Bu dərsi bir ailənin alış-veriş günü ilə keçəcəyik: supermarketdə boş və dolu araba, evə qayıdarkən qəfil tormozlayan avtobus və həyətdə skeytbordla bir-birini itələyən ata və oğul. Hər hadisəni əvvəl animasiyada görəcək, sonra Nyutonun üç qanunu ilə izah edib hesablayacaq və DİM tapşırıqlarında tətbiq edəcəyik.
≈ 50 dəqiqə5 fəsil4 DİM tapşırığı7 və 10-cu sinif materialıŞənbə günü ailə supermarketə gəlir. Ana boş arabanı yüngülcə itələyir — təxminən 20 N qüvvə ilə — və 10 kq-lıq araba asanlıqla sürətlənir. Döşəmə hamardır, təkərlər yaxşı fırlanır, sürtünməni nəzərə almamaq olar.
Alış-verişin sonunda arabaya 30 kq ərzaq yığılıb, onun kütləsi 40 kq olub. Ana onu yenə eyni 20 N qüvvə ilə itələyir. Sual: dolu arabanın təcili boş arabanın təcilindən neçə dəfə kiçik olacaq?
Müqayisə üçün hər iki araba eyni anda, eyni xətdən buraxılıb.Əvvəlcə təxmin etSənin fikrincə, dolu arabanın təcili neçə dəfə kiçikdir? Cavabı 3-cü fəsildə hesablayacağıq.
Bu sualın cavabı Nyutonun ikinci qanunundadır. Amma əvvəlcə bilməliyik: qüvvə olmayanda cisim necə hərəkət edir, kütlə nədir və bir neçə qüvvə necə toplanır. Ailənin alış-veriş günü — supermarket, avtobus, həyət — bu suallara addım-addım cavab verəcək.
Fəsil 1Ailə alış-verişdən avtobusla qayıdır. Avtobus düz yolla 36 km/saat (10 m/san) sürətlə bərabər gedir. Keçiddə, qabaq divardan 5 m aralıda, uşağın topu sakitcə durur.
Qəfildən sürücü tormozu basır: avtobus 2,5 m/san² təcillə yavaşıyır. Ayaq üstə duran sərnişin qabağa əyilir, top isə heç kim ona toxunmadan qabağa yuvarlanmağa başlayır. Sual: topu nə hərəkətə gətirdi və o, neçə saniyəyə qabaq divara çatacaq?
Pəncərədən görünən dirəklər avtobusun sürətini göstərir: tormozda onlar yavaşıyır.Qədim yunan filosofu Aristotel hesab edirdi ki, cismin hərəkəti üçün ona daim təsir lazımdır. Qaliley təcrübələrlə göstərdi ki, bu belə deyil: sürtünmə nə qədər kiçikdirsə, itələnmiş cisim bir o qədər uzun yol gedir. Təsir olmasaydı, cisim sürətini həmişəlik saxlayardı.
ƏtalətCismin sürətini saxlamaq xassəsi ətalətlilik adlanır. Başqa cisimlərin təsiri olmadıqda (və ya təsirlər bir-birini kompensasiya etdikdə) cismin sükunət və ya düzxətli bərabərsürətli hərəkət halını saxlaması hadisəsi ətalət hadisəsidir.
Nyutonun I qanunuElə hesablama sistemləri var ki, onlara nəzərən cisim başqa cisimlərin təsiri olmadıqda və ya bu təsirlər kompensasiya olunduqda sükunət və ya düzxətli bərabərsürətli hərəkət halını saxlayır. Belə sistemlər ətalət hesablama sistemləri adlanır.
Yerlə bağlı sistem praktikada ətalət sistemi sayılır. Ətalət sisteminə nəzərən sükunətdə olan və ya düzxətli bərabərsürətli hərəkət edən istənilən sistem də ətalət sistemidir. Təcillə hərəkət edən sistemlər — sürətlənən və ya tormozlayan avtobus, döngədə dönən qatar, fırlanan karusel — ətalət sistemi deyil: onlarda cisimlər heç bir qüvvə olmadan təcil alır.
