очракларда да бер үк зурлыктагы эш нинди¬ дер вакыт эчендә башкарыла. Димәк, кешенең, атның эш башкару сәләтлеге төрлечә. Хәтта төрле маркалы трак¬ торның да эш башкару сәләтлекләре бердәй түгел. Шул сәбәпле машиналарның эш башкару сәләтлекләрен бер вакыт берәмлегендә башкарылган эшнең зурлыгы белән билгелиләр. Бер вакыт берәмлегендә башкарылган эшкә тигез булган зурлыкның кыйммәте егәрлек дип атала. Аны N хәрефе белән билгелиләр. Егәрлек эшнең һәм шул эшне башкаруга киткән вакытның чагыштырмасына тигез: егәрлек = эш вакыт яки N=^. 116
Егәрлекнең берәмлеге инглиз галиме У а т т хөрмәтенә 1 Джоуль 1Дж ватт дип атала (Вт). 1 Ватт = секунд ’ яки = 1с • Техникада егәрлекнең зуррак берәмлекләре — кило¬ ватт (кВт), мегаватт (МВт) киң кулланыла. 1 кВт = 1000 Вт, 1МВт = 1000000 Вт. Егәрлекне көч һәм тизлек аша да күрсәтеп була. A = Fs булганга күрә, N = дип яза алабыз. Рәс. 180 Билгеле булганча, у = V. Моннан А= Fv икәнен та¬ бабыз. Соңгы формулада F көче — машинаның көчәнешен яки куәтен чагылдыра. Мәсәлән, кыру станогы кискечен¬ дәге көчәнеш, автомобиль яки трактор тудырган көчәнеш. Машина тудырган көчәнеш һәм тизлек егәрлекнең төп күрсәткечләре булып тора. Шулай итеп, егәрлек һәрвакыт көчәнеш яки тизлек белән сыйфатлана. Механик эш башкарган вакытта кеше дә үзенең егәр¬ леген яки куәтен үзгәртә ала. Моңа ышану бик җиңел. Егәрлегегезне ике очракта исәпләп чыгарыйк: беренче каттан икенче катка адым белән генә атлап менгәндә һәм йөгереп менгәндә (рәс. 180). Бу очракларда башкарылган механик эшне A — Fs формуласы белән исәплик. Эш авырлык көчен җиңүгә киткән көч хисабына башкарыла, димәк, F = Р. Үткән юл итеп, s = һ күтәрелү биеклеген алсак, башкарылган эш A = Ph формуласы белән исәпләнә. Авырлыгыгызны исәплик. Әгәр массагыз 30 кг булса, Р = mg формуласыннан Р ның кыйммәтен табабыз: Р = 9,8~ • 30 кг = 300 Н була. Бер катка күтәрелү биеклеге һ = 3 м булса, башка¬ рылган эш A = 300 Н • 3 м = 900 Дж була. Күтәрелү вакытын да үлчик: беренче очракта 15 секунд, ә йөгереп менү вакыты 10 секунд булсын. 900 Дж Димәк, беренче очракта егәрлек — Nr = —— = 60 Вт, 900 Дж икенче очракта — N2 = —— = 90 Вт. Күргәнебезчә, безнең дә егәрлек үзгәрергә мөмкин икән. Ә нормаль 117
шартларда эшләгәндә, кешенең егәрлеге уртача 70—80 Вт ка тигез. Машиналарның да егәрлекләре тарту көче һәм тизлекләренә бәйле рәвештә үзгәрә. Машина двигатель¬ ләренең паспортларында аларның уртача егәрлеге алына. Пиче таблица Кайбер двигательләрнең егәрлеге, кВт Жигули «ВАЗ-2114» автомобиле «Волга-3102» автомобиле « Кировец- 701» тракторы, ТЭЮл Тепловоз дизеле 56 70 220 2200 «Ми-8» вертолеты Братск ГЭС гидро¬ генераторы Космик корабльнең двигателе «Восток» «Энергия» 2 Х1Ю0 250 000 15 000 000 125 000 000 1. Егәрлек нәрсәне күрсәтә? 2. Баскычтан йөгереп менгәндәге егәрле¬ гегезне исәпләгез. 3. Трамвай пассажирлар утырганда да, буш булганда да бер үк тизлек белән бара. Бәр ике очракта да двигательнең егәрлеге бертөрлеме? Формула ярдәмендә исбатлагыз. 60. МЕХАНИЗМ¬ НЫҢ ФАЙДАЛЫ ЭШ КОЭФФИ¬ ЦИЕНТЫ Гади механизмда куелган һәм әверелгән көч белән башкарылган эшләр үзара тигез булалар дигән нәтиҗә ясаган идек инде. Бу тигезлек ышкылуны, рычагның авырлыгын исәпкә алмаган очракта гына саклана. Гади механизмнарның берсен — авыш яссылыкны ка¬ рыйк. Ул кешеләрнең хезмәтен җиңеләйтә, авыр йөкне бернинди җайланмасыз күтәреп куя алмаган очракларда, аны авыш яссылык буенча тәгәрәтеп яки тартып менге¬ рәләр (рәс. 181, а). Рәсемнән күренгәнчә (рәс. 181, б), әлеге гади меха¬ низм юлдан оттыра: һ биеклегенә күтәрү өчен, I озын¬ лыгындагы юл үтә. «Алтын кагыйдә»гә нигезләнеп, авыш яссылык кулланганда юлдан никадәрле оттырсак, Рәс. 181 118
көчтән шулкадәрле отабыз дип әйтә алабыз. Авыш яссы¬ лыкның озынлыгын I ны аның биеклеге һ белән чагыш¬ тырсак Ц), юлдан күпме оттырганлыгы ачык күренеп тора: т = . Күтәрү өчен кирәк булган көч F = . П г L Бу нәтиҗәнең дөреслеген тикшереп карыйк. Авыш яссылык буенча Р авырлыгындагы борысны һ биеклегенә күтәрик. Борыска куелган көчне иң элек ~^= у пропор¬ циясе ярдәмендә исәплик: F ~i • Авыш яссылыкның озынлыгын I ны, биеклеген һ ны һәм борысның авыр¬ лыгын Р ны үлчибез дә борысны тартып менгезү өчен кирәк булган көчне табабыз. Исәпләүнең дөреслеген тәҗрибәдә тикшерик: борыс¬ ны динамометр ярдәмендә тартып, F көчен үлчик. Дина¬ мометрның күрсәтүе математик юл белән исәпләгән нәти¬ җәгә туры килмәс. Мондый туры килмәүнең сәбәбе нәр¬ сәдә соң? Авыш яссылыкта борыска куелган көч белән башка¬ рылган эш авырлык көче Р белән башкарылган эшкә караганда артыграк була. Эш шунда ки, авыш яссылык белән борыс арасында ышкылу бар, шул ышкылу кар¬ шылыгын җиңү өчен зуррак эш эшләнә. Авыш яссылык буенча күтәргәндә борыска куелган көч белән башкарыл¬ ган эш тулы эш дип атала. Ат = FI. Авырлык көче белән, ягъни Р авырлыгын һ биеклегенә күтәрү өчен башкарылган эш файдалы эш дип атала: Аф= Рһ. Тәҗрибәдән күренгәнчә, файдалы эш тулы эшнең ниндидер өлешен генә тәшкил итә. Файдалы эшнең тулы эшкә чагыштырмасы механизм яки машинаның фай¬ далы эш коэффициенты дип атала (ФЭК). ФЭК = А- Файдалы эш коэффициенты гадәттә процентларда күрсәтелә һәм грек хәрефе ц «эта» белән билгеләнә: П=^.100%. 119
Рәс. 182 ланмаларда киң кулланыла. 182 нче а рәсемендә сурәтләнгән кысу җайланмасының төп элементы булып винт тора. Аны 182 нче б рәсемендәге сыман авыш яссылык белән алыштырып күрсәтергә була. Димәк, винт та авыш яссылык кебек юлдан оттыра, Шунысын әйтергә кирәк: авыш яссылык принцибы верстакларда, тискиләрдә, механик прессларда һ. б. җай- ә көчтән ота. Барлык машиналарда да башкарылган тулы эш фай¬ далы эштән һәм механизмнарда ышкылуны җиңүгә һәм аның аерым кисәкләрен күчереп йөртүгә тотылган өс¬ тәмә эштән тора: А - А. + . т ф өст Бу формуланы машинаның энергия балансы дип атый¬ лар. Төрле транспортта һәм машиналарда булган двига¬ тельләрнең егәрлеге аларның тарту егәрлегеннән шактый аерыла. К-700 тракторының, мәсәлән, тарту егәрлеге 79 кВт, ә двигателенең егәрлеге 147 кВт. Гадәттә, тарту егәрлеген файдалы егәрлек, ә двига¬ тельнең егәрлеген тулы егәрлек дип саныйлар. Аларның чагыштырмасы двигательнең файдалы эш коэффициен¬ тын күрсәтә. Әйтик, К-700 тракторының 7Q tcRt ФЭК = 147^В? = °’54 “54% бУла- Двигатель егәрлегенең 46% ын төрле механик югалту¬ ларга һәм тракторның үзен хәрәкәткә китерү өчен сарыф итә. Q 1. Коедан чиләк белән су алганда һәм * көрәк белән машинага кар төягәндә баш¬ карылган барлык һәм файдалы эшләрне әйтегез. 2. Рычаг, блок, авыш яссылык кебек гади механизмнардан файдаланганда, файдалы эш коэффициентын арттыру юлларын күрсәтегез. 120
