Mutlaqo qattiq jism nima degan savolga muallif tomonidan so'ralgan bo'limda yevropalik eng yaxshi javob Mutlaqo qattiq jism moddiy nuqta bilan birga mexanikaning ikkinchi tayanch ob'ektidir. Mutlaq qattiq jismning mexanikasi moddiy nuqtalar mexanikasiga to'liq qisqartirilishi mumkin (cheklovlar bilan), lekin o'z mazmuniga ega (mutlaq qattiq jism modeli doirasida shakllantirilishi mumkin bo'lgan foydali tushunchalar va munosabatlar). katta nazariy va amaliy qiziqish uyg‘otadi.
Bir nechta ta'riflar mavjud:
Mutlaq qattiq jism klassik mexanikaning namunaviy kontseptsiyasi bo'lib, moddiy nuqtalar to'plamini bildiradi, ular orasidagi masofalar ushbu jism tomonidan amalga oshiriladigan har qanday harakatlar paytida saqlanadi. Boshqacha qilib aytganda, mutlaq qattiq jism nafaqat shaklini o'zgartirmaydi, balki ichidagi massa taqsimotini ham o'zgarmagan holda saqlaydi.
Mutlaq qattiq jism faqat translatsiya va aylanish erkinlik darajalariga ega bo'lgan mexanik tizimdir. "Qattiqlik" tananing deformatsiyalanishi mumkin emasligini anglatadi, ya'ni translatsiya yoki aylanish harakatining kinetik energiyasidan boshqa hech qanday energiya tanaga o'tkazilmaydi.
Mutlaqo qattiq jism - bu jism (tizim) bo'lib, u qanday jarayonlarda ishtirok etishidan qat'i nazar, biron bir nuqtaning nisbiy holati o'zgarmaydi.
Shunday qilib, mutlaqo qattiq jismning pozitsiyasi, masalan, unga qattiq bog'langan Dekart koordinata tizimining pozitsiyasi bilan to'liq aniqlanadi (odatda uning kelib chiqishi qattiq jismning massa markaziga to'g'ri keladi).
Uch o'lchovli fazoda va (boshqa) ulanishlar bo'lmaganda, mutlaqo qattiq jism 6 daraja erkinlikka ega: uchta tarjima va uchta aylanish. Istisno ikki atomli molekula yoki klassik mexanika tilida nol qalinlikdagi qattiq tayoqdir. Bunday tizim faqat ikkita aylanish erkinligiga ega.
Tabiatda mutlaqo qattiq jismlar mavjud emas, lekin juda ko'p hollarda tananing deformatsiyasi kichik bo'lsa va e'tiborsiz qoldirilishi mumkin bo'lsa, haqiqiy jismni (taxminan) muammoga zarar etkazmasdan, mutlaqo qattiq jism sifatida ko'rish mumkin.
Relyativistik mexanika doirasida, mutlaq qattiq jism tushunchasi, xususan, Erenfest paradoksi tomonidan ko'rsatilgandek, ichki jihatdan qarama-qarshidir. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, mutlaqo qattiq jismning modeli, odatda, tez harakatlar (tezlik bo'yicha yorug'lik tezligi bilan solishtirish mumkin), shuningdek, juda kuchli tortishish maydonlari uchun mutlaqo qo'llanilmaydi.
Mexanika
Fizika fanidan- materiya va maydonlar harakatining umumiy va eng oddiy xossalari va qonuniyatlarini o'rganuvchi fan.
Jismoniy model- ideal jismoniy ob'ektlardan tashkil topgan uning matematik modeli deb ataladi.
Jismoniy model- aniq vazifalarning shartlariga qarab jismlarning harakatini tavsiflash uchun ishlatiladigan mavhum tushuncha.
Klassik mexanika quyidagilarga asoslanadi. makon va vaqt haqidagi fikrlar. Jismoniy makon uch o'lchovli Evklid fazosi, vaqt esa moddiy jismlardan mustaqil va hamma joyda bir xil hisoblanadi.
Klassik mexanika-makroskopik jismlarning yorug'lik tezligiga nisbatan kichik tezlikdagi harakatini Nyuton qonunlari asosida o'rganadi.
Kinematika- harakat holatini uni yuzaga keltiruvchi kuchlardan qat'iy nazar o'rganadigan fan.
Kinematika(yunoncha kinin — harakat qilmoq) fizikada — ideallashtirilgan jismlar (material nuqta, mutlaq qattiq jism, ideal suyuqlik) harakatining matematik tavsifini (geometriya, algebra, matematik tahlil... yordamida) oʻrganuvchi mexanika boʻlimi. , harakatning sabablarini hisobga olmasdan (massa, kuchlar va boshqalar). Kinematikaning dastlabki tushunchalari fazo va vaqtdir. Misol uchun, agar jism aylana bo'ylab harakatlansa, u holda kinematika uni hosil qiluvchi kuch qanday tabiatga ega ekanligini aniqlamasdan, markazga yo'naltirilgan tezlanishning mavjudligini taxmin qiladi. Mexanik harakatning sabablari bilan mexanikaning boshqa sohasi - dinamika shug'ullanadi.
Mexanikaning asosiy vazifasi- istalgan vaqtda tananing holatini aniqlash.
Mexanik harakat jismning fazodagi joylashuvining vaqt o'tishi bilan boshqa jismlarga nisbatan o'zgarishi.
Malumot tizimi- harakat ko'rib chiqiladigan bir-biriga nisbatan harakatsiz jismlar va vaqtni hisoblovchi soat.
Moddiy nuqtani belgilash usullari-tizimni tashkil etuvchi barcha jismlarning joylashuvi va tezligini ko'rsatish kerak.
Mutlaqo mustahkam tana- moddiy nuqta bilan birga mexanikaning ikkinchi tayanch ob'ekti.
Ko'pgina haqiqiy jismlar qattiq, ya'ni ular o'z hajmi va shaklini uzoq vaqt davomida saqlaydi, aniqrog'i, o'lcham va shakldagi o'zgarishlar shunchalik ahamiyatsizki, ularni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Bunday jismlarning modeli mutlaqo
qattiq.
Mutlaqo qattiq tana- bu tananing ideal modeli bo'lib, uning hajmi va shakli o'zgarishini ma'lum sharoitlarda e'tiborsiz qoldirish mumkin.
Bu ta'rifdan kelib chiqadiki, absolyut qattiq jismning istalgan ikki nuqtasi orasidagi masofa o'zgarishsiz qoladi. Mutlaq qattiq jismni bir-biriga qattiq bog'langan moddiy nuqtalar to'plami sifatida ham qarash mumkin. Shunday qilib
Okean laynerining ochiq dengizdagi holatini moddiy nuqta modeli yordamida, uning fazoviy orientatsiyasini (kurs, nishab) qattiq jism modeli yordamida tasvirlash mumkin. Mutlaq qattiq jism modelining qo'llanilishi faqat o'rganilayotgan muayyan muammo - modellashtirish maqsadi va talab qilinadigan aniqlik bilan belgilanadi.