Animasiya · tormoz: iki sistemdəYuxarıda Yerə nəzərən: topa üfüqi qüvvə təsir etmir və o, 10 m/san sürətini saxlayır — avtobus isə yavaşıyır və top divarı “haqlayır”. Aşağıda avtobusa nəzərən: top 2,5 m/san² təcillə qabağa gedir, halbuki ona heç kim toxunmur — tormozlayan avtobus ətalət sistemi deyil.HekayəTopu heç nə hərəkətə gətirmədi — o, ətalətlə Yerə nəzərən əvvəlki 10 m/san sürətini saxladı, avtobus isə altından “yavaşıdı”. Avtobusa nəzərən top 2,5 m/san² təcillə qabağa gedir: 5 = 2,5·t²/2, buradan t = 2 san. Sərnişinin qabağa əyilməsi də ətalətdir: ayaqları avtobusla yavaşıyır, bədəni isə sürətini saxlamağa çalışır.
Nümunə 1Hansı qatarla bağlı sistem ətalət sistemidir: a) stansiyada dayanmış; b) düz yolda 72 km/saat sabit sürətlə gedən; c) stansiyadan sürətlənərək çıxan; d) döngədə sabit sürətlə dönən?
Hər ikisində sürət vektoru dəyişmir, təcil sıfırdır.
Döngədə sərnişinlərin kənara “atılması” buna görədir.
Cisimlərin Yerə nəzərən hərəkət qrafikləri verilmişdir. Hansı cisimlərlə bağlı hesablama sistemi ətalət hesablama sistemidir?
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.A) yalnız I və VB) I, III, VC) I, II, IVD) yalnız IV və VIE) II, III, VIYer ətalət sistemi sayılır; ona nəzərən təcilsiz hərəkət edən sistem də ətalət sistemidir.
Eyni tapşırıq 07.06.2026, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A69).
DİM-in rəsmi izahı (07.06.2026)Yerə nəzərən ya sükunətdə (I), ya da düz xətli bərabərsürətli (II və IV) hərəkətdə olan cisimlərlə bağlı hesablama sistemi ətalət hesablama sistemidir.Mənbə: DİM izahı — 07.06.2026, I ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
Düz yolda sabit sürətlə gedən qatarda sərnişin topu şaquli yuxarı atır. Top onun əlindən neçə metr kənara düşəcək?
Qatar ətalət sistemidir: orada hər şey dayanmış qatardakı kimi baş verir.
Fəsil 2Dolu arabanı yerindən tərpətmək boş arabadan çətindir: onun ətalətliliyi böyükdür. Cismin ətalətliliyinin ölçüsü kütlədir.
Kütlə və sıxlıqKütləm — cismin ətalətliyinin ölçüsüdür; vahidi 1 kq. Eyni təsirdə kütləsi böyük olan cismin sürəti az dəyişir. Sıxlıq — maddənin vahid həcminin kütləsidir: ρ = m/V; vahidi 1 kq/m³ (1 q/sm³ = 1000 kq/m³). Məsələn, su 1000 kq/m³, alüminium 2700 kq/m³, dəmir 7800 kq/m³.
Nümunə 2Supermarketdən alınan 1 litrlik bal bankasındakı balın kütləsi 1,4 kq-dır. Balın sıxlığını tapın.
Bal sudan 1,4 dəfə sıxdır — ona görə suda batır.
QüvvəF→ — cisimlərin qarşılıqlı təsirinin ölçüsüdür, vektor kəmiyyətdir: modulu, istiqaməti və tətbiq nöqtəsi var. Vahidi 1 N (nyuton). Cismə bir neçə qüvvə təsir edirsə, onların təsirini əvəz edən bir qüvvəyə — həmin qüvvələrin vektor cəminə — əvəzləyici qüvvə deyilir: F→ = F→₁ + F→₂ + ….