Тормышта һәм хезмәт дәресләрендә без еш кына электр машиналары белән эшлибез: төрле станоклар, электр дреле, электр тегү машинасы, кер юу маши¬ насы һ. б. Бу машиналарның барысында да механик эш электр энергиясе хисабына башкарыла. Машина һәм трактор, мотоцикл — аларның барысын¬ да да яна торган ягулык энергиясе хисабына механик эш башкарыла. Түбәндәге тәҗрибәне карыйк: йөк куелган җиңел арба икенче бер йөкне күтәрә (рәс. 183). Димәк, ул механик эш башкара. Бу эш нәрсә хисабына башкарыла соң? Билгеле, электр яки яна торган ягулык энергиясе хисабына түгел. Әгәр җисем эш башкара ала икән, аның энергиясе бар дигән сүз. Кысылган пружина да турайганда, йөкне берникадәр биеклеккә күтәреп, билгеле эш башкара (рәс. 183). Димәк, йөк куелган арбаның да, пружинаның да энергиясе бар. Хәрәкәт итүче җисем дә, икенче җисемгә бәрелеп, аны урыныннан авыштыра, яки эш башкара. Шундый сорау туа: йөк куелган арба яки пружина эш башкарсын өчен, ниндидер шарт кирәкме әллә алар теләсә нинди очракта да эш башкара аламы? Тәҗрибәдән күренгәнчә, эш баш¬ карылсын өчен, билгеле бер шарт кирәк, мәсәлән, йөк куелган арбаны күтәрергә, пружинаны кысарга, җисем¬ нәрне хәрәкәткә китерергә кирәк. Алар бары тик шул очракта гына эш башкаралар. Югарыда китерелгән мисалларда нинди зурлыктагы эш башкарыла соң? Җисемнең нинди эш башкара алуын күрсәтүче физик зурлык шул җисемнең энергиясен күр¬ сәтә. Теге яки бу җисемнең нинди зурлыктагы энергиягә ия булуы, аның нинди зурлыктагы эш башкара алу мөмкин¬ 61. ЭНЕРГИЯ Рас. 183 121
леге белән аңлатыла. Димәк, җисем никадәр зуррак энер¬ гиягә ия булса, ул шулкадәр зуррак эш башкара ала. Җисем эш башкарса, аның энергиясе үзгәрә. Башкарыл¬ ган эш энергиянең үзгәрешенә тигез була. Энергияне эш берәмлекләре — джоульләр белән исәп¬ лиләр. Q Эш һәм энергиянең бер-берсенә бәйле- леген мисалларда күрсәтегез. 62. МЕХАНИК ЭНЕРГИЯНЕҢ ТӨРЛӘРЕ. ПОТЕНЦИАЛЬ ҺӘМ КИНЕТИК ЭНЕРГИЯ Рәс. 184 Авыш яссылыктагы йөк куелган арба (рәс. 183) нинди зурлыктагы эш башкара ала, ягъни аның энергиясе нинди зурлыкта булырга мөмкин? Ул зурлыклар даими зур¬ лыклар түгелме? Арбаның эш башкара алу мөмкинлеге, аның нинди зурлыктагы эш башкара алуы, ягъни нинди энергиягә ия булуы арбаның авыш яссылыкта нинди биеклектә булуына бәйле. Биегрәк торса, арба зуррак энергиягә ия була, ә түбәнрәк торганда, энергиясе дә азрак була. Сәгатьләрдә, ишекләрдә, уенчыкларда һ. б. булган кысылган пружинаның энергиясе дә аның ни дәрәҗәдә кысылуына яки сузылуына бәйле (рәс. 184). Пневматик чүкеч, җылылык двигателе кысылган газ ярдәмендә эш¬ ли. Ул никадәр күбрәк кысылган булса, шулкадәр зуррак энергиягә ия була. Әлеге очракларда төрле җисемнәргә хас булган энер¬ гия потенциаль энергия («потенция» — мөмкинлек мәгъ¬ нәсендәге латин сүзе) дип атала. Беренче очракта йөк куелган арбаның энергиягә ия булу мөмкинлеге, аның Җир өстенә карата нинди биек¬ лектә булуына, ягъни арба белән җирнең үзара торышы¬ на бәйле. Бу күренеш теләсә нинди җисемгә хас. Плоти¬ налар ярдәмендә елгаларда суның биеклеген күтәрү нә¬ тиҗәсендә, су гаять зур энергиягә ия була. Димәк, потен¬ циаль энергия, ул үзара тәэсир итешүче җисемнәрнең (арба — җир, су — җир) үзара торышы белән билгеләнә торган механик энергия икән. Икенче очракта пружинаның (ишекләрдә), газның (пневматик чүкечләрдә һ. б.) энергиягә ия булу мөмкин¬ 122
леге ул җисем кисәкчекләренең үзара торышы белән билгеләнә. Бу күренеш теләсә нинди кысылган, сузылган яки бетерелгән җисемгә хас. Димәк, барлык деформация¬ ләнгән җисемнәр дә потенциаль энергиягә ия булалар. Җир өстеннән күтәрелгән җисем ия булган потенциаль энергиянең зурлыгы, шул җисем Җиргә килеп төшкәндә авырлык көче башкарган эше белән билгеләнә һәм шуңа тигез дә була (Җир өстендә яткан җисемнең потенциаль энергиясе нуль дип алына, һ =0). һ биеклегенә күтәрелгән җисемнең авырлык көче башкарган эше түбәндәгечә табыла: A = Fh, биредә F — авырлык көче. Шулай булгач, потенциаль энергия Ер түбәндәгечә билгеләнә: Ер = Fh = Ph. Р = mg булганга күрә, потенциаль энергия түбәндәге формула белән белдерелә: Ер = mgh. Йөк куелган арба авыш яссылыктан төшкәндә генә түгел, ә бәлки тигез өслектән барганда да эш башкара ала: юлдагы шакмакны этеп бара. Хәрәкәт итүче шар да шундый ук эш башкара ала. Әлеге җисемнәрнең Җиргә карата торышы биеклеге дә үзгәрми, ал арда деформация дә күзәтелми. Димәк, хәрәкәт итүче җисем дә эш башкара ала, ягъни ул ниндидер энергиягә ия була. Хәрәкәт итү нәтиҗәсендә җисем ия булган энергия кинетик энергия (грек сүзе буенча «кинема» — хәрәкәт) дип атала (Ек). Күргәнебезчә, җисем кинетик энергиягә ия булсын өчен, аның хәрәкәт итүе төп шарт булып тора. Ә кине¬ тик энергиянең зурлыгы хәрәкәт итүче җисемнең мас¬ сасы һәм тизлегенә бәйле булуына ышану бик җиңел. Авыр һәм җиңел шарны хәрәкәткә китерсәк, алар юлдагы шакмакны төрле ераклыкка авыштыралар. Очып бара торган пуляның массасы кечкенә булса да энергиясе ЗУР була. Бу очракта инде пуляның кинетик энергиясе аның тизлеге белән аңлатыла. Ер = mgh 123
Рәс. 185 Димәк, Ек~т, EK~v. Хәрәкәт итүче суның, һава һәм җилнең кинетик энер¬ гияләре зур була. Шул сәбәпле аларның энергиясе, мәсә¬ лән, җил двигательләрендә (рәс. 185) кулланыла. Кыз¬ ганычка каршы, җил энергиясен файдалануга соңгы ел¬ ларда гына әһәмият бирә башладылар. Алар бик арзан, экологик яктан саф энергия чыганаклары булып торалар. Россиядә җил, Кояш, Җир, су һәм башка шундый энергия чыганакларының техник потенциалы хәзер ил¬ дә кулланыла торган энергиядән 5 тапкырга артып китә. Шулай итеп, табигатьтәге җисемнәр я потенциаль энергиягә, я кинетик энергиягә яисә берьюлы икесенә дә ия була алалар. Q 1. Потенциаль энергиясе булган җи- * семнәргә мисаллар китерегез. 2. Потенциаль һәм кинетик энергияне ничек үзгәртергә була? 3. Агым суның кинетик энергиясен файдалануга мисаллар китерегез. 63. МЕХАНИК ЭНЕРГИЯНЕҢ БЕР ТӨРДӘН ИКЕНЧЕ ТӨРГӘ ӘВЕРЕЛҮЕ. ЭНЕРГИЯНЕҢ САКЛАНУЫ Рәс. 186 Көнкүрештә, техникада бер төр механик энергиянең икенче төргә, ягъни потенциаль энергиянең кинетик энер¬ гиягә, ә кинетик энергиянең потенциаль энергиягә әвере¬ лүен бик еш күзәтергә мөмкин. Авыш улак буенча хәрәкәт итүче шар (рәс. 186) кине¬ тик энергиягә ия, ягъни эш башкара ала. Шарның кинетик энергиясе кайдан барлыкка килгән соң? Аның кинетик энергиягә ия булуының сәбәбе — хәрәкәт итүендә, ә хәрәкәткә килүнең сәбәбе — аның ниндидер һ биеклегендә булуында. Белгәнебезчә, бу оч¬ ракта шарның потенциаль энергиясе бар, һәм ул Ер = mgh формуласы белән билгеләнә. Шар авыш улактан тәгәрәп төшкәндә, аның җиргә карата биеклеге кими. Димәк, шарның потенциаль энер¬ гиясе дә кими. Шул ук вакытта аның тизлеге арта бара, ягъни кинетик энергиясе арта. Бу очракта шарның потен¬ циаль энергиясе кинетик энергиягә әверелә дип әйтә алабыз. 124