Shunday qilib, mutlaqo qattiq jismning pozitsiyasi, masalan, unga qattiq bog'langan Dekart koordinata tizimining pozitsiyasi bilan to'liq aniqlanadi (odatda uning kelib chiqishi qattiq jismning massa markaziga to'g'ri keladi).
Uch o'lchovli fazoda va (boshqa) ulanishlar bo'lmaganda, mutlaqo qattiq jism 6 daraja erkinlikka ega: uchta tarjima va uchta aylanish. Istisno ikki atomli molekula yoki klassik mexanika tilida nol qalinlikdagi qattiq tayoqdir. Bunday tizim faqat ikkita aylanish erkinligiga ega.
Malumot doirasi- bu har qanday moddiy nuqtalar yoki jismlarning harakati (yoki muvozanati) hisobga olinadigan mos yozuvlar tanasi, bog'langan koordinatalar tizimi va vaqt mos yozuvlar tizimining kombinatsiyasi.
Matematik jihatdan tananing (yoki moddiy nuqtaning) tanlangan sanoq tizimiga nisbatan harakati vaqt o'tishi bilan qanday o'zgarishini aniqlaydigan tenglamalar bilan tavsiflanadi. t bu mos yozuvlar tizimidagi tananing (nuqtaning) o'rnini aniqlaydigan koordinatalar. Bu tenglamalar harakat tenglamalari deyiladi. Masalan, x, y, z Dekart koordinatalarida nuqta harakati , , tenglamalar bilan aniqlanadi.
Zamonaviy fizikada har qanday harakat nisbiy bo'lib, jismning harakati faqat qandaydir boshqa jismga (yo'naltiruvchi organ) yoki jismlar tizimiga nisbatan ko'rib chiqilishi kerak. Masalan, Oyning umuman qanday harakat qilishini ko'rsatishning iloji yo'q, siz faqat uning harakatini aniqlashingiz mumkin, masalan, Yerga, Quyoshga, yulduzlarga va boshqalarga nisbatan.
Moddiy nuqta (zarracha)- bu muammo sharoitida o'lchamlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lgan tanadir.
Fizika fanidan
1.1. Materiya bilim ob'ekti sifatida
Fizika materiya harakatining eng umumiy xossalari va shakllari haqidagi fandir. Materiya harakatining fizik shakllari (mexanik, issiqlik, elektromagnit va boshqalar) "jonsiz" tabiatda sodir bo'ladi, lekin ular "tirik" materiya dunyosi bilan bog'liq bo'lgan yanada murakkab harakat shakllarining tarkibiy qismlari hisoblanadi.
Materiya - bu insonga uning ong va his-tuyg'ularidan mustaqil ravishda mavjud bo'lgan, uning his-tuyg'ularida berilgan ob'ektiv haqiqatdir. Moddaning individual xossalarini inson sezgilari va u yaratgan maxsus asboblar yordamida nusxalash, suratga olish, oʻlchash mumkin. Bundan kelib chiqadiki, materiya bilish mumkin.
Fizika har qanday fan kabi doimo rivojlanib boruvchi fandir, chunki Bilim doirasi qanchalik keng bo'lsa, noma'lum chegaralar perimetri shunchalik katta bo'ladi.
Falsafa bilan aloqasi:
Akademik S.I.Vavilov o'z maqolalaridan birida ta'kidlagan: “...fizika mazmunining salmoqli qismi, uning omillari va qonuniyatlarining haddan tashqari umumiyligi tarixan fizikani falsafaga yaqinlashtirdi... Ba’zan fizik gaplar shunday xususiyatga ega bo‘lib, ularni falsafiy gaplardan ajratish qiyin, va fizik faylasuf bo‘lishi kerak”.
Ushbu bayonotning to'g'riligini fanning rivojlanish tarixi faktlari tasdiqlaydi. Masalan, abadiy harakat mashinasini ixtiro qilishga urinishlar, bitmas-tuganmas energiya manbalari, materiyaning eng kichik zarrasini topishga urinishlar. Va dastlab u molekula, keyin atom, keyin elektron deb hisoblangan.
Va faqat falsafa bilimi bilan qurollangan tabiatshunosgina abadiy harakatlanuvchi mashina bo'lmasligini, materiyaning eng kichik bo'linmas zarrasi yo'qligini biladi, xuddi eng kattasi bo'lmaganidek - koinot cheksizdir. Buni bilmagan odam uchun tasavvur qilish qiyin, lekin shunday va fizika va falsafa bunga rozi.
Hozirda ma'lum materiya mavjudligining ikki turi: modda Va maydon.
Birinchi turdagi materiyaga - modda - masalan, atomlar, molekulalar va ulardan qurilgan barcha jismlarni o'z ichiga oladi.
Ikkinchi turdagi moddalar shakllanadi magnit, elektr, tortishish va boshqalar dalalar.
Va agar moddani aks ettirishi mumkin insonning sezgi organlarida, keyin biz maydonni ko'rmayapmiz va biz buni sezmaymiz. Bu maydon mavjud emas degani emas. Biror kishi dalalar mavjudligini bilvosita aniqlashi mumkin. Magnit maydonning material ekanligini, masalan, magnit kranlar va elektr mashinalarining ishlashiga qarab tekshirish oson. Siz ikkita magnitni olib, ularni bir xil qutblar bilan ulashga harakat qilishingiz mumkin va bu mumkin emasligiga ishonch hosil qiling. Siz qutblar orasida hech qanday moddani ko'rmaysiz, lekin ko'rinmas kuchlar magnit qutblari xuddi qutb kabi tortganidek, bir-biriga qo'shilishiga to'sqinlik qiladi. Bu tajribalar bizni maydon moddiy ekanligiga ishontiradi.
Har xil turdagi moddalar bir-biriga aylanishi mumkin. Demak, masalan, materiya bo'lgan elektron va pozitron fotonlarga aylanishi mumkin, ya'ni. elektromagnit maydonga aylanadi. Teskari jarayon ham mumkin.
Materiya uzluksiz harakatda. Harakat yo'q - muhim emas. Harakat materiyaning ajralmas xususiyatidir , materiyaning o'zi kabi yaratilmagan va buzilmaydigan.
Materiya mavjud bo'lib, makon va vaqtda harakat qiladi, ular materiyaning mavjudligi shakllaridir.