Qüvvələrin toplanmasıİki qüvvə üçün: eyni istiqamətdə — R = F₁ + F₂; əks istiqamətdə — R = |F₁ − F₂|; perpendikulyar — R = √(F₁² + F₂²); ixtiyari α bucağında (paraleloqram qaydası):
R² = F₁² + F₂² + 2F₁F₂·cos α
Animasiya · iki qüvvənin əvəzləyicisiQüvvələr arasındakı bucaq artdıqca əvəzləyici azalır: 0°-də 70 N, 90°-də 50 N, 180°-də 10 N. Əvəzləyici heç vaxt F₁ + F₂-dən böyük və |F₁ − F₂|-dən kiçik olmur.Nümunə 3Ata və oğul ağır qutunu iki iplə dartırlar: ata 40 N qüvvə ilə şimala, oğul 30 N qüvvə ilə şərqə. Əvəzləyici qüvvəni tapın. Hər ikisi şərqə dartsaydı? Əks tərəflərə dartsaydılar?
Paraleloqram düzbucaqlıdır, əvəzləyici onun diaqonalıdır (3–4–5 üçbucağı).
Kütləsi 540 q olan alüminium hissənin həcmi 200 sm³-dir. Alüminiumun sıxlığını kq/m³ ilə tapın.
540 q : 200 sm³ = 2,7 q/sm³; 1 q/sm³ = 1000 kq/m³.
Fəsil 3Təcrübələr göstərir: eyni cismə təsir edən qüvvə 2 dəfə artanda təcil də 2 dəfə artır; eyni qüvvə 2 dəfə ağır cismə 2 dəfə kiçik təcil verir. Hər iki nəticəni bir düstur birləşdirir.
Nyutonun II qanunuƏtalət hesablama sistemində cismin təcili ona təsir edən əvəzləyici qüvvə ilə düz, cismin kütləsi ilə tərs mütənasibdir və əvəzləyici qüvvə istiqamətində yönəlir: a→ = F→/m. 1 N — 1 kq kütləli cismə 1 m/san² təcil verən qüvvədir: 1 N = 1 kq·m/san².
F→ = ma→
Diqqət: II qanunda F — bütün qüvvələrin əvəzləyicisidir. Əvəzləyici sıfırdırsa, təcil də sıfırdır — I qanun II qanunun xüsusi halı kimi görünür, amma o, II qanunun doğru olduğu sistemləri (ətalət sistemlərini) müəyyən edir.
Animasiya · eyni qüvvə — fərqli kütləEyni 40 N qüvvə: 5 kq-lıq cisim 8 m/san², 10 kq-lıq cisim 4 m/san² təcil alır. 2 san-də birinci 16 m, ikinci 8 m gedir. Sabit qüvvədə a·m = F sabitdir — a(m) qrafiki hiperboladır.Nümunə 4Hekayədəki məsələ: arabaya 20 N qüvvə təsir edir. Boş araba 10 kq, dolu araba 40 kq-dır. Təcilləri tapın və müqayisə edin. Dolu araba 3 san-də hansı sürəti alar?
Eyni qüvvədə təcillər kütlələrlə tərs mütənasibdir.
Supermarketdəki sualın cavabı: kütlə 4 dəfə artdı — təcil 4 dəfə azaldı. Ona görə dolu arabanı yerindən tərpətmək və onu saxlamaq daha çətindir: eyni sürəti almaq və ya itirmək üçün 4 dəfə çox vaxt və ya 4 dəfə böyük qüvvə lazımdır.
İmtahanda belə soruşulurDİM · 01.06.2025Sabit qüvvənin təsiri ilə müxtəlif cisimlərin aldığı təcilin onların kütləsindən asılılıq qrafiki verilmişdir. Bu qüvvənin qiymətini hesablayın.