Җепкә асылган шарчык белән икенче бер тәҗри¬ бәне карыйк. Шар белән эш башкарыйк: аны тикто¬ рыштагы О ноктасыннан А ноктасына күчерик һәм һ биеклегенә күтәрик (рәс. 187). Бу очракта шар потен¬ циаль энергиягә ия була. Шарны кулдан ычкындырып җибәрсәк, ул хәрәкәткә килә, бер-бер артлы А, О, В нок¬ таларында була. Шушы хәрәкәтне игътибар белән күзәтеп, тикшереп карыйк. А ноктасында шарның потенциаль энергиясе Ер мак¬ сималь булса (иң биек нокта — һтах), О ноктасында исә ул нульгә тигез була (һ = 0): £Р = 0. Шулай да шар О ноктасында туктап калмый, инерция буенча хәрәкәт итеп, В ноктасына килеп җитә, ягъни яңадан һ биеклегенә күтәрелә. Шар яңадан һ биеклегенә нинди энергия хисабына күтәрелә соң? Әйткәнебезчә, О ноктасында шарчыкның баштагы потенциаль энергиясе нульгә тигез була. Бу инде аның О ноктасында потенциаль энергиясе һәрвакыт нульгә тигез булганны аңлата. Шулай булгач, аның А ноктасындагы потенциаль энергиясе кая китте соң? Ул потенциаль энергия кинетик энергиягә әверелә. Шуның нәтиҗәсендә шарчык хәрәкәт итә, аның тизлеге бар, ягъни ул кинетик энергиягә ия. В ноктасында шарчык туктый, хәрәкәт юнәлеше үз¬ гәрә. Бу ноктада аның тизлеге нульгә тигез була. Шулай булгач, шарның кинетик энергиясе дә нульгә тигез. В нок¬ тасында шар яңадан һ биеклегенә күтәрелә, ягъни ул кабат потенциаль энергиягә ия була. Күргәнебезчә, шарның механик энергиясе бер төрдән икенче төргә әверелә: аның А ноктасында булган потен¬ циаль энергиясе кинетик энергиягә әверелә, О ноктасын¬ да булган кинетик энергиясе яңадан потенциаль энергия¬ гә әверелә. Шарның А ноктасындагы потенциаль энер¬ гиясе (Ерл) О ноктасындагы кинетик энергиягә (ЕКо>)һәм В ноктасындагы потенциаль энергиягә (ЕРв) тигез булуы¬ на да ышану читен түгел: Ера=Еко = Ерв- О Рәс. 187 125
Рәс. 188 Күрсәтелгән нокталардан башка урыннарда шар бер үк вакытта потенциаль энергиягә дә һәм кинетик энергиягә дә ия була. Аларның бер төре кими, ә икенчесе арта бара. Димәк, шар хәрәкәте траекториясенең барлык нокта¬ ларында да шул шар ия булган ике төр энергиянең суммасы — механик энергиянең зурлыгы бердәй була. Шарны биегрәк күтәрсәк, траекториянең барлык ноктала¬ рында механик энергия дә зуррак булыр. Механик энергиянең бер төре икенче төргә әверелү күренешен 188 нче рәсемдәге гади генә приборда да күзә¬ тергә була. Дискны күчәренә җеп урап югары күтәрәләр һәм ычкындырып җибәрәләр. Шуннан соң диск шактый озак кына бер аска төшеп, өскә күтәрелеп тирбәнеш ясап тора. Бу тәҗрибәдә, диск түбәнгә төшкәндә, потенциаль энергия кинетик энергиягә, ә өскә күтәрелгәндә, кинетик энергия, киресенчә, потенциаль энергиягә әверелә. Энергия турында алган белемнәребездән чыгып шун¬ дый нәтиҗә ясый алабыз: 1. Эш башкара ала торган теләсә нинди җисем энер¬ гиягә ия була. 2. Энергия бер төрдән икенче төргә әверелә. 3. Энергия юкка чыкмый, ул саклана. Табигатьнең мондый үзлекләре белән без әле җылы¬ лык, электр һәм башка физик күренешләрне өйрәнгәндә дә очрашырбыз. Q 1. Механик энергиянең бер төрдән * икенче төргә әверелүен нинди тәҗри¬ бәләрдән күреп була? 2. Бер үк вакытта потенциаль энер¬ гиясе дә, кинетик энергиясе дә булган җисемнәргә мисаллар китерегез. Д 17 нче күнегү 1. Баскыч буйлап 12 м биеклеккә күтә¬ релгәндә нинди эш башкарыла? Шуны исәпләгез. 2. Насос секунд саен 20 л суны 10 м биеклеккә күтәрә. Насосның егәрлеген һәм 1 сәг тә эшләгән эшен исәпләп чыгарыгыз. 3. Күтәрү краны 10 с та 4 т йөкне 12 м биеклеккә күтәрә. Кранның егәрлеген табыгыз. 4. Электровоз 64 км/сәг тизлек белән барганда, аның тарту көче 80 кН. Электровозның егәрлеге күпме? 5. Кеше 2 сәг тә 12 000 адым ясый һәм адым саен 40 Дж эш башкара. Бу кешенең егәрлеген исәпләгез. 6. Штангачы 200 кг массалы штан¬ ганы 90 см биеклеккә 0,3 с та күтәр¬ гән. Спортчының уртача егәрлеге күп¬ мегә җиткән? 126
Рәс. 189 7. Озынлыгы 24 м, биеклеге 1,8 м бул¬ ган авыш яссылыктан 2400 Н йөкне менгерү өчен, 120 Н көч кулланылган. Авыш яссылыкның ФЭКн табарга. 8. Бер үк тизлектәге кышкы җилнеңме әллә җәйге җилнеңме егәрлеге зуррак? 9. Пуля тактаны тишеп үтсә, аның хә¬ рәкәте ничек үзгәрер? Пуляның такта¬ ны тишеп үткәндәге энергия әвереш- ләре энергия саклану законына каршы килмиме? 10. Йомшак җирдә утынны яру каты җирдә яруга караганда авыррак. Ни өчен? 11. 189 нчы рәсемдәге энергия әвереш- ләрен әйтеп бирегез. 12.190 нчы рәсемдәге энергия әвереш- ләрен әйтеп бирегез. Рәс. 190 127
КУШЫМТА* 1 2 3 Лаборатор эшләр 1. Үлчәү приборының бүлем кыйммәтен билгеләү 2. Кечкенә җисемнәрнең үл¬ чәмнәрен табу 3. Көянтәле үлчәүдә җисем¬ нең массасын үлчәү 4. Җисемнәрнең күләмен үлчәү 5. Каты җисемнең тыгызлы¬ гын табу 6. Пружинаны бүлемләү һәм көчләрне динамометр яр¬ дәмендә үлчәү 7. Сыеклык эченә батырыл¬ ган җисемгә тәэсир итүче этеп чыгару көчен табу 8. Сыеклык эчендә җисем¬ нең йөзү шартларын ачык¬ лау 9. Рычагның тигезләнеш шар¬ тын ачыклау 10. Җисемне авыш яссылык буйлап күтәргәндәге ФЭКн табу 1. Үлчәү при¬ борының бүлем кыйммәтен билгеләү Эшнең максаты — үлчәү цилиндрының (мензурка¬ ның) бүлем кыйммәтен билгеләргә, цилиндрдан файда¬ ланырга һәм аның ярдәмендә сыеклыкның күләмен бил¬ геләргә өйрәнү. Приборлар һәм материаллар: үлчәү цилиндры (мензурка), сулы стакан, кечерәк колба. Эшкә күрсәтмәләр 1. Үлчәү цилиндрына карап, аның бүлемнәренә игъ¬ тибар итегез: а) цилиндрның күпме күләмдә сыеклык сыйдырганын белегез; б) мензурканың янәшә сызыклары арасында нинди күләмдә сыеклык урнашканын табыгыз. 2. Үлчәү приборы шкаласының бүлем кыйммәтен ничек табалар? Исегездә тотыгыз: үлчәү приборы ярдәмендә физик зурлыкны үлчи башлаганга кадәр, аның шкаласының бүлем кыйммәтен табарга кирәк. 3. 191 нче рәсемне дикъкать белән карагыз һәм анда сурәтләнгән мензурканың бүлем кыйммәтен табыгыз. 1 Перышкин А. В., Родина Н.А. Физика, 7 кл.— Казан: Татар, кит. нәшр., 1990. 128