1.2.Fizik tadqiqot usullari
Frantsuz materialist-pedagogi Deni Didro o'zining "Tabiatni tushuntirish haqidagi fikrlar" asarida ilmiy bilish yo'lini quyidagicha tavsiflagan: “Bizda uchta asosiy tadqiqot vositasi mavjud: kuzatuv tabiat , aks ettirish Va tajriba.
Kuzatuv faktlarni to‘playdi ; ularning fikrlashi birlashtiradi ; tajriba tekshiruvlar kombinatsiyalar natijasi. Majburiy mehnatsevarlik tabiatni kuzatish, chuqurlik fikr uchun va aniqlik tajriba uchun."
Jismoniy qonunlar eksperimental faktlarni umumlashtirish asosida belgilanadi va ob'ektiv naqshlarni ifodalash tabiatda mavjud. Jismoniy tadqiqotning asosiy usullari quyidagilardir
– tajriba,
– gipoteza,
– tajriba,
– nazariya .
Topilgan qonunlar, odatda, turli fizik miqdorlar o'rtasidagi miqdoriy munosabatlar shaklida shakllantiriladi.
Tajriba yoki tajriba fizikada asosiy tadqiqot usuli hisoblanadi. Tajriba ma'lumotlarini tushuntirish uchun gipotezalardan foydalaniladi.
Gipoteza- fakt yoki hodisani tushuntirish uchun ilgari surilgan ilmiy faraz. Tekshirgandan keyin va tasdiqlar gipoteza aylanadi ilmiy nazariya yoki qonun bo'yicha.
Jismoniy qonunlar – tabiatda mavjud bo'lgan barqaror takrorlanuvchi ob'ektiv naqshlar.
Jismoniy nazariya eksperimental ma'lumotlarni umumlashtiruvchi va tabiatning ob'ektiv qonuniyatlarini aks ettiruvchi asosiy g'oyalar tizimi.
Fan qadimgi davrlarda atrofdagi hodisalarni, tabiat va inson o'rtasidagi munosabatlarni tushunishga urinish sifatida paydo bo'lgan. Dastlab u hozirgi kabi alohida yo‘nalishlarga bo‘linmay, bir umumiy fanga – falsafaga birlashdi. Astronomiya fizikadan oldin alohida fan bo'lib qoldi va matematika va mexanika bilan bir qatorda eng qadimiy fanlardan biri hisoblanadi. Keyinchalik tabiatshunoslik ham mustaqil fanga aylandi. Qadimgi yunon olimi va faylasufi Aristotel o'zining asarlaridan birini fizika deb atagan.
Atrofimizdagi dunyoning tuzilishini va unda sodir bo'layotgan jarayonlarni tushuntirish, kuzatilayotgan hodisalarning mohiyatini tushunish fizikaning asosiy vazifalaridan biridir. Yana bir muhim vazifa - atrofimizdagi dunyoni boshqaradigan qonunlarni aniqlash va tushunishdir. Dunyoni tushunishda odamlar tabiat qonunlaridan foydalanadilar. Barcha zamonaviy texnologiyalar olimlar tomonidan kashf etilgan qonunlarni qo'llashga asoslangan.
1780-yillardagi ixtiro bilan. Bug 'dvigatellari sanoat inqilobini boshladi. Birinchi bugʻ mashinasi 1712-yilda ingliz olimi Tomas Nyukomen tomonidan ixtiro qilingan.Sanoatda foydalanishga yaroqli bugʻ mashinasi birinchi marta 1766-yilda rus ixtirochi Ivan Polzunov (1728-1766) tomonidan yaratilgan.Shotlandiyalik Jeyms Vatt konstruksiyani takomillashtirgan. U 1782 yilda yaratgan ikki taktli bug 'dvigatellari fabrikalarda mashina va mexanizmlarni boshqargan.
Bug' kuchi nasoslarni, poezdlarni, paroxodlarni, yigiruv stanoklarini va boshqa ko'plab mashinalarni boshqardi. 1821 yilda ingliz fizigi Maykl Faraday tomonidan "o'zini o'zi o'rgatgan daho" tomonidan birinchi elektr motorining yaratilishi texnologiyaning rivojlanishi uchun kuchli turtki bo'ldi. 1876 yilda yaratilgan Nemis muhandisi Nikolaus Ottoning to'rt taktli ichki yonuv dvigateli avtomobillar, teplovozlar, kemalar va boshqa texnik ob'ektlarning mavjudligi va keng qo'llanilishiga imkon yaratib, avtomobil ishlab chiqarish davrini ochdi.
Ilgari ilmiy fantastika deb hisoblangan narsa endi haqiqiy hayotga aylanib bormoqda, biz uni audio va video jihozlar, shaxsiy kompyuter, mobil telefon va internetsiz endi tasavvur qila olmaymiz. Ularning paydo bo'lishi fizikaning turli sohalarida qilingan kashfiyotlar bilan bog'liq.
Biroq, texnologiyaning rivojlanishi ilm-fan taraqqiyotiga ham yordam beradi. Elektron mikroskopning yaratilishi moddaning ichiga qarash imkonini berdi. Aniq o'lchov vositalarining yaratilishi tajriba natijalarini yanada aniqroq tahlil qilish imkonini berdi. Kosmosni o'rganish sohasidagi ulkan yutuq aynan yangi zamonaviy asboblar va texnik qurilmalarning paydo bo'lishi bilan bog'liq edi.
Shunday qilib, fizika fan sifatida sivilizatsiya rivojida juda katta rol o'ynaydi. U odamlarning eng asosiy g'oyalarini - makon, vaqt, koinotning tuzilishi haqidagi g'oyalarni ag'darib tashladi, insoniyatga o'z rivojlanishida sifatli sakrashga imkon berdi. Fizika yutuqlari boshqa tabiiy fanlarda, xususan, biologiyada bir qator fundamental kashfiyotlar qilish imkonini berdi. Fizikaning rivojlanishi tibbiyotning jadal rivojlanishini ko'p jihatdan ta'minladi.
Fizika yutuqlari, shuningdek, olimlarning insoniyatni tuganmas muqobil energiya manbalari bilan ta'minlashga bo'lgan umidlari bilan bog'liq bo'lib, ulardan foydalanish ko'plab jiddiy ekologik muammolarni hal qilishga yordam beradi. Zamonaviy fizika koinotning eng chuqur asoslarini, koinotimizning paydo bo'lishi va rivojlanishini, shuningdek, insoniyat sivilizatsiyasining kelajagi haqida tushuncha berish uchun mo'ljallangan.
