NJE HYRJE NE MEKANIKEN NJUTONIANE (p.12)

NJE HYRJE NE MEKANIKEN NJUTONIANE
nga Edward Kluk , Dickinson State University , Dickinson ND
faqja pershtatur ne shqip nga Polikron Dhoqina, appleti pershtatur nga Bejo Duka, Universiteti i Tiranes, Tirane

LEVIZJA DREJTVIZORE NE NJE PLAN HORIZONTAL

        Vështrim historik
        Një shtytje e vetme që mund t'i bëhet një objekti në prehje, të vendosur mbi një plan horizontal të ngurtë, bën që trupi të lëviz përgjatë një vije të drejtë. Por mbas pak trupi do të ndalet. Kjo dukuri e thjeshtë është e njohur që përpara mijëra vjetësh. Në shekullin e katërt p. K filozofi dhe shkencëtari grek Aristotel postuloi se lëvizja me një shpejtësi konstante e një trupi kërkon një shtytje konstante (ndryshe ne mund të themi, aplikimin e një force konstante). Por ne duhet të shënojmë faktin e ekzistencës së një pasaktësie në idenë e termit forcë në këtë shprehje. Kjo shprehje nuk na tregon se si duhet matur e vlerësuar forca, pra praktikisht nuk ka vlera shkencore. Do të kalonin dymijë vjet derisa Isak Njuton të përpunonte postulatin e Aristotelit dhe të krijonte teorinë bazë të lëvizjes. Pikërisht në këtë drejtim ne do të bëjmë hapin e parë.
        Nuk është e vështirë të kryejmë eksperimentin e mëposhtëm. Marrim një trup dhe e vendosim mbi një sipërfaqe të rrafshët të niveluar mirë, por që është shumë e ashpër, dhe i japim një shtytje të lehtë. Trupi nuk do të lëviz shumë. E vendosim trupin tashmë mbi një sipërfaqe tjetër po të rrafshët, por shumë të lëmuar. Është e qartë se e njëjta shtytje do të bëjë që trupi të zhvendoset shumë më tepër së rastin e sipërfaqes së ashpër. Gjithësecili do të thoshte se një dukuri e tillë është e qartë, sepse në rastin e dytë ka fërkim më pak se në të parin. Do të ishte mirë të imagjinoni se c'do të ndodhte sikur fërkimi të mungonte plotësisht.
Nëqoftëse sipërfaqet do të ishin të tilla që fërkimi të mungonte, trupi do dë lëvizte me shpejtësi konstante. Në këtë pikë Aristoteli nuk kishte të drejtë për faktin se nëqoftëse fërkimi mungon nuk ka nevojë për ndonjë forcë që të mbaj një trup në lëvizje.
        Paragrafi i fundit paraqet një shembull të metodës së abstraksionit që aplikohet në shkencë. Pa patur mundësi për të bërë një eksperiment me një lëvizje pa fërkim ne jemi në gjëndje të deduktojmë se për t'u mbajtur trupi në lëvizje nuk kërkohet ndonjë forcë, përkundrazi fërkimi apo ndoshta dhe forca të tjera, që mund të jenë prezent, përpiqen ta ndalin trupin. Prandaj trupat nga natyra e tyre përpiqen të ruajnë gjendjen e tyre të lëvizjes. Eksperimentet e mësipërme na japin mundësi për të patur konluzione të rëndësishme, e më pas për të prezantuar ligjet e Njutonit për lëvizjen. Paraardhësit e Njutonit nuk ishin të aftë të kuptonin se nëqoftëse një forcë nevojitet për të mbajtur një trup në lëvizje kjo përdoret vetëm për të mposhtur forcat e fërkimit, të cilat përpiqen që të ndalin trupin.

              Një "eksperiment" mbi një sipërfaqe pa fërkim dhe analiza e të dhënave
        Prezantimi i këtij eksperimenti bëhet për t'u kuptuar më mirë lidhjet ndërmjet një lëvizje abstrakte pa fërkim dhe modelit apo përshkrimit matematik të saj. Zgjidhni një shpejtësi fillestare, startoni lëvizjen dhe mblidhni të dhënat duke paraqitur zhvendosjen në varësi të kohës gjatë së cilës është kryer kjo zhvendosje. Për të bërë këtë duhet filluar lëvizja me zgjedhjen e shpejtësisë fillestare disa herë. Kujtojmë se kur fillon lëvizja nuk mund të ndaloni. Kur ajo ndalon mund të rifillojë vetëm duke u rivendosur paraprakisht në pozicionin fillestar. Grumbullimi i të dhënave mund të bëhet për dy, tre, apo më shumë shpejtësi fillestare të ndryshme.
        Tani me të dhënat tuaja ndëërtoni grafikët, të cilët duhet të jenë vija, forma e të cilave i përgjigjet relacionit:

d = v_o t ,

ku v_o është shpejtësia fillestare për secilin grafik, d është zhvendosja dhe t koha gjatë së cilës është bërë kjo zhvendosje. Për çdo lëvizje, v_o mund të gjendet si pjerrësi e grafikut të saj. Lëvizjet e përshkruara nga relacioni i mësipërm quhen lëvizje uniforme apo të njëtrajtëshme, sepse zhvendosja rritet uniformisht me kohën.

Matematika ndihmon për të nxjerrë konkluzione më shumë

Nga relacioni zhvendosje-kohë matematikanët mund të venë re menjëherë, që shpejtësitë për lëvizjet e shqyrtuara janë konstante dhe të barabarta me v_o për secilën lëvizje. Nëqoftëse ju nuk jeni të sigurtë rreth saj përdorni formulën për shpejtësinë mesatare v_mes të cilën ne e kemi paraqitur në eksperimentin e prezantuar:

v_mes = ( d ₂ - d ₁ ) / (t ₂ - t ₁ ) .

Duke zëvendësuar d ₁ dhe d ₂ nga relacioni zhvendosje-kohë për lëvizjen uniforme ne fitojmë:

v_mes = v_o ( t ₂ - t ₁) / (t ₂ - t ₁ ) = v_o.

Ju mund të konstatoni se duke filluar me varësinë eksperimentale të zhvendosjes në lidhje me kohën gjatë së cilës ajo kryhet, dhe duke bërë disa veprime të thjeshta algjebrike, ne kemi nxjerrë një konstante të shpejtësisë për këtë lëvizje.

Vlerësim
Nëqoftëse deri këtu keni kuptuar:

pse shkencëtarët e lashtë dhe të mesjetës mendonin se në cdo rast, për të mbajtur trupin në lëvizje, duhet të aplikohet një forcë

si mund të nxiret relacioni zhvendosje-kohë nga të dhënat eksperimentale

si mund të nxiret matematikisht shpejtësia, për një lëvizje horizontale pa fërkim, nga relacioni zhvendosje-kohë

kush është ndryshimi midis rënies së lirë dhe lëvizjes horizontale pa fërkim

objektivat e këtij mësimi janë arritur plotësisht. Nëqoftëse ju keni dyshime, përpiquni ta lexoni atë dhe një herë duke u përqëndruar më shumë, por mos u përpiqni ta mësoni tekstin përmendësh. Fizika nuk është lëndë që mësohet përmendësh, por është lëndë që në radhë të parë duhet kuptuar.

Shtator 1997, pershtatja Nentor 2000	E - mail to Bejo Duka
Copyright (c) 2000 Bejo Duka