4. Үлчәү цилиндрына су салыгыз, салынган суның күләме нинди икәнен билгеләгез һәм язып куегыз. Искәрмә. Сыеклыкның күләмен үлчәгәндә, күзнең дөрес торышына игътибар итегез. Савытның стенасы янында су бераз күтәрелебрәк тора, ә уртада сыеклык өслеге яссы диярлек. Күзләрне сыеклыкның яссы өслеге белән тәңгәл килгән бүле¬ менә юнәлдерергә кирәк. 5. Стаканга су тутырып салыгыз, аннары саклык белән генә суны үлчәү цилиндрына бушатыгыз. Салынган су¬ ның күләме нинди булуын белегез дә аны язып куегыз. Стаканның сыешлыгы да шулкадәр булыр. 6. Өстәлегездәге колба, аптека шешәләре һәм башка савытларның да сыешлыгын шул ук юл белән билгеләгез. 7. Үлчәү нәтиҗәләрен таблицага языгыз: Тәҗрибә № Савытның исеме Сыеклыкның күләме, см3 Савытның сыешлыгы, см3 1 Стакан 2 Колба 3 Шешә Эшнең максаты — рәтләр ысулы белән үлчәргә өйрәнү. Приборлар һәм материаллар: линейка, җеп, нечкә бакыр чыбык. Эшкә күрсәтмәләр 1. Линейка яки карандашка урап, җепне рәткә тезеп чыгыгыз. Рәтнең озынлыгын үлчәгез һәм җепнең диа¬ метрын исәпләп чыгарыгыз. 2. Шул ук ысул белән бакыр яки бүтән йомшак металл (мәсәлән, алюминий) чыбыкның диаметрын табыгыз. Җисемнәрнең үлчәмнәрен табуның сез кулланган ысулы рәтләр ысулы дип атала. 2. Кечкенә җисемнәрнең үлчәмнәрен табу Рәс. 192 Тәҗрибә № Рәтләр саны Рәтнең озынлыгы, мм Диаметр үлчәме, мм 1. Җеп 2. Бакыр чыбык 15 25 10 15 9 К 7/79 129
3. Көянтәле үл¬ чәүдә җисемнең массасын үлчәү Эшнең максаты — көянтәле үлчәүдән файдаланырга һәм аның ярдәмендә җисемнең массасын табарга өйрәнү. Приборлар һәм материаллар: үлчәү, герләр, массалары төрле булган берничә кечкенә җисем. Эшкә күрсәтмәләр 1. Үлчәү кагыйдәләренә таянып, берничә каты җи¬ семнең массасын 0,1 г га кадәр төгәллек белән үлчәгез. 2. Үлчәү нәтиҗәләрен таблицага языгыз: Тәҗрибә № Җисемнәрнең массасы, г 1 2 3 Рәс. 193 Үлчәү кагыйдәләре 1. Үлчәр алдыннан үлчәүнең тигезләнешен тикшере¬ гез. Үлчәүне тигезләргә кирәк булганда, җиңелрәк тәлин¬ кәсенә кәгазь, катыргы кисәге һ. б. куела. 2. Үлчәнә торган җисем — үлчәүнең сул як тәлинкә¬ сенә, герләр уң як тәлинкәсенә куела. 3. Үлчәүне бозмас өчен, үлчәнә торган җисемне һәм герләрне ипләп кенә куярга кирәк, кинәт төшереп җибә¬ рергә ярамый. 4. Үлчәүдә күрсәтелгән чик зурлыктан да авыррак җисемнәрне үлчәргә ярамый. 5. Үлчәү тәлинкәсенә юеш, пычрак, кайнар әйберләр куярга, савытка салмыйча гына порошок, сыеклык үлчәр¬ гә ярамый. 6. Вак герләрне бары тик пинцет белән генә алырга кирәк (рәс. 193). Үлчәнә торган җисемне сул як тәлинкәгә куеп, уң як тәлинкәгә үлчәнә торган җисем массасыннан аз гына авыррак гер куялар (күз белән чамалап сайлап алалар һәм дөреслеген тикшерәләр). Бу кагыйдәне үтәмәгәндә, еш кына вак герләр җитми, һәм яңадан үлчи башларга туры килә. 130
Үлчәүне тигезләгәч, үлчәү тәлинкәсендәге герләрнең гомуми массасын исәплиләр. Аннары герләрне үлчәү тәлинкәсеннән алып, футлярга салып куялар. Герләрнең барысы да футлярга салынганмы һәм һәр¬ кайсы үз урынындамы икәнлеген тикшерегез. Эшнең максаты — үлчәү цилиндры ярдәмендә җисем¬ 4. Җисемнәр¬ нең күләмен табарга өйрәнү. Приборлар һәм материаллар: үлчәү цилиндры (мензурка), дөрес булмаган формадагы кечерәк күләмле җисемнәр (гайкалар, фарфор роликлар, металл кисәкләре һ. б.), җепләр. Эшкә күрсәтмәләр 1. Мензурканың бүлем кыйммәтен табыгыз. 2. Мензуркага җисем тулысынча күмелерлек микъ¬ дарда су салыгыз һәм суның күләмен үлчәгез. 3. Күләмен үлчәргә кирәк булган җисемне, җебеннән тотып, суга батырыгыз (рәс. 194) һәм сыеклыкның күлә¬ мен яңадан үлчәгез. 4. 2 нче һәм 3 нче пунктларда тасвирланган тәҗрибә¬ ләрне үзегездә булган тагын берничә җисем белән ясагыз. 5. Үлчәү нәтиҗәләрен таблицага языгыз: нең күләмен үлчәү Рәс. 194 Тәҗрибә № Җисемнең исеме Мензуркадагы сыеклыкның баштагы күләме Vi, см3 Сыеклыкның һәм җисемнең күләме V2, см3 Җисемнең күләме V=V2 - Vi,cm3 Өстәмә бирем Төзек булмаган формадагы җисем мензуркага сыймаса, аның күләмен суы агып чыга торган савыт ярдәмендә үлчәргә була (рәс. 195). Үлчәр алдыннан агып чыгу көп¬ шәсенең тишеменә кадәр савытка су салалар. Җисемне суга батырганда, җисем күләменә тигез микъдардагы су агып чыга. Агып чыккан суның күләмен мензурка белән үлчәп, суга батырылган җисемнең күләмен табабыз. Рәс. 195 9: 131
5. Каты җисем¬ нең тыгызлы¬ гын табу Эшнең максаты — үлчәү цилиндры һәм үлчәү ярдә¬ мендә җисемнең тыгызлыгын табарга өйрәнү. Приборлар һәм материаллар: үлчәү, герләр, үлчәү цилиндры (мензурка), тыгызлыгын билгеләргә кирәк булган каты җисем, җеп. Эшкә күрсәтмәләр 1. Дәреслектән «Матдәнең тыгызлыгы» дигән 22 нче параграфны кабатлагыз. 2. Үлчәүдә җисемнең массасын үлчәгез (3 нче лабо¬ ратор эшне карагыз). 3. Җисемнең күләмен мензурка ярдәмендә үлчәгез (4 нче лаборатор эшне карагыз). 4. Шул җисемнең тыгызлыгын Р = у- формуласы буенча исәпләп чыгарыгыз. 5. Үлчәү һәм исәпләү нәтиҗәләрен таблицага языгыз: Матдәнең исеме Җисемнең массасы т, г Җисемнең күләме V, см* 1 2 3 Матдәнең тыгызлыгы Г см3 кг м3 6. Пружинаны бүлемләү һәм көчләрне динамометр ярдәмендә үлчәү Эшнең максаты — пружинаны бүлемләргә, теләсә нинди (бирелгән) бүлем кыйммәтенә ия булган шкала төзергә һәм аның ярдәмендә көчләрне үлчәргә өйрәнү. Приборлар һәм материаллар: шкаласы кәгазь белән кап¬ ланган динамометр, 102 г массалы герләр җыелмасы, муфталы, кыстыргычлы һәм боҗралы штатив. Эшкә күрсәтмәләр 1. Дәреслектән «Динамометр» дигән 28 нче параграф¬ ны укыгыз. 2. Шкаласы капланган динамометрны штативка кыс¬ тыргычлар ярдәмендә вертикаль рәвештә беркетеп куегыз. Динамометр күрсәткеченең башлангыч торышын гори¬ зонталь сызык белән билгеләп куегыз — ул шкаланың нуль бүлеме булыр. 3. Динамометрның ыргагына 102 г массалы йөк эле¬ гез. Ул йөккә 1 Н га тигез булган авырлык көче тәэсир итә. Йөк шундый ук көч белән динамометрның пружи- 132
насын суза. Бу көч пружина сузылганда (деформациялән¬ гәндә) барлыкка килгән эластиклык көче белән тигезләшә. Динамометр күрсәткеченең яңа торышын кәгазьдә шулай ук горизонталь сызык белән билгеләгез. Искәрмә. 102 г массалы йөк килеп чыксын өчен, 100 г массалы йөккә тимерчыбыктан эшләнгән 2 г лы божра өстәргә мөмкин. 4. Аннары динамометрга шундый ук массалы (102 г) икенче, өченче, дүртенче йөкләрне асып, һәр очракта күрсәткечнең торышын кәгазьдә сызык белән билгеләп барыгыз (рәс. 196). 5. Динамометрны штативтан алыгыз һәм горизонталь сызыклар турысына, өстән башлап, 0, 1, 2, 3, 4,... цифрла¬ рын язып чыгыгыз. 0 цифрыннан ӨСТӘ «НЬЮТОН» дип язып куегыз. 6. Күрше сызыклар арасындагы ераклыкны үлчәгез. Алар тигезме? Ясаган нәтиҗәгезгә нигезләнеп, 51 г; 153 г массалы йөкнең пружинаны нинди көч белән тартканын әйтеп бирегез. 7. Динамометрга йөк асмыйча гына, бүлем кыйммәте 0,1 Н булган шкала төзегез. 8. Бүлемләнгән динамометр ярдәмендә нинди дә бул¬ са җисемнең, мәсәлән, штатив боҗрасының, штатив кыс¬ тыргычының, йөкнең авырлыгын табыгыз. 9. Бүлемләнгән динамометрның рәсемен ясагыз. Эшнең максаты — сыеклыкның үзенә батырылган җисемне этеп чыгаруын тәҗрибәдә күрү һәм этеп чыга¬ ру көчен табу. Приборлар һәм материаллар: динамометр, муфталы һәм кыстыргычлы штатив, күләмнәре төрле булган ике җисем, тозның судагы куертылган эремәсе һәм су салынган ике стакан. Эшкә күрсәтмәләр 1. Дәреслектән «Архимед көче» дигән 49 нчы пара¬ графны кабатлагыз. 2. Динамометрны штативка беркетеп, аңа җепкә бер¬ кетелгән җисем асыгыз. Динамометрның күрсәтүен ка¬ рап, таблицага язып куегыз. Бу — җисемнең һавадагы авырлыгы булыр. 7. Сыеклык эче¬ нә батырылган җисемгә тәэсир итүче этеп чыгару көчен табу 133