Biofizikaning rivojlanish tarixi
Biofizikaning chegaraviy fan sifatida rivojlanishi va asos solishi bir qancha bosqichlarni bosib o‘tdi. Dastlabki bosqichlarda biofizika fizika, kimyo, fizik kimyo va matematika g'oyalari va usullari bilan chambarchas bog'liq edi.
Tirik tabiatning turli naqshlarini tasvirlash uchun fizika qonunlarining kirib borishi va qo'llanilishi bir qator qiyinchiliklarga duch keldi.
Biofizika fanining predmeti hayot asosidagi fizik va fizik-kimyoviy jarayonlarni o‘rganadi. Tadqiqot ob'ektlarining tabiatiga ko'ra biofizika tipik biologik fan bo'lib, tadqiqot natijalarini o'rganish va tahlil qilish usullariga ko'ra fizikaning o'ziga xos tarmog'idir. Tabiatni o'rganishning fizik va fizik-kimyoviy usullari asosida biofizik usullar yaratiladi. Bu usullar birlashtirish qiyin bo'lgan sifatlarni birlashtirishi kerak
1. Yuqori sezuvchanlik.
2. Kattaroq aniqlik.
Hech qanday usullar ushbu talablarni to'liq qondirmaydi, ammo biofizik tadqiqotlar uchun quyidagi usullar eng ko'p qo'llaniladi:
- optik;
- radiospektroskopiya
- ultratovushli rentgenoskopiya;
- elektron paramagnit rezonans spektroskopiyasi (EPR);
- yadro magnit-rezonans spektroskopiyasi.
Shuni ta'kidlash kerakki, har qanday tadqiqot yozuv asboblari o'rganilayotgan jarayonga buzilishlarni kiritmasligini talab qiladi, ammo organizmning har qanday ta'sirga nisbatan g'ayrioddiy yuqori sezuvchanligi tufayli har qanday jismoniy tizimni tirik organizm bilan solishtirish qiyin. Ta'sirlar oddiygina biologik jarayonlarning normal borishini buzmaydi, balki turli organlarda va turli sharoitlarda turlicha bo'lgan murakkab adaptiv reaktsiyalarni keltirib chiqaradi. O'lchovlar ma'nosining buzilishi shunchalik muhim bo'lishi mumkinki, o'rganilayotgan ob'ektga xos bo'lmagan hodisalarga tuzatishlar kiritish imkonsiz bo'ladi. Shu bilan birga, fizika va texnologiyada muvaffaqiyatli qo'llaniladigan tuzatish usullari ko'pincha biofizikada foydasizdir.
O'tgan asrda ham biologik hodisalarning mohiyatini o'rganish va tushunish uchun fizika usullari va nazariyalaridan foydalanishga urinishlar bo'lgan. Bundan tashqari, tadqiqotchilar tirik to'qimalar va hujayralarni jismoniy tizimlar deb hisoblashdi va bu tizimlarda kimyo asosiy rol o'ynashini hisobga olishmadi. Shuning uchun biologik ob'ektning xususiyatlarini faqat jismoniy nuqtai nazardan baholash muammosini hal qilishga urinishlar sodda edi.
Ushbu yo'nalishning asosiy usuli analogiyalarni izlash edi.
Sof jismoniy hodisalarga o'xshash biologik hodisalar, shunga ko'ra, jismoniy deb talqin qilingan.
Masalan, mushaklar qisqarishining ta'siri piezoelektrik effektga o'xshashlik bilan izohlangan, faqat kristallga potentsial qo'llanilganda, kristall uzunligining o'zgarishi taxminan bir xil bo'lganligi bilan izohlangan. qisqarish paytida mushak uzunligi. Hujayra o'sishi kristall o'sishiga o'xshash deb hisoblangan. Hujayra bo'linishi faqat protoplazmaning tashqi qatlamlarining sirt faol xususiyatlaridan kelib chiqadigan hodisa sifatida qaraldi. Hujayralarning amoeboid harakati sirt tarangligining o'zgarishiga o'xshatilgan va shunga mos ravishda kislota eritmasida simob tomchisining harakati bilan modellashtirilgan.
Hatto ancha keyinroq, asrimizning yigirmanchi yillarida, asab o'tkazuvchanligi modeli Lily modeli deb ataladigan xatti-harakatni tahlil qilish orqali ko'rib chiqildi va batafsil o'rganildi. Bu model kislota eritmasiga botirilgan va oksid plyonkasi bilan qoplangan temir sim edi. Sirtga chizish qo'llanilganda, oksidi vayron qilingan va keyin tiklangan, lekin ayni paytda qo'shni hududda vayron qilingan va hokazo. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, natijada asab tirnash xususiyati bo'lganda yuzaga keladigan elektronegativlik to'lqinining tarqalishiga juda o'xshash halokat va tiklanish to'lqinining tarqalishi bo'ldi.
Fizikada kvant nazariyasining paydo boʻlishi va rivojlanishi nurlanish energiyasining biologik obʼyektlarga taʼsirini statistik fizika pozitsiyasidan tushuntirishga urinishlarga olib keldi. Bu vaqtda radiatsiya shikastlanishini kvantning (yoki yadroviy zarrachaning) ayniqsa zaif hujayra tuzilmalarida tasodifiy urishi natijasida tushuntiradigan rasmiy nazariya paydo bo'ldi. Shu bilan birga, vaqt o'tishi bilan radiatsiyaviy zararning rivojlanishini aniqlaydigan o'ziga xos fotokimyoviy reaktsiyalar va keyingi kimyoviy jarayonlar butunlay e'tibordan chetda qoldi.
Nisbatan yaqin vaqtlargacha tirik to'qimalarning elektr o'tkazuvchanligi va yarim o'tkazgich o'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligi qonuniyatlarining rasmiy o'xshashligi asosida butun hujayralarning strukturaviy xususiyatlarini tushuntirish uchun yarim o'tkazgichlar nazariyasini qo'llashga urinishlar qilingan.
Modellar va analogiyalarga asoslangan ushbu yo'nalish, garchi u juda ilg'or matematik apparatni o'z ichiga olishi mumkin bo'lsa-da, biologlarni biologik jarayonlarning mohiyatini tushunishga yaqinlashtirishi dargumon. Biologik hodisalarni va tirik materiyaning tabiatini tushunish uchun sof fizik tushunchalardan foydalanishga urinishlar ko'plab spekulyativ nazariyalarni keltirib chiqardi va fizikaning biologiyaga to'g'ridan-to'g'ri yo'li unumli emasligini aniq ko'rsatdi, chunki tirik organizmlar fizikaga qaraganda kimyoviy tizimlarga beqiyos yaqinroqdir. birlar.