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.A) 40 NB) 20 NC) 30 ND) 10 NE) 50 NQüvvə sabit olduğu üçün qrafikin istənilən nöqtəsi eyni F-i verməlidir.
Eyni tapşırıq 01.06.2025, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A63).
DİM-in rəsmi izahı (01.06.2025)Müəyyən kütləli cismin sabit qüvvənin təsiri ilə aldığı təcilin uyğun qiymətini verilmiş qrafikindən götürüb, Nyutonun 2-ci qanununda yerinə yazmaqla bu qüvvənin qiymətini hesablamaq olar: F = ma = 5 · 8 = 40NMənbə: DİM izahı — 01.06.2025, I ixtisas qrupu (PDF)İmtahanda belə soruşulurDİM · 12.07.2026
Düzxətli hərəkət edən iki cismin (1 və 2) təcillərinin onlara təsir edən əvəzləyici qüvvələrdən asılılıq qrafikləri verilmişdir. Kütləsi m=2m₁+5m₂ olan cismə 90 N qüvvənin verdiyi təcili (m/san² ilə) hesablayın.
Şəkil addımlarla birlikdə dəyişir.Xətt nə qədər dikdirsə, kütlə o qədər kiçikdir.
Eyni tapşırıq 12.07.2026, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A85).
DİM-in rəsmi izahı (12.07.2026)Nyutonun II qanunundan istifadə edərək cisimlərin kütlələri hesablanır: m₁ = F₁/a₁ = 12N/(6 m/san²) = 2kq , m₂ = F₂/a₂ = 12N/(12 m/san²) = 1kq . m = 2m₁ + 5m₂ = 9kq olduğundan, a = F/m = 90N/9kq = 10 m/san² alınır.Mənbə: DİM izahı — 12.07.2026, I ixtisas qrupu (PDF)
İndi özün sına: qüvvəni və kütləni dəyiş, təcilin necə dəyişdiyinə bax.
Laboratoriya · qüvvəni və kütləni dəyişAnimasiya · Nyutonun II qanunuqüvvə F20 Nkütlə m10 kqQüvvəni 2 dəfə artır — təcil 2 dəfə artır; kütləni 2 dəfə artır — təcil 2 dəfə azalır. Sürtünmə nəzərə alınmır.Özün yoxlaKütləsi 4 kq olan cismə 2 N və 10 N qüvvələr əks istiqamətlərdə təsir edir. Cismin təcilini (m/san²) tapın.
Əvvəlcə əvəzləyici: 10 − 2 = 8 N.
Fəsil 4II qanun vektor bərabərliyidir: təcil həmişə əvəzləyici qüvvə istiqamətindədir, sürət isə istənilən istiqamətdə ola bilər. Yuxarı atılmış top yuxarı qalxır, amma ona təsir edən ağırlıq qüvvəsi və onun təcili aşağı yönəlib. Çevrə üzrə bərabərsürətli hərəkətdə təcil mərkəzə yönəlib (a = υ²/R), deməli əvəzləyici qüvvə də mərkəzə yönəlməlidir.
Çevrə üzrə hərəkətdə II qanunÇevrə üzrə bərabərsürətli hərəkət edən cismə təsir edən qüvvələrin əvəzləyicisi mərkəzə yönəlib və sürətə perpendikulyardır; modulu:
F = mυ²/R = mω²R = 2πmυ/T
Animasiya · ipə bağlı şayba buz üzərindəİpin dartma qüvvəsi (qırmızı) hər an mərkəzə yönəlib və sürətə (yaşıl) perpendikulyardır: o, şaybanı sürətləndirmir, yalnız onun hərəkət istiqamətini döndərir.Nümunə 5Kütləsi 1000 kq olan avtomobil radiusu 50 m olan döngədən 10 m/san sabit sürətlə keçir. Avtomobilə təsir edən qüvvələrin əvəzləyicisini tapın. Sürət 2 dəfə artsa, necə dəyişər?