3. Җисем астына сулы стакан куегыз да, җисем тулы- сынча суга күмелгәнче, муфтаны кыстыргычы һәм дина¬ мометры белән бергә түбән төшерегез. Динамометрның күрсәтүен карап, таблицага язып куегыз. Бу — җисемнең судагы авырлыгы булыр. 4. Табылган саннарны (динамометрның күрсәтүләрен) файдаланып, җисемгә тәэсир итүче этеп чыгару көчен исәпләп чыгарыгыз. 5. Саф су урынына тозның судагы куертылган эре¬ мәсен алып, шул ук җисемгә тәэсир итүче этеп чыгару көчен яңадан табыгыз. 6. Динамометрга башка күләмдәге җисем асыгыз һәм шул җисемгә су эчендә тәэсир итүче этеп чыгару көчен 2 нче һәм 3 нче пунктларда күрсәтелгән ысул белән табыгыз. 7. Нәтиҗәләрне таблицага язып куегыз: Сыеклык Җисемнең һавадагы авырлыгы Р, Н Җисемнең сыек¬ лык эчендәге авырлыгы Рр Н Этеп чыгару көче F = P-Pit Н Pvt Pv2 Р^ pv2 Су Тозның судагы куертылган эремәсе Үткәрелгән тәҗрибәдән чыгып нәтиҗә ясагыз. Этеп чыгару көче нинди зурлыкларга бәйле? 8. Сыеклык эчендә җисемнең йөзү шартларын ачыклау Эшнең максаты — җисемнең нинди шартларда йөзү¬ ен, нинди шартларда батуын тәҗрибәдә ачыклау. Приборлар һәм материаллар: үлчәү, герләр, үлчәү цилиндры (мензурка), бөкеле калкавыч-пробирка, тимерчыбыктан ясалган ыргак, коры ком, фильтр кәгазе яки коры чүпрәк. Эшкә күрсәтмәләр 1. Бөкеләнгән килеш сулы мензуркага вертикаль торышта йөзеп йөрерлек һәм бер өлеше су өстендә калыр¬ лык микъдарда пробиркага ком салыгыз. 134
2. Пробиркага тәэсир итүче этеп чыгару көчен табы¬ гыз. Ул пробирка этеп чыгарган су авырлыгына тигез. Бу авырлыкны табу өчен, башта этеп чыгарылган суның күләмен белергә кирәк. Моның өчен мензуркадагы суның биеклеген пробирканы суга батырганчы һәм суга батыр¬ гач билгеләгез. Этеп чыгарылган суның күләме һәм су¬ ның тыгызлыгы аша аның авырлыгын исәпләп чыга¬ рыгыз. 3. Пробирканы судан алып, аны фильтр кәгазе яки чүпрәк белән сөртегез. Үлчәүдә пробирканың массасын 1 г га кадәр төгәллек белән үлчәгез һәм аңа тәэсир итүче авырлык көчен исәпләп чыгарыгыз, ул ком салынган пробирканың һавадагы авырлыгына тигез булыр. 4. Пробиркага тагын беркадәр ком өстәгез. Яңадан этеп чыгару көчен һәм авырлык көчен табыгыз. Моны берничә тапкыр, бөкеләнгән пробирка бата башлаганчы эшләгез. 5. Үлчәү һәм исәпләү нәтиҗәләрен таблицага языгыз. Пробирканың кайчан йөзгәнен, кайчан батканын һәм кайчан калкып чыкканын билгеләгез. 6. Җисемнәрнең сыеклыкта йөзү шартлары турында нәтиҗә ясагыз. Тәҗрибә № Пробиркага тәэсир итүче этеп чыгару көче ,Н. Ком салынган пробирканың авырлыгы Р = mg, Н Пробирканың суда торышы (пробирка йөзә яисә бата) 1 2 3 Эшнең максаты — рычагка куелган көчләр һәм аның иңсәләре нинди чагыштырмада булганда, рычаг тигез¬ ләнеш хәлендә торуын тәҗрибәдә тикшерү. Моментлар кагыйдәсен тәҗрибәдә тикшерү. Приборлар һәм материаллар: штативка эленгән рычаг, герләр җыелмасы, масштаблы линейка, динамометр (197 нче рәсем). Эшкә күрсәтмәләр 1. Рычагны горизонталь урнаштырыгыз. Очындагы гайкаларын әйләндерү юлы белән аны тигезләгез. 9. Рычагның тигезләнеш шартын ачыклау 135
Рәс. 197 2. Рычагның сул ягына, әйләнү күчәреннән 12 см чамасы ераклыкта, ике йөк асыгыз. Рычаг тигезләнеш хәленә килсен өчен: а) бер йөкне; б) ике йөкне; в) өч йөк¬ не уң якта әйләнү күчәреннән нинди ераклыкта асарга кирәклеген тәҗрибә юлы белән билгеләгез. 3. Һәр йөк 1 Н авырлыкта дип санап, бирелгән һәм үлчәп табылган зурлыкларны таблицага языгыз: Тәҗрибә № Рычаг¬ ның сул ягында Ft көче, Н иңсә¬ се, см Рычаг¬ ның уң ягында F2 көче, Н 12 иңсә- се, см Көчләр һәм иңсә- лар чагыштыр¬ масы һ 1 2 3 4. Ясалган һәр тәҗрибә өчен көчләр чагыштырмасын һәм иңсәләр чагыштырмасын исәпләп чыгарыгыз; табыл¬ ган нәтиҗәләрне таблицаның соңгы баганасына язып куегыз. 5. Рычагка куелган көчләр тәэсирендә рычагның ти¬ гезләнеш шартының һәм көч моментлары кагыйдәсенең дөреслеге тәҗрибә нәтиҗәләре белән расланамы, тикше¬ регез. 136
Өстәмә бирем Рычагның уң ягына, әйләнү күчәреннән 5 см ерак¬ лыкта, өч йөк асыгыз. Рычагны тигезләнеш хәлендә тоту өчен, рычагның уң ягына, әйләнү күчәреннән 15 см ераклыкта, нинди көч куярга кирәклеген динамометр ярдәмендә билгеләгез. Рычагка тәэсир итүче көчләр бу очракта ничек юнәл¬ гәннәр? Бу көчләрнең иңсәләре озынлыгын языгыз. Әлеге *i к очрак өчен көчләр чагыштырмасы у пәм иңсәләр ча- (2 гыштырмасы рне исәпләп чыгарыгыз, тиешле нәтиҗә ч ясагыз. Эшнең максаты — авыш яссылык ярдәмендә башка¬ рылган файдалы эшнең тулы эштән кимрәк булуына тәҗрибәдә ышану. Приборлар һәм материаллар: такта, динамометр, үлчәү тактасы яки линейка, шакмак, штатив. Җисемне вертикаль буенча югары күтәргәндә, башка¬ рылган эш авырлык көче F белән биеклек һ ның тап¬ кырчыгышына тигез: Al = Fih. Җисемне шул ук һ биеклегенә, F2 көчен куеп, I озын¬ лыгындагы авыш яссылык буйлап тигез хәрәкәт иттереп тә күтәреп була. Бу вакытта башкарылган эш А2 = F2l формуласы буенча табыла. Ышкылу булганда, А2 эше Ai эшеннән зуррак була: А2 > А2 — тулы эш, А1 — файдалы эш. Авыш яссылыкның ФЭКн табабыз һәм аны процентларда күрсәтәбез: Р = 4- -100%. А2 10. Җисемне авыш яссылык буйлап күтәргәндәге ФЭКн табу Эшкә күрсәтмәләр 1. Үлчәү нәтиҗәләрен һәм исәпләүләрне язу өчен дәфтәрегезгә таблица сызыгыз. 137
Рәс. 198 Тәҗ¬ рибә № Авыш яссы¬ лыкның биеклеге һ, м Авыр¬ лык көче FbH (фай¬ далы эш) A1 = F1h, Дж Авыш яссы¬ лыкның озынлы¬ гы Z, м Тарту көче f2, Н А2 (ту¬ лы эш) A2=F2l ФЭК n = а2 х х 100% 2. Тактаны авыш итеп урнаштырыгыз (рәс. 198). 3. Авыш яссылыкның биеклеге һ ны һәм озынлыгы I ны үлчәгез. 4. Динамометр ярдәмендә шакмакның авырлык көче не үлчәгез. 5. Шакмакка динамометр эләктереп, шакмакны авыш яссылык буйлап югары менгерегез. Тарту көче F2 не үл¬ чәгез. 6. Шакмакны вертикаль буенча һ биеклегенә күтәр¬ гәндәге эшне һәм шул ук шакмакны шул ук биеклеккә I озынлыгындагы авыш яссылык буйлап күтәргәндәге эш¬ не исәпләп чыгарыгыз. 7. Авыш яссылыкның файдалы эш коэффициентын исәпләп чыгарыгыз. 8. Үлчәү һәм исәпләү нәтиҗәләрен таблицага языгыз. Өстәмә бирем Авыш яссылыкның биеклеген үзгәртегез һәм шул биеклек өчен файдалы эшне, тулы эшне һәм ФЭКн табы¬ гыз. Нәтиҗәләрне чагыштырыгыз. 138