Fizikaning kimyoga kiritilishi ancha samarali bo'ldi. Kimyoviy jarayonlarning mexanizmlarini tushunishda fizik tushunchalardan foydalanish katta rol o'ynadi. Fizik kimyoning paydo bo'lishi inqilobiy rol o'ynadi. Fizika va kimyoning yaqin aloqasi asosida zamonaviy kimyoviy kinetika va polimerlar kimyosi vujudga keldi. Fizika ustuvor ahamiyatga ega bo'lgan fizik kimyoning ba'zi bo'limlari kimyoviy fizika deb atala boshlandi.
Biofizikaning rivojlanishi fizik kimyoning paydo bo'lishi bilan bog'liq.
Biologiya uchun muhim bo'lgan ko'plab g'oyalar unga fizik kimyodan kelgan. Elektrolitlar eritmalarining fizik-kimyoviy nazariyasini biologik jarayonlarga qo'llash hayotning asosiy jarayonlarida ionlarning muhim roli haqidagi g'oyani keltirib chiqarganini eslash kifoya.
Fizikaviy va kolloid kimyoning rivojlanishi bilan biofizika sohasidagi ishlar koʻlami kengayib bormoqda. Ushbu pozitsiyalardan tananing tashqi ta'sirlarga javob berish mexanizmlarini tushuntirishga urinishlar mavjud. Demak, biofizikaning rivojlanishida Loeb maktabi katta rol o‘ynadi (J. Loeb 1906). Loebning ishi partenogenez va urug'lanish hodisalarining fizik-kimyoviy asoslarini ochib berdi. Ion antagonizmi hodisasi o'ziga xos fizik-kimyoviy talqinni oldi.
Keyinchalik, yallig'lanish patologiyasida ion va kolloid jarayonlarning roli bo'yicha X. Shde tomonidan klassik tadqiqotlar paydo bo'ldi. Ushbu tadqiqotlar 1911-1912 yillarda Rossiyada nashr etilgan "Ichki kasalliklarda fizik kimyo" fundamental asari bilan yakunlanadi.
Birinchi jahon urushi biofizikaning fan sifatida rivojlanishini to'xtatdi.
Ammo 1922 yilda SSSRda "Bifizika instituti" ochildi, unga P.P. Lazarev. Bu yerda u qoʻzgʻalishning ion nazariyasini ishlab chiqadi, uni bir vaqtning oʻzida Nernst ham ishlab chiqqan.Qoʻzgʻalish va oʻtkazuvchanlik hodisalarida hal qiluvchi rol ionlarga tegishli ekanligi aniqlandi.
S.I. Vavilov ko'zning o'ta sezgirligi masalalari bilan shug'ullanadi. V.Yu. Chagovets biopotentsiallarning paydo bo'lishining ion nazariyasini ishlab chiqadi, N.K. Koltsov morfogenezda sirt tarangligi, ionlar va pH rolini asoslaydi.
Koltsov maktabi SSSRda biofizikaning rivojlanishida muhim rol o'ynadi. Uning shogirdlari atrof-muhitning fizik va kimyoviy omillarining hujayralar va ularning tuzilishiga ta'sirini keng o'rgandilar.
Biroz vaqt o'tgach (1934) Rodionov S.R. va Frank G.M. fotoreaktivlanish hodisasini, Zavoiskiy (1944) elektron paramagnit rezonans usulini kashf etdi.
Biofizika rivojlanishining dastlabki davrining asosiy natijasi - fizikaning asosiy qonunlaridan biologiya sohasida materiyaning harakat qonunlari haqidagi fundamental tabiiy fan sifatida foydalanishning fundamental imkoniyatlari to'g'risidagi xulosa.
Bu davrda olingan energiyaning saqlanish qonunining (termodinamikaning birinchi qonuni) bu davrida olingan eksperimental dalillari biologiyaning turli sohalarini rivojlantirish uchun muhim umumiy uslubiy ilmiy ahamiyatga ega.
Kolloid kimyo tushunchalarining ayrim biologik jarayonlarni tahlil qilishda qoʻllanilishi biokolloidlarning turli omillar taʼsirida koagulyatsiyasi protoplazmaning asosini tashkil etishini koʻrsatdi. Polimerlarni o'rganishning paydo bo'lishi munosabati bilan protoplazmaning kolloid kimyosi polimerlar va ayniqsa polielektrolitlar biofizikasiga aylandi.
Kimyoviy kinetikaning paydo bo'lishi biologiyada ham xuddi shunday tendentsiyani keltirib chiqardi. Kimyoviy kinetikaning asoschilaridan biri Arrenius kimyoviy kinetikaning umumiy qonunlari tirik organizmlardagi kinetik qonuniyatlarni o'rganish va individual biokimyoviy reaksiyalarga taalluqli ekanligini ko'rsatdi.
Bir qator biologik hodisalarni tushuntirishda fizik va kolloid kimyodan foydalanish muvaffaqiyati tibbiyotda ham o‘z aksini topadi.
Yallig'lanish jarayonida kolloid va ion hodisalarining roli aniqlandi. Hujayra o'tkazuvchanligi va uning patologik jarayonlar davomida o'zgarishi, ya'ni fizik-kimyoviy (biofizik patologiya) qonuniyatlariga fizik-kimyoviy talqin berildi.
Biofizikaning rivojlanishi bilan biologiyaga aniq eksperimental tadqiqot usullari - spektral, izotopik, radioskopik ham kirib keldi.
2. Moddiy nuqta va absolyut qattiq jismning modellari. Harakat parametrlari (radius vektor, siljish, tezlik, tezlanish). Inersiya printsipi va uning tahlili.
Moddiy nuqta
Ko'pgina kinematik muammolarda tananing o'lchamlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'ladi. Keling, Minskdan Brestga ketayotgan mashinaga yana qaraylik. Ushbu shaharlar orasidagi masofa taxminan 350 kilometrni tashkil etadi, avtomobilning o'lchamlari bir necha metrni tashkil qiladi, shuning uchun bunday vaziyatda avtomobilning holatini tavsiflashda siz uning o'lchamlarini hisobga olmaysiz - agar avtomobil kapoti joylashgan bo'lsa. Brestda kerakli uyning istalgan kiraverishida, keyin uning tanasi taxminan o'sha erda joylashgan deb taxmin qilishimiz mumkin. Shunday qilib, ushbu muammoda siz mashinani o'z modeliga - o'lchamlari ahamiyatsiz bo'lgan tanaga aqliy ravishda almashtirishingiz mumkin. Jismning bu modeli fizikada juda tez-tez ishlatiladi va deyiladi moddiy nuqta.
Moddiy nuqta- bu tananing ideal modeli bo'lib, uning o'lchamlari berilgan sharoitlarda e'tibordan chetda qolishi mumkin.
