16 декабря, 2017 21:37
Бір инерциялық санақ жүйесінен екінші кез келген инерциялык санақ жүйесіне өту үшін жылдамдык пен үдеудің түрленуін ғана емес, күштің де түрленуін білу керек. Дәлірек айтқанда, деформацияланған серіппе арқылы күшті өлшеу әдісін бүрынғыша сақтап қалу үшін созылған серіппенің қозғалысы анықтала- тын күшке калай эсер ететінін білуіміз керек.
|
Бірақ, осы сұраққа тура жауап бере алатын тәжірибелерді жүзеге асыру мүмкіндігі жоқ. Сондықтан әуелі күштер туралы мэселені за- рядталған бөлшекке электр өрісі та- рапынан әсер ететін күштер негізінде қарастыра келіп, кейінірек тэжірибе мэ- ліметтеріне сүйене отырып, серіппе әсер күштеріне колданайық. Зерттеу- ді жеңілдету үшін электр өрісін жазық конденсатор астарында орналасқан зарядтар тудырды деп кабылдайык. Есептің мазмұны конденсатор қоз- ғалысының сол конденсатордың екі астарының арасында орналасқан жэ- не «бірге қозғалып келе жатқан е за- рядқа өзінің электр өрісі тарапынан түскен Ғ күшке кандай эсері бар?» деген сұракпен байланысты. Электр өрісінің зарядқа эсер күші Ғ = еЕ |
| формуламен анықталады, мүндағы Е — конденсатор өрісінің кернеулігі. Зарядтың мөлшері козғалысқа бай- ланысты өзгермегендіктен, койыл- ған сүракка жауапты конденсатор қозғалысының, оның астарлары ара- сындағы өріс кернеулігіне қандай әсері бар екенін зерттеп табамыз. Қозғалмайтын жазык конденсаторда |
| мүндағы |
| — зарядтың беттік |
| тығыздығы, яғни конденсатор астар- лары арасындағы кашықтық плас- тиналар өлшемдерінен кіші бол- ғанда, электр өрісінің кернеулігі сол кашықтыққа тәуелді емес. Келтіріл- ген формулаларда д — беттің заряды, 5 — беттің ауданы, е0 — электрлік тұ- рақты.
Жазық конденсатор К жүйесінде тыныштық қалыпта деп қабыл- дайық. «К-га қарағанда, х осі бойы- мен салыстырмалы » жылдамдықпен қозғалған К’ жүйесінде осы конден- сатордың өрісі калай өзгереді?» деген сүрақ туады (К’ жүйесінде конден- саторх’теріс мэндері бағытында г>’= — V жылдамдықпен қозғалады). Екі жағдайды талқылайық: 1) Конденсатор астарлары х’ осіне параллель, ал г’ осіне перпендикуляр болсын 2) Конденсатор астарлары х’ осіне перпендикуляр болсын |
| Бірінші жағдайда конденсатор К’ жүйесінде қозғалуына байланысты, х’ бағытында ұзындық қысқарып, конденсатор астарының ауданы
і — . і қатынаста азаяды. Соның V с2 ‘ салдарынан конденсатор заряды өзгермегенімен, заряд тығыздығы |
| і 1-— қатынаста өседі. Осыған сәй-
1 С2 кес, конденсатор өрісінің кернеулігі де артады: |
| Е’х = Е,
Басқа мүмкін жағдайларды (олар- дың ішінде күрделілері де бар) тал- дау қатынастардың сақ- талатыныі. байқатады. Олай болса, осы формулалар бір санақ жүйесі- нен (К) екінші жүйеге (К) ауысқанда электр өрісінің түрленуін өрнектейді. Күш үшін (4.58)-ге сэйкес Ғ’=Ғ, |
| мүндағы Е2 — К санақ жүйесіндегі өріс кернеулігі. Дэл осындай пікір конденсатор астарлары у’ осіне пер- пендикуляр болғанда да эділ болады: |
| қатынастарды аламыз.
Электр өрістерінің тарапынан за- рядтарға әсер ететін күштердің түр- лену заңдылықтарын біле отырып, тәжірибе арқылы серпімді күштер- дің бір санақ жүйесінен (К) екінші жүйеге (К) көшкенде түрленуін анықтауға болады. Осы мәселені ше- шуге арналған тәжірибені Ф. Троу- тон мен Г. Нобль қойды. Есептеу- |
| Салыстырмалылықтың арнайы теориясының негіздері |
лерге қарағанда электр зарядтарына электр өрісі тарапынан әсер ететін күштер формулалары- на сәйкес түрленсе, ол күштер ь жылдамдықпен қозғалып бара жат- қан санақ жүйесінде жылдамдық бағытына сүйір а бұрыш жасай орналасқан зарядталған конденса- торды оның астарларына түсіріл- ген нормаль о бағытына перпенди- куляр болатындай қылып бұрады. Троутон-Нобль тәжірибесінде жеңіл жіңішке жіпке ілінген зарядтал- ған конденсатор Жердің, ал оны- мен қоса конденсатордың Күнмен салыстырғанда жылдамдыгы 30 км/с қозгалысына байланысты тыныш- тық қалыптан ауытқып, жоғарыда айтылғандай бағытталуы керек еді. Бірақ бұл құбылыс байқалмады. Құбылыстың байқалмауын қозғалатын санақ жүйесіне өткенде электр күштерінің түрленуімен қатар, сер- пімді күштердің де түрленуімен түсіндіруге болады. Нэтижесінде, электр өрісі эсеріне қарсы серпім- ді күш моменті пайда болып, екі эффект бірін-бірі теңестіреді. Троу- тон-Нобль тәжірибесінің қорытын- дысы салыстырмалылық принципіне қайшы келмейді, яғни бір инер- циялық жүйеде дененің айналмалы қозғалысын тудыратын күштер эсер етпесе, олар басқа ешбір жүйеде де әсер етпеуі керек. Жалпы, кез кел
| ген күштер таңдап алған инерциялық санақ жүйесінде бірін-бірі теңестір- се, олар кез келген басқа инерция- лық жүйеде де бірін-бірі теңестіре- ді. Бүл үшін тек электрлік немесе серпімділік күштер емес, басқалары да (4.63)-(4.65) формулалары арқылы түрленуге міндетті. |
Автор публикации