Өстәмә мәсьәләләр һәм кайбер мәсьәләләрне чишү үрнәкләре 1. Автомобиль беренче 2 сәг тә 40 тизлек белән, Хәрәкәт аннары 4 сәг буе 80 км тизлек белән барса, аның уртача тизлеге күпме булыр? Бирелгән: Чишү: ti = 2 сәг КМ i?i = 40 — 1 сәг t2 = 4 сәг ол км Уртача тизлекне табу өчен, барлык үтелгән юлны вакытка бүләргә кирәк: 81 = Viti’, $2 = 1>2 ^2» t=ti+^2- Si+S2 Pjt!+i>2^2 _ 40'2+80-4 _ Vyp t tl + t2 2 + 4 Пур = ? 80+320 400 ~ 00 0 / km \ 6 6 ~ 1сәгг Җавап: vyp = 66,6 2. Сал елга буенча агып, 20 минутта 1 км юл үтә. Салның (елганың) тизлеген табыгыз. 3. Тимераякта шуучы беренче километрны 9 ~ тизлек белән, икенче километрны 12^ тизлек белән үтә. Тиме¬ раякта шуучының уртача тизлеген табыгыз. 4. Бер автомобиль 12 минутта 20 км, ә икенче авто¬ мобиль ярты сәгатьтә 40 км юл үтә. Кайсы автомобиль тизрәк йөри? 5. Һавада тавыш тизлеге якынча 340 у, пуляның ур¬ тача тизгеле 800 . Пуля 1200 м ара үткәндә, тавыш аннан күпмегә артта калган булыр? 6. 18 тизлек белән хәрәкәт итүче деталь транспор¬ терның 5,4 м озынлыгындагы лентасын күпме вакытта үтәр? 7. Беренче планетара космик корабль Җирдән Айга кадәр 384 000 км араны 34 сәгатьтә үткән. Космик ко¬ рабльнең уртача тизлеген табыгыз. 139
Тыгызлык Басым 8. Бетон плитәнең тыгызлыгы 2800 з , күләме 3 м3 М булса, аның массасын табыгыз. Бирелгән: V = 3 м3 р = 2800 г м Чишү: Масса күләм белән тыгызлык тапкыр¬ чыгышына тигез. т = Vp = 3 м3 • 2800 = 8400 кг = г м = 8,4 т. Җавап : т = 8,4 т. 9. Күләме 2 дм3, массасы 17 кг булган куб нинди ма¬ териалдан эшләнгән? 10. Бакырдан эшләнгән шарның массасы 6 кг, күләме 2 дм3 булса, шар тоташмы әллә эчендә һава калганмы? 11. Борысның массасы 43 г, үлчәмнәре 2,75 см, 2 см һәм 1 см. Борыс нинди материалдан эшләнгән? 12. Йөк автомобиле тыгызлыгы 1,5 булган 8 т балчык төйи. Машина кузовының күләме күпме? 13. Ленин исемендәге атом бозваткычы бер тәүлеккә 200 г уран ягулыгы яга. Уранның тыгызлыгы 18 700 булса, бу ягулыкның күләме күпме булыр? 14. 10 кг терекөмешне тутырыр өчен, ярты литрлы ничә банка кирәк булыр? күпме булыр? Бирелгән: d = 5 мм = = 0,5 см Z = 18 см т — 55 кг Р = ? 15. Тимераякның бозга тиеп торган йөзенең киңлеге 5 мм, озынлыгы 18 см. Массасы 55 кг булган малай бозга басып торганда, тимераякларның бозга ясаган басымы Чишү: Башта басым көчен табыйк: F = Р = gm = 9,8 • 55 кг = 539 Н. Тимераякларның бозга таяну өслеге һәм аларның басымы: S = 2 • 0,5 см • 18 см = 18 см2; р = £ = О 539 Н ол Н Н = у = 30 -Цт . Җавап: р = 30 . 18cmz см2 см 140
16. 4 м биеклегендәге мәрмәр колоннаның фунда¬ ментка ясаган басымын табыгыз. 17. 6 күчәрле локомотивның массасы 90 т, бер тәгәр¬ мәчнең рейска орынып тору мәйданы 5 см2 булса, локо¬ мотивның рельска ясаган басымын табыгыз. 18. Массасы 800 кг булган станок фундаментка 20 СМ басым ясый. Станокның таяну мәйданын һәм басым көчен табыгыз. 19. Итек табаннарының мәйданы 360 см2, җиргә яса- ң ган басымы 2 7 булса, кешенең массасы күпме булыр? 20. Тракторның массасы 6 т, таяну мәйданы 1,2 м2 булса, аның җиргә ясаган басымын табыгыз. 21. Көрәкнең киңлеге 20 см, йөзенең калынлыгы 0,5 мм. Көрәккә 500 Н көч белән басканда, җиргә ясалган басым күпме булыр? 22. 6 т массалы колонна нигезгә 40 басым ясый. Көч см Колоннаның басым көчен һәм таяну мәйданын табы¬ гыз. Бирелгән: Чишү: т = 6 т Басым көче колоннаның авырлы- р = 40 = СМ =400 000 Д- м 2 гына тигез: F = Р = gm = 9,8 — х х 6000 кг ~ 60 000 Н; р = -f- формула- F =? S = ? сыннан таяну мәйданын табабыз: g _ F_ _ 60 000Н = 60 000Н = Р 40 -н„ 400 000Д см21 м2 = 0,15 м2 = 1500 см2. Җавап: F = 60 000 Н; S = 1500 см2. 23. Аркан 2500 Н көчкә өзелмичә чыдый. 0,3 т масса¬ лы йөк аскач, аркан түзәрме? 141
24. 20 м биеклегендәге бетон стена фундаментка нинди басым ясый? Бетонның тыгызлыгы 2400 ^5-. м 25. Бер чиләк терекөмешне (8 л) күтәрә аласызмы? Ни өчен? 26. 800 Н көч тәэсирендә буфер пружинасы 1 см га кысыла. Пружина 5 см га кыскарганда, нинди зурлыкта¬ гы көч тәэсир иткән булыр? 27. Авыр йөкне кайда урнаштыру отышлырак: маши¬ наның кузовынамы әллә прицепкамы? Ни өчен? 28. Бетон плитәнең буе 80 см, киңлеге 50 см, калын¬ лыгы 10 см. Плитәне җиргә өч төрле урнаштыру очрак¬ лары өчен басымны исәпләгез. Эш. Егәрлек 29. Электр моторы 50 г массалы шакмакны 4 с та 0,8 м биеклеккә күтәрә. Моторның егәрлеген табыгыз. Бирелгән: т = 0,05 кг һ = 0,8 м t = 4 с N = 2 Чишү: Башта йөкнең авырлыгын табыйк: Р = gm = 9,8 тт • 0,05 кг = 0,49 Н. КГ Моторның башкарган эше: А= Р- й = 0,49Н- 0,8 м = 0,392 Дж. Моторның егәрлеге: д». t 4с с Җавап: А=0,1Вт. 30. Укучы 5 кг массалы герне 5 м биеклеккә күтәр¬ гәндә башкарылган эшне исәпләгез. 31. ФЭК 50% булган авыш яссылыктан 2 м биеклек¬ кә йөк күтәргәндә, 19 600 Дж эш башкарыла. Йөкнең массасы күпме? 32. Поезд тигез хәрәкәт итеп 12 км юлны 10 мин та үтә. Тепловозның егәрлеге 3000 кВт. Хәрәкәткә каршы¬ лык көчен табыгыз. 142
33. Күтәрү краны 6 т массалы йөкне 8 м биеклеккә күтәрә. Моторның егәрлеге 6 кВт, ФЭК 80% булса, йөк күпме вакыт күтәрелгән? 34. 12 м биеклектәге бакка минут саен 48 м3 су куды¬ ручы насосның егәрлеге күпме булырга тиеш? Насос моторының ФЭК 75%. 35. Биеклеге 5 м, озынлыгы 20 м, ФЭК 70% булган авыш яссылыктан 100 кг массалы йөкне күтәргәндә күп¬ ме эш башкарыла? Йөкне тарту көче күпме? 36. 20 м биеклектә эленеп торган шар җирдән 10 м биеклектәге платформага килеп төшә. Шар энергиясенең үзгәрү зурлыгын һәм башкарылган эшне табыгыз. Энергия Бирелгән: тп = 5 кг һх = 20 м һ2 = 10 м Е1 - Е2 = ? А = ? Чишү: 20 м биеклегендә торган шарның энер¬ гиясен табабыз: Ег = gmhr = 9,8 • 5 кг • 20 м = 980 Дж. Платформага төшкәч, шарның энергиясе: Е2 = gmh2 = 9,8 ~ • 5 кг • 10 м = 490 Дж. Энергиянең үзгәрү зурлыгы: Ег - Е2 = 980 Дж - 490 Дж = 490 Дж. Башкарылган эш: A = gm(h1- һ2) = = 9,8 — • 5 кг • 10 м = 490 Дж. Җавап: Ех-Е2 = 490 Дж; A = 490 Дж. 37. Бер үк биеклеккә күтәрелгән кайсы җисем¬ нең потенциаль энергиясе күбрәк: 1 дм3 күләмендә¬ ге тимернекеме әллә 2 дм3 күләмендәге алюминийны¬ кымы? 38. 2 һәм 10 кг лы ике җисемнең потенциаль энергия¬ ләре тигез булырга мөмкинме? 143
39. Җирдән 3 м биеклектә 2 кг массалы җисемнең 80 Дж механик энергиясе бар. Җисемнең кинетик энер¬ гиясе күпме? 40. 8 кг массалы җисем Җир өстеннән 2,5 м биеклек¬ тә тора. Җисемнең механик энергиясе 300 Дж булса, аның кинетик энергиясе булырмы? 41. Чыгыр валының радиусы 12 см, ә тоткага кадәр ара 60 см. Чыгыр ярдәмендә 500 кг массалы йөкне күтәрергә кирәк. Бер кеше 500 Н авырлыкны күтәрә алса, йөкне күтәрү өчен, ничә кеше кирәк булыр? 42. 20 кг массалы җисем 4 м биеклектә, 15 кг масса¬ лы җисем 5 м биеклектә тора. Кайсы җисемнең потен¬ циаль энергиясе зуррак?