Geometrik va moddiy nuqtalarning umumiyligi - o'z o'lchamlarining yo'qligi. Moddiy nuqta, kerak bo'lganda, haqiqiy jismlarga ega bo'lgan xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin, masalan, massa, energiya, elektr zaryadi va boshqalar.
Moddiy nuqta modelining qo'llanilishining mezonlaridan biri tananing harakatlanadigan masofaga nisbatan kichik o'lchamidir. Biroq, bu shart mutlaqo aniq emas. Shunday qilib, Yerning Quyosh atrofidagi harakatini tasvirlashda uning orbitadagi o'rnini hisoblashda Yerning o'lchamini e'tiborsiz qoldirish va moddiy nuqta deb hisoblash mumkin. Biroq, agar quyosh chiqishi va botishi vaqtlarini hisoblashimiz kerak bo'lsa, moddiy nuqta modeli printsipial jihatdan qo'llanilmaydi, chunki bu tavsif Yerning aylanishini, uning hajmi va shaklini hisobga olishni talab qiladi.
Keling, yana bir misolni ko'rib chiqaylik. Sprinterlar 100 metr masofaga yugurishmoqda. Harakatni tasvirlashdan maqsad sportchilardan qaysi biri masofani kamroq vaqt ichida yugurishini aniqlashdir (sof kinematik vazifa). Yuguruvchini bu masalada moddiy nuqta deb hisoblash mumkinmi? Uning o'lchamlari poyga masofasidan sezilarli darajada kichikroq, ammo ular e'tiborsiz qoladigan darajada kichikmi? Bu savollarga javob tavsifning kerakli aniqligiga bog'liq. Shunday qilib, jiddiy musobaqalarda vaqt 0,01 soniya aniqlik bilan o'lchanadi, bu vaqt davomida yuguruvchi taxminan 10 santimetr masofani bosib o'tadi (sprinterning o'rtacha tezligi 10 m / s ga asoslangan oddiy hisob). Binobarin, yuguruvchining pozitsiyasini aniqlashda xatolik (10 sm) uning ko'ndalang o'lchamlaridan kichikdir, shuning uchun bu holda moddiy nuqta modeli qo'llanilmaydi. Usta sprinterlar marra chizig'ida "ko'ksini oldinga tashlab", soniyaning yuzdan bir qismini yutib olishlari bejiz emas. Shunday qilib, modelning qo'llanilishining ikkinchi mezoni - bu fizik hodisani tavsiflashning talab qilinadigan aniqligi.
Ba'zi hollarda, tananing o'lchamlari solishtirish mumkin bo'lsa ham va hatto tananing siljishi masofasidan kattaroq bo'lsa ham, siz moddiy nuqta modelidan foydalanishingiz mumkin. Bu tananing bir nuqtasining pozitsiyasi butun tananing holatini aniq belgilab qo'yganda qabul qilinadi. Shunday qilib, blok eğimli tekislik bo'ylab siljiganida, uning markazining o'rnini (haqiqatdan ham, boshqa har qanday nuqta kabi) bilib, siz butun tananing holatini topishingiz mumkin. Agar moddiy nuqta modeli qo'llanilmaydigan bo'lib chiqsa, unda boshqa murakkabroq modellardan foydalanish kerak.
Mutlaqo qattiq tana modeli
Tarjima harakati paytida tananing barcha nuqtalari bir xil vaqt oralig'ida kattaligi va yo'nalishi bo'yicha teng harakatlarni oladi, buning natijasida vaqtning har bir momentida barcha nuqtalarning tezligi va tezlanishlari bir xil bo'ladi. Shunga ko'ra, translatsiya harakati paytida tananing barcha nuqtalari bir xil traektoriyalarni tasvirlaydi. Shuning uchun butun tananing harakatini to'liq tavsiflash uchun tananing nuqtalaridan birining harakatini (masalan, uning inersiya markazini) aniqlash kifoya.
Aylanma harakat paytida qattiq jismning barcha nuqtalari aylana bo'ylab harakatlanadi, ularning markazlari bir xil to'g'ri chiziqda yotadi, bu aylanish o'qi deb ataladi. Turli nuqtalarning traektoriyalari va chiziqli tezligi har xil, lekin aylanish burchaklari va burchak tezliklari bir xil. Jismning barcha nuqtalarining burchak tezliklari bir xil bo'lgani uchun biz tananing aylanish tezligi haqida gapiramiz. Aylanish harakatini tavsiflash uchun siz aylanish o'qining fazodagi holatini va vaqtning har bir momentida tananing burchak tezligini belgilashingiz kerak.
Aylanma harakatni tavsiflashda, ko'rib chiqilayotgan jism deformatsiyalanmagan, ya'ni tananing nuqtalari orasidagi masofalar o'zgarmaydi deb taxmin qilinadi. Mexanikada bunday jism absolyut qattiq jism deyiladi.
Eyler ham asos solgan ikkinchi tushuncha absolyut qattiq jism tushunchasi edi. Bir xil ta'sir chizig'iga ega bo'lgan ikkita teng va qarama-qarshi kuchlar bitta qattiq jismga qo'llanganda o'zaro muvozanatlashadi, degan aksiomani kiritish imkoniyatining zarur sharti edi. Bunday ikki kuch cho'zish yoki tanani siqib qo'ying, ular qo'llaniladigan va hatto uni yirtib tashlashi mumkin, lekin har xil turdagi materiallar (yog'och, tosh, metallar) uchun maxsus mexanikani yaratishga hojat bo'lmasa, unda har qanday ikkita teng va to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshi kuchlar mavjud deb taxmin qilish kerak. ko'rib chiqilayotgan tanada muvozanatlashgan.
Mutlaq qattiq jismning geometrik ta'rifi uning nuqtalari orasidagi masofalar doimiy bo'lishini talab qiladi; statikada asosiy narsa aynan unga teng va to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshi bo'lgan ikkita kuchni muvozanatlash imkoniyatidir; u holda har qanday jism, agar unga ta'sir qiluvchi kuchlar ma'lum chegaradan oshmasa, uni mutlaqo qattiq deb hisoblash mumkin. Kuchlar ta'siridan kelib chiqadigan deformatsiyalar shunchalik kichikki, e'tibordan chetda qolishi mumkin tananing o'lchami va shaklidagi geometrik o'zgarishlar, lekin jismoniy tomoni - ma'lum bir tanada turli kuchlarning mavjudligini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Bu erda sizga kerakli narsani topishingiz mumkin.
