Fizikada biz jismning turli xil harakatlariga duch kelamiz. Jismning harakatiga nima sabab bo‘ladi? Javob — kuch. Harakatlanayotgan jismni nima to‘xtatadi? Javob — kuch. Demak, umuman olganda, kuch va harakat xuddi tanganing ikki tomoni kabidir. Masalan, to‘pni otish va uni ushlashda kuch bilan harakatning o‘zaro bog‘liqligini ko‘rish mumkin. Keling, avval kuch va harakatning alohida ma’nosini, so‘ngra ularning o‘zaro bog‘liqligini tushunib olaylik.

Kuch

Biz kuchni jismga ta’sir qiluvchi itarish yoki tortish, shuningdek fizik ta’sir yoki harakatning xossasi sifatida qarashimiz mumkin. Bu ikki obyekt o‘zaro kontaktda bo‘lganda yuz beradi. Butun olam tortishish qonuniga ko‘ra, ushbu koinotdagi har bir jism boshqalariga kuch ta’sir ettiradi. Jismga ta’sir qiluvchi kuch quyidagi parametrlar bilan ifodalanadi:

• Kuchning SI birligi: nyuton (N) yoki kg.m/s²
• Kuch belgisi: F
• Kattalik turi: vektor kattalik
• O‘lcham formulasi: M¹L¹T^-2
• Boshqa birliklar: din, pound-force, kilopond, poundal, kip

Masalan, massalari M va m bo‘lgan ikkita jism bo‘lsa va ular shunday joylashtirilganki, m massali jism M massali jism ustida tinch holatda tursa, fizikada bu ikki jism bir-biriga kuch ta’sir ettiradi, deb aytamiz. Demak, qachonki ikki yoki undan ortiq jism o‘zaro ta’sirlashsa, kuch ana shu o‘zaro ta’sirning bir qismi bo‘ladi.

Harakat

Oddiy qilib aytganda, jism harakatlanayotgan bo‘lsa, biz uni harakatda deymiz. Masalan, bir bola maktabidan uyiga ko‘cha bo‘ylab yurib ketayotgan bo‘lsa, biz bola harakatda deb aytamiz. Ammo tasavvur qiling, bola yo‘lda 5 daqiqaga to‘xtab, o‘tirib oldi. Agar shu paytda kimdir boladan “u harakatdami?” deb so‘rasa, javob “yo‘q” bo‘ladi. Bundan shuni xulosa qilish mumkinki, jismning harakati vaqtga bog‘liq. Fizikada harakat — bu jismning holatining vaqtga nisbatan o‘zgarishidir.

Kuch va harakat o‘rtasidagi bog‘lanish

Kuch va harakat tabiatda chuqur bog‘langan. Biz kuchni harakatning sababi deb aytishimiz mumkin. Faraz qilaylik, nimadir harakatlanmoqda. Demak, unga qandaydir kuch ta’sir qilmoqda yoki unga ilgari qandaydir kuch ta’sir qilgan va aynan shu kuch bu harakatni yuzaga keltirgan. Agar odam yursa va demak harakatda bo‘lsa, uni harakatlantirayotgan qandaydir kuch bo‘lishi kerak. Bu qanday kuch? Bu — uning tanasidagi muskullar kuchidir.

Kuch va harakat o‘rtasidagi munosabatni chuqurroq ko‘rib chiqishdan oldin, avvalo kuch nimani anglatishini qisqacha tushunib olaylik. Sodda qilib aytganda, kuch — bu itarish yoki tortishdir. Kuch “qarshi ta’sir bo‘lmaganda, jismning harakatini o‘zgartiradigan har qanday o‘zaro ta’sir” deb ta’riflanadi. Ta’rifning o‘zidan ham kuch jismning harakat holatiga ta’sir qilishi aniq ko‘rinadi.

Lekin harakat holati deganda aynan nima tushuniladi? Fizikada harakat holatning vaqtga nisbatan o‘zgarishi deb ta’riflanadi. Yana ham sodda qilib aytganda, harakat jismning siljishini anglatadi. Odatda, harakat quyidagicha ifodalanishi mumkin:

• Tezlikning o‘zgarishi, yoki
• Yo‘nalishning o‘zgarishi.

Ser Isaak Nyuton harakat va kuch o‘rtasidagi bog‘lanishni birinchi bo‘lib kashf etgan olimdir. Uning kuch va harakat qonunlari bo‘yicha tadqiqotlaridan quyidagi uchta xulosaga kelish mumkin:

• Kuch jismni tezlashtirishi mumkin
• Kuch jismni sekinlashtirishi mumkin
• Kuch harakatlanayotgan jismning yo‘nalishini o‘zgartirishi mumkin

Kuch jismni tezlashtirishi mumkin

Tinch holatda turgan jismga kuch ta’sir ettirilsa, agar unga qarshi bundan kattaroq kuch bo‘lmasa, u harakatlana boshlaydi. Masalan, kriket o‘ynayotganda siz to‘pni batsmanga otganingizda, to‘p qo‘lingizdagi dastlabki tinch holatdan oldinga qarab harakatlana boshlaydi.

Biror narsa tinch holatdan harakatlana boshlasa, u tezlanadi. Tezlanish ma’lum vaqt davomida tezlikning musbat o‘zgarishi sifatida ta’riflanishi mumkin.

Xuddi shuningdek, agar harakatlanayotgan jismga uning harakat yo‘nalishi bo‘ylab kuch ta’sir ettirilsa, u tezlashadi. Masalan, siz velosiped pedalini aylantirsangiz, u tezroq yuradi.

Kuch jismni sekinlashtirishi mumkin

Boshqa tomondan, agar harakatlanayotgan jismga uning harakat yo‘nalishiga qarama-qarshi yo‘nalishda kuch ta’sir ettirilsa, u sekinlashadi va agar bu kuch ta’siri davom ettirilsa, oxir-oqibat butunlay to‘xtaydi. Masalan, darvozabon to‘pni to‘xtatganda, u to‘pni sekinlashtirib, uni to‘xtatadi.

Kuch jismning yo‘nalishini o‘zgartirishi mumkin

Agar jismga uning harakat yo‘nalishidan boshqa burchak ostida kuch ta’sir ettirilsa, bu jismning harakat yo‘nalishi o‘zgaradi. Deyarli barcha to‘p o‘yinlarida shu prinsipdan foydalaniladi. Agar kuch perpendikulyar burchak ostida qo‘llansa, tezlik saqlanib qolishi mumkin, ammo tezlanish emas, balki tezlik vektori (velocity) o‘zgaradi.

Kuch va harakat formulasi

Nyutonning ikkinchi harakat qonuniga ko‘ra, kuch va harakat o‘rtasidagi bog‘lanish matematik jihatdan quyidagicha ifodalanadi:

• Kuch massa m va tezlanish a ning ko‘paytmasi sifatida aniqlanadi va quyidagicha yoziladi:

F=m.a

• Harakat harakat qonunlari yordamida tushuntiriladi va harakatdagi zarrachaning xulq-atvori sifatida ifodalanadi hamda quyidagicha beriladi:

Bu yerda,

• s — zarrachaning holati
• s₀ — zarrachaning boshlang‘ich holati
• v₀ — zarrachaning boshlang‘ich tezligi
• a — tezlanish
• t — vaqt

Xulosa qilib aytganda, kuch va harakat bir-biri bilan juda chambarchas bog‘langan ikkita tushunchadir. Kuch harakatning tezlashishiga, sekinlashishiga, yo‘nalishining o‘zgarishiga yoki butunlay to‘xtashiga olib kelishi mumkin.