Кабатлау өчен мәсьәләләр1 Матдә төзелеше турында башлангыч мәгълүматлар 1. Тозлы балыкны чылатып тозын чыгару нинди күренешкә нигезлән¬ гән? Балыктагы тозның суга ничек күчүен аңлатып бирегез. 2. Сөт тамчысын микроскоп аша караганда, анда вак кына май шар¬ чыкларын күрергә мөмкин. Ни өчен бу шарчыклар тәртипсез хәрәкәт итәләр? Сөтнең температурасы күтә¬ релгәндә, аларның хәрәкәте ни өчен көчәя? 3. Ни өчен салкын бүлмәдә сөт¬ нең өсте җылы бүлмәдәгегә кара¬ ганда тизрәк утыра? 4. Пыяла шешәне тыгызлап ябу өчен шомартып эшләнгән пыяла бөкедән файдаланалар. Бөкене һәм шешә авызының бөке тиеп торган урыннарын ышкып шомарталар. Шомартып яраштырылган бөке кул¬ лану нәрсәгә нигезләнгән? 5. Тышка юеш кер элгәннәр. Ни өчен туңганнан соң керне тигезләү һәм бөкләү кыен була? 6. Бер үк температурада газларда диффузия сыеклыклардагыга кара¬ ганда тизрәк бара. Ни өчен икәнен аңлатып бирегез. Җисемнәрнең үзара тәэсир итешүе 7. Трактор җир өстеннән бара. Тракторның өске һәм аскы табан¬ нары җиргә карата ничек күчә? 8. 60 км араны үр куяны — 1 сәг тә, бүре 1 сәг 20 мин та чабып үтә. Аларның йөгерү тизлеген исәпләп чыгарыгыз һәм чагыштырыгыз. 9. Гепард — имезүче хайваннар арасында иң тиз чабучы. Кыска дис¬ танциядә аның тизлеге 112^; кә җитә. Гепардның тизлеген 30 у тиз¬ лек белән баручы автомобиль тиз¬ леге белән чагыштырыгыз. 10. Беренче космик тизлек (җисем¬ гә Җирнең ясалма иярчене булып китү өчен кирәкле тизлек) 8^- ка тигез. Шундый тизлек белән очучы ракета 1 мин та күпме юл үтәр? 11. 1937 елда совет самолеты АНТ-25 (В. П. Чкалов экипажы) Мәс- кәүдән АКШка тукталышсыз очыш ясый. 63 сәг 16 мин та ул 9130 км ара үтә. Самолетның уртача очыш тизлеген табыгыз. 12. Совет космик ракетасы Җир¬ дән Айга кадәр булган 410 000 км араны 38,5 сәг тә очып үтә. Раке¬ таның уртача тизлеген табыгыз. 13. Дөньяда беренче космонавт Ю. А. Гагаринның «Восток» кораб¬ лендәге очышы 89,1 мин дәвам итте. 1 Перышкин А. В., Родина Н.А. Физика, 7 кл.— Казан: Татар, кит. нәшр., 1990. 10 К 7/79 145
Корабль 28 000 тизлек белән хәрәкәт итсә, шушы вакыт эчендә ул күпме юл үткән? 14. Җир өстеннән 8^ тизлек белән җибәрелгән ракета ничә ми¬ нуттан Җирдән 480 км ераклыкта булыр? Ил-18 самолетына, шул ук араны үтү өчен, күпме вакыт кирәк булыр? 15. Медицина термометрында терекөмеш баганасы төшсен өчен, термометрны «селкиләр» — аска төшерәләр дә кинәт туктаталар. Те¬ рекөмеш баганасының төшү сәбәбе нәрсәдә? 16. Озынлыкка сикергәндә, ни өчен йөгереп киләләр? 17. Мотоциклны ашыгыч тук¬ татканда, ни өчен ике тәгәрмәчен дә тормозлыйлар? Алгы тәгәрмәчне генә тормозлаганда, нинди хәл ки¬ леп чыгуы мөмкин? 18. Массасы 10 г булган пуля автоматтан 700 тизлек белән очып чыга. Кире бәрү нәтиҗәсендә, автомат 1,6 ~ тизлек ала. Автомат¬ ның массасын табыгыз. 19. Водород молекуласы су пары молекуласы белән бәрелешә. Бу вакытта кайсы молекула зуррак тизлек ала? Ничә тапкыр зуррак? 20. Мензуркага 100 г массалы су салынган. Шул ук мензурка белән шундый ук массадагы ке¬ росин, машина мае, сульфат кис¬ лотасы үлчәп алалар. Рәсемен ясап, мензуркада бу сыеклыкларның биеклекләрен билгеләгез. 146 21. Кайрау борысының озын¬ лыгы 30 см, киңлеге 5 см, калын¬ лыгы 2 см. Борысның массасы 1,2 кг. Борыс ясалган матдәнең тыгызлыгын табыгыз (һәм м -*з ларда). СМ 22. Озынлыгы 40 см, киңлеге 20 см лы аквариумга 35 см биек¬ лектә су салынган. Салынган су¬ ның массасын табыгыз. Шул ук кү¬ ләмдәге машина маеның массасы күпме булыр? 23. Һәр цистернаның күләме 50 м3 булса, 200 т массалы нефтьне ташу өчен ничә цистерна кирәк? 24. Стаканга 250 г су сыя. Бу стаканга салынган балның массасы күпме булыр? 25. Буш шешәнең массасы 460 г. Шул ук шешәнең массасы су сал¬ гач 960 г, көнбагыш мае салгач 920 г булыр. Бирелгәннәрдән чыгып, көн¬ багыш маеның тыгызлыгын табы¬ гыз. (Суның тыгызлыгын билгеле дип исәпләргә.) 26. Алюминий детальнең мас¬ сасы 300 г, күләме 150 см3. Бу де¬ таль эчендә бушлык бармы? 27. Электр лампасы ясаганда, аның эчендәге һавасын суырткан¬ нар. Лампа эчендә калган һаваның массасы башта булган һава мас¬ сасыннан 8 млн тапкыр азрак, һа¬ ваның тыгызлыгы ничек үзгәргән? Күләм берәмлегендәге молекула¬ лар саны ничек үзгәргән? 28. Банкага салынган сыек ба¬ лавызның өслеге горизонталь хәл¬ дә була. Катканнан соң, анда чокыр
ясала. Каткач, балавызның күләме, массасы, тыгызлыгы ничек үзгәрә? Күләм берәмлегендә балавыз моле¬ кулаларының саны ничек үзгәрә? 29. Моңа кадәр мәгълүм булган иң зур китлардан берсенең массасы 150 т. Бу китка тәэсир итүче авыр¬ лык көче нинди? 30. Дөньядагы иң зур кош — Африка тәвә кошы; аның массасы 90 кг га җитә. Тәвә кошының авыр¬ лыгын табып, массасы 2 г булган иң кечкенә кош — колибри кошы¬ ның авырлыгы белән чагыштыры¬ гыз. 31. Бер кыз 0,75 л көнбагыш мае сатып алган. Майның массасы һәм авырлыгы нинди? (Көнбагыш маеның тыгызлыгы 0,930 -V) см 32. Өстәл өстендә 4 кг массалы кирпеч ята. Кирпечкә тәэсир итүче авырлык көчен исәпләп чыгарыгыз. Масштабны 1 см —ЮН итеп алып, кирпечнең авырлык көчен, авыр- Каты җисемнәр, сыеклы) 39. Ни өчен рюкзак бавын киң итеп ясыйлар? 40. Дүрт күчәрле вагонның мас¬ сасы 60 т. Бер тәгәрмәченең рельска орыну мәйданы 10 см2. Вагонның рельска басым көчен табыгыз. 41. Массасы 80 кг булган спорт¬ чы тимераякта шуып бара. Әгәр ти¬ мераякның озынлыгы 40 см, йөзе¬ нең калынлыгы 3 мм булса, спорт¬ чы бозга нинди басым ясый? лыгын һәм өстәлнең эластиклык көчен графикта сурәтләгез. Әгәр кирпечкә кул белән бассаң, бу өч көчнең кайсы үзгәрә? 33. Автомобильнең тарту көче 1000 Н, аның хәрәкәтенә каршылык көче 700 Н. Бу көчләрнең бердәй тәэсир итүчесен табыгыз. 34. 70 кг массалы эшче 40 кг массалы йөк күтәргән. Ул җиргә нинди көч белән баса? Бу көчне гра¬ фикта сурәтләгез. 35. Карга борыны һәм тиски ир¬ нәүләрен ни өчен сырлы итеп эшли¬ ләр? 36. Өслекләрне бер-берсенә ыш¬ кып шомартканда, алар арасында ышкылу ни өчен башта кими, ә ан¬ нары яңадан арта? 37. Тайгак юлдан барганда, йөк төялгән автомобиль тәгәрмәчләре буш автомобиль тәгәрмәчләренә караган¬ да ни өчен азрак таеп әйләнеп тора? 38. Ни өчен автомобиль яки мото¬ циклның тормозын май эләгүдән сакларга кирәк? р һәм газларның басымы 42. Асфальт юлдан баручы авыр танк асфальтны бозмый. Ә ни өчен танк астына эләккән кирпеч изе¬ лә? 43. Шөпшә үзенең угын 0,00001 Н көч белән кадый. Шундый кеч¬ кенә көч белән тәэсир итеп тә, ул ничек хайван тиресен тишә ала? Әгәр ук очының мәйданы 0,000000000003 см2 булса, тирегә ул нинди басым ясый? ю* 147
44. Мензурканың биеклеге 20 см. Аңа чиратлап су, керосин, машина мае салып карыйлар. Бәр сыеклыкның мензурка төбенә басымын табыгыз. 45. Мәскәү университеты бинасы¬ ның биеклеге 180 м. Иң аскы һәм иң өске катлардагы краннарда су басымының аермасы нинди? 46. Тирән сулыш алганда, олы ке¬ шенең үпкәсенә 4 дм3 чамасы һава керә. Бу һаваның массасын табыгыз. 47. Үзегез яшәгән бүлмә күләмен¬ дәге һаваның массасын табыгыз. 48. 1 м дан кыскарак пыяла көп¬ шә белән Торричелли тәҗрибәсен ясап буламы? Әгәр көпшә 1 м дан озынрак булса? 49. Иреннәргә нык ябышып тор¬ ган өрәңге яфрагы тиз генә сулыш алганда шартлый. Яфракны нинди көч шартлата? Эш һәм ега 54. Кыру станогының кискече детальгә 750 Н көч белән тәэсир итә. 120 см га күчкәндә, кискеч күпме эш башкара? 55.15 кг массалы җисемне күтәр¬ гәндә, 60 Дж эш башкарылган. Җи¬ семне нинди биеклеккә күтәргәннәр? 56. Массасы 70 кг булган спорт¬ чы 0,4 с та 200 см биеклеккә сикер¬ гән. Бу вакытта аның уртача егәр¬ леге күпмегә җиткән? 57. Зур егәрлекле башнялы кран 5 т массалы йөкне күтәрә ала. Әгәр йөк күтәргәндә, кранның моторы егәрлеген 30 кВт ка җиткерсә, йөк 20 м биеклеккә күпме вакыт эчендә күтәрелер? 148 50. Күләмнәре тигез ике җисем сыеклык эчендә төрле тирәнлекләр¬ дә торалар. Бу җисемнәргә тәэсир итүче этеп чыгару көчләре бердәйме? (Сыеклык бик аз кысылучан бул¬ ганга, аның тыгызлыгын һәркайда бердәй дип исәпләргә.) 51. Күләме 10 см3 булган җисем¬ не суга, керосинга, терекөмешкә ба¬ тырганда, аңа тәэсир итүче этеп чы¬ гару көчен табыгыз. 52. Матдәләрнең тыгызлыгы таб¬ лицасыннан файдаланып, суда алар¬ ның кайсылары йөзгәнен, кайсы¬ лары батканын күрсәтегез. Җавабы¬ гызны нигезләгез. 53. Елга өсте тигезлегендә тепло¬ ходның кисем мәйданы 5400 м2. Йөк төягәч, теплоходның суда утыру тирәнлеге 40 см га арткан. Йөкнең авырлыгын табыгыз. к. Энергия 58. Массасы 200 кг булган печән чүмәләсе кибән куйгычта күчмә блок ярдәмендә күтәртелә. Күтәрү тросы¬ ның очына нинди көч куела? Печән¬ не 7,5 м биеклеккә күтәргәндә, бара¬ банга ничә метр трос урала? Ышкы¬ луны исәпкә алмаска. 59. Түбәндәге җисемнәр нинди төр механик энергиягә ия: сәгатьнең бо¬ рылган пружинасы; таудан шуып төшүче чана; плотинадан төшүче су агынтысы; хәрәкәт итүче лифт? 60. Үлчәмнәре бердәй булган агач һәм тимер борыслар бер үк биеклеккә куелган. Бу борысларның кайсысы¬ ның потенциаль энергиясе зуррак булыр?