Kuchlarning jismga ta'sirining natijasi nafaqat bu kuchning kattaligiga va tananing og'irligiga, balki harakatning qarshiligiga, xususan, ishqalanish kuchiga ham bog'liq ekanligi uzoq vaqtdan beri ta'kidlangan. Birinchi bo'lib bu ishqalanish kuchiga e'tibor qaratdi Leonardo da Vinchi, ular gorizontal tekislik bo'ylab harakatlanish holatida ishqalanish kuchi harakatlanuvchi jismning og'irligining 25% ga teng ekanligiga ishonishgan. Keyingi tadqiqotlarni Amonton (1663-1705), keyin esa sirpanish ishqalanish qonunlarini ishlab chiqqan Kulon (1736-1806) olib bordi. Mexanika talabalari taqdim etilgan material bo'yicha zamonaviy tushunchalarni o'rganadilar.
Shuni ta'kidlash kerakki, ishqalanish kuchining kattaligi tenglamalardan emas, balki tengsizliklardan aniqlanadi; Shuning uchun, muvozanat holati va ishqalanish kuchining mos keladigan kattaligi noaniq bo'lib qolsa va dastlabki yuklash shartlariga ham bog'liq bo'lgan holat mumkin. Muammo yoqilgan eksperimental aniqlash turli jismlarning ishqalanish koeffitsientlari, shuningdek, uning turli sharoitlarda o'zgarishini o'rganish * ham sanoat mexanikasi sohasiga tegishli. Ishqalanish koeffitsientining tananing tezligiga bog'liqligini aniqlashni ham aniq aniqlangan deb hisoblash mumkin emas.
Asosan, ishqalanish koeffitsientining kattaligi tana tezligining oshishi bilan kamayadi; masalan, poyezdni to‘xtatish uchun g‘ildiraklarning aylanishini to‘xtatish uchun tormozni darhol to‘liq bosib bo‘lmaydi, shunda ularning sirpanish tezligi poezd tezligiga teng bo‘ladi; asta-sekin tormozlash bilan; surma tezligini kamaytirish, poezd sezilarli darajada to'xtash joyiga boradi qisqaroq masofa ishlamay qolganda tormozlashdan ko'ra. Mutlaq qattiq jismning statikasi barcha muvozanat masalalarini hal qilishga imkon bermaydi.
Klassik misol - stol taxtasida uning o'rtasidan boshqa nuqtada yotgan yuk ta'siri ostida silliq gorizontal tekislikda turgan to'rt oyoq ustidagi stolning tayanch reaktsiyalarini aniqlash muammosi. Geometrik statikada to'rtta noma'lumni aniqlash uchun faqat uchta tenglama mavjud. Agar stol oyoqlarini qo'llaniladigan yuk ta'sirida va oyoqlarning qo'llab-quvvatlash reaktsiyalari ostida siqilishi mumkin bo'lgan elastik tayoqlar deb hisoblasak, etishmayotgan tenglamani olish mumkin; miqdorlardan beri oyoq deformatsiyalari ta'sir etuvchi kuchlarga (oyoqlarning reaktsiyalari) proportsional bo'lsa, unda biz to'rtta oyoqning uchlari harakati o'rtasidagi munosabatni topsak, etishmayotgan to'rtinchi tenglamani olishimiz mumkin.
Mutlaqo mustahkam tana- ikkinchi mos yozuvlar ob'ekti mexanika bilan birga moddiy nuqta. Mutlaqo qattiq jismning mexanikasi moddiy nuqtalar mexanikasiga to'liq qisqartiriladi (bir-biriga o'rnatilgan ulanishlar), lekin katta nazariy va amaliy qiziqish uyg'otadigan o'z mazmuniga ega (mutlaq qattiq tana modeli doirasida shakllantirilishi mumkin bo'lgan foydali tushunchalar va munosabatlar).
Asosiy ta'riflar
Mutlaqo mustahkam tana- model tushunchasi klassik mexanika, bu jism harakat paytida qanday ta'sirga duchor bo'lishidan qat'i nazar, hozirgi pozitsiyalari orasidagi masofalar o'zgarmaydigan nuqtalar to'plamini bildiradi. (shuning uchun mutlaqo qattiq jism o'z shaklini o'zgartirmaydi va massalarning taqsimlanishini o'zgarmagan holda saqlaydi).
Mutlaqo mustahkam tana - mexanik tizim, faqat ega progressiv Va aylanish erkinlik darajalari. "Qattiqlik" tananing bo'lishi mumkin emasligini anglatadi deformatsiyalangan, ya'ni boshqa hech qanday energiya tanaga o'tkazilmaydi kinetik energiya tarjima yoki aylanish harakati.
Mutlaqo mustahkam tana- tana ( tizimi), har qanday nuqtaning nisbiy pozitsiyasi, qaysi jarayonlarda ishtirok etishidan qat'i nazar, o'zgarmaydi.
Shunday qilib, mutlaqo qattiq jismning joriy konfiguratsiyasi, masalan, u bilan qattiq bog'langan Dekart koordinata tizimining pozitsiyasi bilan to'liq aniqlanadi (ko'pincha uning kelib chiqishi bilan mos keladi. massa markazi tanasi).
Uch o'lchovli fazoda ozod mutlaqo qattiq jism (ya'ni tashqi bo'lmagan qattiq jism kommunikatsiyalar) umuman 6 erkinlik darajasiga ega: uchta tarjima va uchta aylanish . Istisno - bu ikki atomli molekula yoki - klassik mexanika tilida - qattiq yadro nol qalinligi; bunday tizim faqat ikkita aylanish erkinligiga ega.
To'g'ri aytganda, mutlaqo qattiq jismlar tabiatda mavjud emas, lekin ko'p hollarda tananing deformatsiyasi kichik bo'lsa va e'tiborsiz qoldirilishi mumkin bo'lsa, haqiqiy jismni (taxminan) eritmaga zarar etkazmasdan, mutlaqo qattiq jism sifatida ko'rish mumkin. muammo haqida.
Doirasida relativistik mexanika mutlaq qattiq jism tushunchasi ichki jihatdan qarama-qarshidir, bu, xususan, Ehrenfest paradoksi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, mutlaqo qattiq jism modeli tez harakatlar (tezlik bo'yicha yorug'lik tezligi bilan solishtirish mumkin), shuningdek, juda kuchli tortishish maydonlari uchun qo'llanilmaydi. .
Mutlaq qattiq jismning kinematikasi
Harakatlanuvchi absolyut qattiq jism nuqtalarining tezliklarini taqsimlash bilan tavsiflanadi Eyler formulasi . Tezlikni taqsimlash masalalarini hal qilishda u ham juda foydali bo'lishi mumkin Tezlik proyeksiyalari haqidagi Grashof teoremasi, odatda shunday tuzilgan: "Qattiq jismning ikkita ixtiyoriy nuqtasi tezligining ushbu nuqtalarni tutashtiruvchi to'g'ri chiziqqa proyeksiyalari bir-biriga teng" .