Bu qüvvəni təkərlərlə yol arasındakı sürtünmə yaradır; yaş yolda o kifayət etməyə bilər — ona görə döngələrdə sürəti azaldırlar.
Çevrə üzrə bərabərsürətli hərəkətdə cismə təsir edən qüvvələrin əvəzləyicisinin modulu hansı ifadə ilə təyin olunur (m – cismin kütləsi, T – fırlanma periodu, v – sürətidir)?
A) Tm/(2πv²)B) 2πT/(mv)C) mv/(2πT)D) 2πvm/TE) 2πm/(Tv²)Bir dövrdə cisim 2πR yol gedir, buna T vaxt sərf edir.
Vahid yoxlaması test variantlarını sürətlə ayırmağa kömək edir.
Eyni tapşırıq 13.07.2025, IV ixtisas qrupu imtahanında da verilib (A64).
DİM-in rəsmi izahı (13.07.2025)Çevrə üzrə bərabərsürətli hərəkətdə cismə təsir edən qüvvələrin əvəzləyicisinin modulu: F = ma = 2πυm/T .Mənbə: DİM izahı — 13.07.2025, I ixtisas qrupu (PDF)Özün yoxla
Karuseldə oturan 30 kq kütləli qız mərkəzdən 4 m aralıdadır, karusel 8 san-də bir dövr edir. Qıza təsir edən əvəzləyici qüvvəni (N) tapın (π² ≈ 9,87).
F = m·4π²R/T² = 30·4·9,87·4/64.
Fəsil 5Evdə ərzaq yerbəyer edildikdən sonra oğlan (30 kq) və atası (75 kq) həyətdə skeytbordla sürüşürlər. Onlar üz-üzə dayanıb ovuclarını birləşdirir və bir-birini itələyirlər: itələmə 0,4 san çəkir.
Oğlan deyir: “Mən zəifəm, demək atam məni daha güclü itələyəcək”. Sual: kimə daha böyük qüvvə təsir edəcək, kim daha sürətli diyirlənəcək və neçə dəfə?
Sürtünmə nəzərə alınmır. Qırmızı oxlar — itələmə zamanı hər birinə təsir edən qüvvə.Qüvvə həmişə iki cismin qarşılıqlı təsirinin nəticəsidir: əl divarı itələyəndə divar da əli itələyir, Yer almanı cəzb edəndə alma da Yeri cəzb edir. Bu təsirlər arasında sadə və dəqiq əlaqə var.
Nyutonun III qanunuİki cisim bir-birinə modulca bərabər, bir düz xətt boyunca əks istiqamətlərə yönəlmiş qüvvələrlə təsir edir. Bu qüvvələr eyni təbiətlidir və müxtəlif cisimlərə tətbiq olunur, ona görə bir-birini tarazlaşdırmır.
F→₁₂ = −F→₂₁
Animasiya · iki qayıq və ipİp hər iki qayığa eyni 60 N qüvvə ilə təsir edir. Yüngül qayıq 3 dəfə böyük təcil alır və görüşə qədər 3 dəfə çox yol gedir: 4,5 m və 1,5 m. Görüşdə hər ikisi dayanır: hər an onların impulsları modulca bərabər və əks yönəlmişdir.Nümunə 6Hekayədəki məsələ: oğlan (30 kq) və ata (75 kq) 0,4 san ərzində bir-birini 150 N qüvvə ilə itələyir. Hər birinin təcilini və itələmədən sonrakı sürətini tapın.
“Güclü” və ya “zəif” olmaq qüvvələrin bərabərliyini dəyişmir: hər ikisi bir-birinə eyni qüvvə ilə təsir edir.