Өстәмә мәсьәләләрнең җаваплары 2. 0,83^. 3.10^. 4. Беренчесе 20 кә. 5. 2 с ка; 680 м га. 6. 30 с та. С С СӘГ 7.11 294 сәг. 11. Корычтан. 12. 5,3 м3. 13. Якынча 1 см3.14. Ике банка. 16.108 -Д-. м3 17. 150 000^7 . 18. 0,4 м2; 8000 Н. 19. 72 кг. 20. 50 000^7. 21.5 000 000^. М м м 24.480 000^7. 26. 4000 Н. 28. 23^7; 115^7; 184^7. 30. 250 Дж. 31.980 кг. м м м м 32.41 400 Н. 33.100 с. 34.130 кВт. 35. 7 143 Дж; 357 Н. 37. Тимернеке. 38. Мөмкин. 39. 20 Дж. 40. Булыр, 100 Дж. 41. Ике кеше. 42. Беренчесенеке. Кабатлау өчен бирелгән мәсьәләләрнең җаваплары 8. 60 км/сәг; 45 км/сәг. 9. Гепардның тизлеге =31 м/с. 11. =144 км/сәг. 12. = 11000 км/сәг. 13. 41 600 км. 14. 1 мин; = 44,4 мин. 18. = 4,4 кг. 19. Водород молекуласының тизлеге су молекуласыныкына караганда 9 тапкыр артыграк үзгәрә. 21. 4000 кг/м3. 22. 28 кг; 25,2 кг. 23. 5. 24. 337,5 г. 25. 0,92 г/см3. 26. Бар. 27. 8 000 000 тапкыр кимегән. 29. = 1500 кН. 30. =900 Н; =0,02 Н. 31. 697,5 г; = 7 Н. 32. =40 Н; эластиклык көче үзгәрер. 33. 300 Н. 34. = 1,1 кН. 40. 75 000 кПа. 41. =670 кПа. 43. =3-1О10 Па. 44. 2 кПа; 1,6 кПа; 1,8 кПа. 45. 1800 кПа. 46. 5 г. 51. = 0,1 Н; = 0,08 Н; = 1,36 Н. 53. = 21 600 кН. 54. 900 Дж. 55. = 40 см. 56. =3,5 кВт. 57. =33с. 58. =1000 Н; 15 м. 60. Тимер.
ЭЧТӘЛЕК Кереш 1. Физика нәрсә өйрәнә 4 2. Табигать күренешләре, физик күренешләр 7 3. Күзәтүләр һәм тәҗрибәләр 9 4. Физик зурлыклар һәм аларны үлчәү 11 5. Физика һәм техника 14 Матдә төзелеше турында башлангыч мәгълүматлар 6. Җисемнәрнең эчке төзелешен белү ни өчен кирәк 17 7. Матдә төзелеше. Молекулалар 18 8. Молекулаларның хәрәкәте. Диффузия 19 9. Молекулаларның хәрәкәт тизлеге һәм җисемнең температурасы 21 10. Молекулаларның үзара тартылуы һәм этелүе 22 11. Матдәнең өч төрле халәте 24 12. Каты җисемнәрнең, сыеклыкларның һәм газларның молекуляр төзе¬ леше 26 Җисемнәрнең үзара тәэсир итешүе 13. Механик хәрәкәт 30 14. Тигез хәрәкәт 32 15. Тигез хәрәкәтнең тизлеге. Тизлек берәмлекләре 34 16. Тигезсез хәрәкәт. Уртача тизлек 36 17. Механик хәрәкәттәге тизлекне, юлны һәм вакытны исәпләү 37 18. Җисемнәрнең үзара тәэсир итешүе 41 19. Инерция 42 20. Җисемнең массасы. Массаны үлчәү берәмлекләре 45 21. Җисемнең массасын үлчәү ысуллары. Үлчәү 47 22. Матдәнең тыгызлыгы 48 23. Молекулаларның массасы. Җисемнең массасын аның тыгызлыгы аша исәпләү 51 24. Көч 53 25. Авырлык көче 54 26. Эластиклык көче. Җисемнең авырлыгы 55 27. Көч берәмлекләре 57 28. Динамометр 57 29. Көч — вектор зурлык 60 30. Көчләрне кушу. Бердәй тәэсир итүче көч 61 31. Ышкылу. Ышкылу көче 64 32. Ышкылу төрләре 65 33. Табигатьтә һәм техникада ышкылу 67 150
Каты җисемнәр, сыеклыклар һәм газларның басымы 34. Басым 69 35. Басымны арттыру һәм киметү юллары 71 36. Газ басымы 73 37. Сыеклык һем газларның басымны күчерүләре Паскаль законы 76 38. Гидравлик машина. Гидравлик тормоз 78 39. Сыеклык һәм газ эчендәге басым 80 40. Сыеклыкның савыт төбенә һәм стеналарына ясаган басымын исәпләү .... 82 41. Тоташкан савытлар 84 42. Тоташкан савытлар принцибын тормышта куллану 85 43. Атмосфера басымы турында 87 44. Атмосфера басымын үлчәү 88 45. Төрле биеклекләрдә атмосфера басымы 90 46. Манометрлар. Кан басымын үлчәү 92 47. Пешкәкле сыеклык насосы 94 48. Сыеклыкның һәм газның үзләренә батырылган җисемгә тәэсире 95 49. Сыеклык эченә батырылган җисемне этеп чыгаручы көчнең зурлыгы. Архимед көче 96 50. Җисемнәрнең йөзүе 98 51. Җисем матдәсенең һәм сыеклыкның тыгызлыгына бәйле рәвештә җи¬ семнәрнең йөзүләре 99 52. Су транспорты 101 53. Ьавада очу 102 Механик эш һәм егәрлек. Энергия 54. Механикалаштыру. Гади механизмнар 104 55. Гади механизмнар ярдәмендә көчне үзгәртү 107 56. Көч моменты 108 57. Механик эш. Механиканың «алтын кагыйдәсе» 109 58. Гади механизмнарда башкарылган эшнең тигезлеге 112 59. Егәрлек 116 60. Механизмның файдалы эш коэффициенты 118 61. Энергия 121 62. Механик энергиянең төрләре. Потенциаль һәм кинетик энергия 122 63. Механик энергиянең бер төрдән икенче төргә әверелүе. Энергиянең саклануы 124 Кушымта Лаборатор эшләр 128 Өстәмә мәсьәләләр һәм кайбер мәсьәләләрне чишү үрнәкләре 139 Кабатлау өчен мәсьәләләр 145 Өстәмә һәм кабатлау өчен бирелгән мәсьәләләрнең җаваплары 149
Учебное издание Гайфуллин Василь Габдуллович Исламшин Рашит Ахатович ФИЗИКА Учебник для 7 класса татарской средней общеобразовательной школы 2-е издание, дополненное Казань. Издательство «Магариф». 2006 На татарском языке Уку-укыту басмасы Гайфуллин Васил Габдуллович Исламшин Рәшит Әхәтович ФИЗИКА Татар урта гомуми белем бирү мәктәбенең 7 нче сыйныфы өчен дәреслек Тулыландырылган икенче басма Редакторы Л. X. Мөхэммэтҗанова Бизәлеш редакторы Р.А. Сайфуллина Техник редакторы Ә. С. Трофимова Корректоры Р. Ә. Файзуллина Компьютерда биткә салучысы Н. А. Казакова Рәсемнәрне компьютерда эшкәртүчесе Э. Ф. Нурмөхэммэтова Оригинал-макеттан басарга кул куелды 29.12.2006. Форматы 70x901/i6. Офсет кәгазе. «Школьная» гарнитурасы. Офсет басма. Шартлы басма табагы 11,12 + форз. 0,29. Нәшер-хисап табагы 7,76 + форз. 0,49. Тиражы 3 000 д. Заказ К 7/79. «Мәгариф» нәшрияты. 420111. Казан, Бауман урамы, 19. Тел./факс (843) 292-57-48. http://magarif.kazan.ru E-mail: magarif@mail.ru ДУП «Полиграфия-нәшрият комбинаты». 420111. Казан, Бауман урамы, 19.
ФИЗИК KYF 1. Диффузия 2. Броун хәрәкәте 3. Молекулаларның үзара тартылуы һәм этелүе 4. Җисемнәрнең үзара тәэсир итешүе ФИЗИК ПРИБОРЛАР һе 1. Мензурка 6. Динамометр 2. Штангенциркуль 7. Үлчәү 3. Микрометр 8. Гидравлик машина 4. Термометр 9. Гидравлик тормоз 5. Спидометр 10. Гидравлик пресс
’ЕНЕШЛӘР 5. Инерция 6. Ышкылу 7. Деформацияләнү 8. Җисемнәрнең йөзүе М ТЕХНИК ҖИҺАЗЛАР 11. Тоташкан 15. Гади механизмнар савытлар 16. Рычаг 12. Манометр 17. Блок 13. Барометр 18. Чыгыр 14. Насос 19. Авыш яссылык