Qattiq jismning dinamikasi
Mutlaq qattiq jismning dinamikasi uning jami bilan to'liq aniqlanadi massa, pozitsiyasi massa markazi Va inertsiya tensori(moddiy nuqtaning dinamikasi uning aniqlanishi bilan to'liq aniqlanadi ommaviy); Albatta, bu barcha tashqi kuchlar va tashqi aloqalar berilganligini anglatadi (va ular, o'z navbatida, tananing yoki uning qismlarining shakliga bog'liq bo'lishi mumkin va hokazo). Mutlaq qattiq jismning massa taqsimoti tafsilotlari uning harakatiga hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi. ; agar siz qandaydir tarzda mutlaqo qattiq jism ichidagi massalarni massa markazining pozitsiyasi va tananing inersiya tenzori o'zgarmaydigan tarzda qayta taqsimlasangiz, u holda qattiq jismning berilgan tashqi kuchlar ostidagi harakati o'zgarmaydi ( Garchi, umuman olganda, qattiq tananing o'zida ichki stresslar o'zgaradi) .
Maxsus ta'riflar
Samolyotdagi mutlaq qattiq jism deyiladi tekis rotator . U 3 daraja erkinlikka ega: ikkita tarjima va bitta aylanish.
Mutlaqo qattiq jism joylashtirilgan tortishish maydoni va qo'zg'almas gorizontal o'q atrofida aylanishga qodir deyiladi jismoniy mayatnik .
Bitta qo'zg'almas nuqtasi bo'lgan, lekin aylanishga qodir bo'lgan mutlaqo qattiq jism deyiladi tepa kabi .
Burchak tezligi- jismoniy miqdor, ya'ni psevdovektor (eksenel vektor) va tezlikni tavsiflovchi aylanish moddiy nuqta aylanish markazi atrofida. Burchak tezligi vektori kattalikda teng burchak nuqtaning aylanish markazi atrofida vaqt birligida aylanishi:
va birga yo'naltirilgan aylanish o'qi ga binoan gimlet qoidasi, ya'ni vidalanadigan yo'nalishda gimlet o'ng qo'l ip bilan, agar u bir xil yo'nalishda aylangan bo'lsa.
Birlik da qabul qilingan burchak tezligi Xalqaro birliklar tizimi (SI) va tizim GHS - radianlar V menga bir soniya bering. (Eslatma: radian, har qanday burchak o'lchov birliklari kabi, jismoniy o'lchovsizdir, shuning uchun burchak tezligining jismoniy o'lchami oddiygina ). Texnologiyada ham qo'llaniladi rpm soniyada, kamroq tez-tez - daraja soniyada, do'l soniyada. Ehtimol, texnologiyada ko'pincha daqiqada aylanishlar qo'llaniladi - bu past tezlikda aylanish tezligidan kelib chiqadi. bug 'dvigatellari vaqt birligidagi aylanishlar sonini hisoblab, oddiygina "qo'lda" aniqlanadi.
Burchak tezligi bilan aylanadigan (mutlaq) qattiq jismning istalgan nuqtasining (oniy) tezligi vektori quyidagi formula bilan aniqlanadi:
bu erda tananing aylanish o'qida joylashgan boshdan ma'lum bir nuqtaga radius vektori va kvadrat qavslar ko'rsatadi vektor mahsuloti. Muayyan masofadagi nuqtaning chiziqli tezligi (tezlik vektorining kattaligiga to'g'ri keladi) ( radius) aylanish o'qidan quyidagicha hisoblash mumkin: Agar radianlar o'rniga burchakning boshqa birliklari ishlatilsa, u holda oxirgi ikki formulada birga teng bo'lmagan ko'paytma paydo bo'ladi.
Tekislik aylanish holatida, ya'ni jism nuqtalarining barcha tezlik vektorlari bir xil tekislikda ("aylanish tekisligi") yotganda (har doim) tananing burchak tezligi har doim shu tekislikka perpendikulyar bo'ladi va fakt - agar aylanish tekisligi ma'lum bo'lsa - aylanish tekisligiga ortogonal o'qga skaler - proyeksiya bilan almashtirilishi mumkin. Bunday holda, aylanish kinematikasi juda soddalashtirilgan, ammo umumiy holatda, burchak tezligi vaqt o'tishi bilan uch o'lchovli fazoda yo'nalishni o'zgartirishi mumkin va bunday soddalashtirilgan rasm ishlamaydi.
Hosil tomonidan burchak tezligi vaqt Mavjud burchak tezlanishi.
Doimiy burchak tezlik vektoriga ega bo'lgan harakat deyiladi forma aylanish harakati (bu holda burchak tezlashuvi nolga teng).
Burchak tezligi (erkin vektor sifatida qaraladi) hammasida bir xil inertial mos yozuvlar tizimlari, mos yozuvlar kelib chiqish pozitsiyasi va uning harakat tezligida farqlanadi, lekin bir-biriga nisbatan bir tekis to'g'ri chiziqli va translyatsion ravishda harakatlanadi, ammo bu inertial mos yozuvlar tizimlari bir xil o'qning o'qi yoki aylanish markazining holatida farq qilishi mumkin. tanani bir vaqtning o'zida bir vaqtning o'zida (ya'ni, burchak tezligining turli "qo'llash nuqtasi" bo'ladi).
Uch o'lchovli fazoda bitta nuqtaning harakati holatida, tanlangan nuqtaga nisbatan bu nuqtaning burchak tezligi uchun ifoda yozishingiz mumkin. kelib chiqishi:
Qaerda - radius vektori nuqtalar (kelib chiqishidan), - tezlik bu nuqta. - vektor mahsuloti, -skalyar mahsulot vektorlar. Biroq, bu formula burchak tezligini yagona aniqlamaydi (bitta nuqta bo'lsa, ta'rif bo'yicha mos keladigan boshqa vektorlarni tanlashingiz mumkin, aks holda - o'zboshimchalik bilan - aylanish o'qi yo'nalishini tanlash) va umumiy holat uchun (tana bir nechta moddiy nuqtani o'z ichiga olgan bo'lsa) - bu formula butun tananing burchak tezligi uchun to'g'ri kelmaydi (chunki u har bir nuqta uchun turli xillarni beradi va mutlaqo qattiq jism aylanganda, burchak tezligi vektorlari uning barcha nuqtalarining aylanishi mos keladi). Bularning barchasi bilan, ikki o'lchovli holatda (tekislik aylanish holatida) bu formula juda etarli, aniq va to'g'ri, chunki bu alohida holatda aylanish o'qining yo'nalishi aniq aniq belgilanadi.