Oğlan yanılırdı: atası onu, o isə atasını eyni qüvvə ilə itələdi. Amma eyni qüvvə yüngül oğlana 2,5 dəfə böyük təcil verdi, ona görə o, 2,5 dəfə sürətli diyirləndi. Ata gülür: “Qüvvələr bərabər idi, kütlələr yox!”
Məşhur “at və araba” paradoksu: at arabanı nə qədər dartırsa, araba da atı o qədər geri dartır, bəs onda niyə hərəkət edirlər? Çünki bu qüvvələr müxtəlif cisimlərə tətbiq olunur. Atın hərəkətini onun ayaqlarına yerin göstərdiyi sürtünmə qüvvəsi ilə arabanın onu geri dartma qüvvəsinin fərqi müəyyən edir.
Özün yoxlaYer kütləsi 200 q olan almanı 2 N qüvvə ilə cəzb edir. Alma Yeri hansı qüvvə ilə (N) cəzb edir?
III qanun: qüvvələr modulca bərabərdir; fərqli olan təcillərdir.
YekunQüvvə sürəti saxlamaq üçün yox, onu dəyişmək üçün lazımdır. Qüvvə olmasa, cisim ətalətlə hərəkət edir.
Qüvvə həmişə sürət istiqamətindədirQüvvə təcil istiqamətindədir. Yuxarı uçan topa ağırlıq qüvvəsi aşağı, çevrə üzrə hərəkətdə isə mərkəzə təsir edir.
Təsir və əks-təsir qüvvələri bir-birini tarazlaşdırırOnlar müxtəlif cisimlərə tətbiq olunur. Tarazlaşdırmaq yalnız eyni cismə təsir edən qüvvələrə aiddir.
Ağır (güclü) cisim yüngül cismə daha böyük qüvvə ilə təsir edirQarşılıqlı təsir qüvvələri həmişə bərabərdir; fərqli olan təcillərdir: a₁/a₂ = m₂/m₁.
YekunTapşırıqlar asandan çətinə düzülüb. Əvvəl özün həll et, sonra variantı seç; izah cavabdan sonra açılır.
1 · 1-ci səviyyəHansı cisimlə bağlı sistem ətalət sistemidir?
Təcili sıfır olan (bərabərsürətli düzxətli) sistem ətalət sistemidir.
2 · 1-ci səviyyəKütləsi 2 kq olan cismə 10 N əvəzləyici qüvvə təsir edir. Təcil:
a = F/m = 10/2 = 5.
3 · 2-ci səviyyəBir nöqtəyə 6 N və 8 N qüvvələr düz bucaq altında təsir edir. Əvəzləyici:
√(36 + 64) = 10.
4 · 2-ci səviyyəHəcmi 0,002 m³ olan alüminium hissənin kütləsi (ρ = 2700 kq/m³):
m = ρV = 2700·0,002 = 5,4.
5 · DİM səviyyəsiEyni qüvvə m₁ kütləli cismə 6 m/san², m₂ kütləli cismə 3 m/san² təcil verir. Bu qüvvə bir-birinə bərkidilmiş hər iki cismə hansı təcili verər?
m₁ = F/6, m₂ = F/3; a = F/(F/6 + F/3) = 1/(1/2) = 2 m/san².
6 · DİM səviyyəsiİki idmançı ipi əks tərəflərə hər biri 400 N qüvvə ilə dartır, ip hərəkətsizdir. İpin dartılma qüvvəsi:
İpin hər nöqtəsində gərilmə 400 N-dur: bir idmançını divarla əvəz etsək, divar da 400 N qüvvə ilə dartır (III qanun).
İmtahan tapşırıqları və rəsmi izahlar — DİM:
Hekayə, səhnələr, nümunələr, “Özün yoxla” və “Müstəqil iş” tapşırıqları bizimdir, DİM-ə aid deyil. DİM tapşırıqları və izahları mənbədəki kimi verilib; “…” işarəsi buraxılmış hissəni göstərir.