| Главная » Статьи » Физика |
«Аспан денелерінің жер бетіндегі апаттық құбылыстарға әсері»
Қазақстанның 40 жылдығы орта мектебі Нұрғалиева Айсұлу Мұратбайқызы Физика пәнінің мұғалімі Тақырыбы:«Аспан денелерінің жер бетіндегі апаттық құбылыстарға әсері» Зерттеудің мақсаты: 1. Жер бетіндегі апаттық құбылыстардың пайда болуын зерттеу. Соның ішінде жер сілкінісі, жанартаулардың атқылауына түсінік беріледі. Апаттық құбылыстардың кейбіреулерінің басты себебі Ай фазасы нөльге жуықтаған(ц→0) кездегі немесе нөльге тең (ц≈0) болғандығы, яғни, өліара уақытына тәуелді болған кездегі аппаттық құбылыстар қарастырылады. Аппаттық құбылыстарға байланысты суреттер келтіріледі. Жер бетіндегі аппаттық құбылыстардың Ай фазасына тәуелді екенін дәлелдейтін АҚШ-тың геологиялық зерттеу қызметтерінің деректері бойынша алынған кестелер келтірілген. Сонымен қатар, Орта Азия аймағында болған жер сілкінісінің кестесіне назар сала қарасақ 60%-ға жуығы Ай фазасының әсерінен болатынын байқаймыз. Планеталар қозғалысындағы ұйытқулар. Кеплер заңдары. Планеталар қозғалысының зандарын ашуда еңбек сіңірген көрнекті неміс ғалымы - Иоганн Кеплер (1571-1630). XVII ғасырдың бас кезінде Кеплер марстың Күнді айналуын зерттеу үстінде планеталар қозғалысының үш заңын ашты. Кеплер заңдары өзара тартылыс әсерінен қозғалатын екі оңашаланған дененің қозғалысын қарастарғанда ғана дәл орындалады. Күн жүйесінде планета көп. Олардың бәрі тек қана күнге тартылып қоймай бір-бірін тартады, сондықтан олардың қозғалысы Кеплер заңдарына дәлме-дәл бағынбайды. Дәл Кеплер заңдары бойынша болатын қозғалыстан ауытқуды «ұйытқулар» деп атайды. Күн жүйесіндегі ұйытқулар сонша күшті емес, өйткені әр планетаның күнге тартылуы өзге планеталардың тартуынан анағұрлым күштірек. Планеталардың көрінетін орындарын есептеп шығарғанда ұйытқуларды ескеруге тура келеді. Қазір мұндай есептерді шығаруда тез есептейтін электронды есептегіш машиналар көмектеседі. Жасанды аспан денелерін ұшырып жіберуде және олардың траекторияларын есептеуде, аспан денелерінің қозғалыстарының траекториясын, атап айтқанда, ұйытқу траекториясын пайдаланады. Планетааралық автоматты станцияларды күні бұрын есептелген траекториямен қалаған жаққа жіберу, қозғалысындағы ұйытқуды ескере отырып, оны нысанаға жеткізу мүмкіндігі - осының бәрі табиғат заңдарын танып біле алатындығымыздың айқын дәлелдері. Планталардың өзара ара қатынасын қарастыру үшін үш денені алайық: Күн (С) М массаларымен, планета (Р) m, массасымен (Р) центрге дейінгі арақашықтық (С) және планета Р2 (m2) массасымен ® планетаға дейінгі арақашықтық Р2 (1-суретті қара). Барлық үш дене бір-бірімен Ньютонның бүкіләлемдік тартылыс заңы бойынша әрекет етеді.Сол кезде Күн жылдамдық алады. Р-дан Р2-ге қарай Кү нге байланысты Р планетаның қозғалысын қарастырайық. Бұл жағдайда плантаға Р жылдамдық тудыратын күш әсер етеді. (3) Р1С – ға қарай (4) Р1Р2-ге қарай (5) Р2-ге қарай параллель бұл жерде W-алғашқы жылдамдық немесе Кеплер заңына қарасты Күн системасындағы айналыммен қозғалады. Ұлы астраном Кеплер өзінің көп жылдық қиын есептеулерінен кейін планеталар қозғалысының 3 заңын былай тұжырымдады. Бірақ Кеплердің І-тұжырымдамасы тек қана үлкен планеталар мен Күн жүйесін тұйық орбита бойынша айнала қозғалатын аспан денелері (кометалар, астеройдтар) ақиқат болып табылады. Сондықтан Кеплердің І-заңының тұжырымдамасы мына түрде берілген: 1. Әр планета Күнді элипс бойымен айналып шығады да оның бір фокусында күн тұрады. 2. Бірлік уақыт ішінде радиус -вектордың сызатын ауданы тұрақты шама болып табылады және мына формуламен өрнектелген. (1) мұндағы, r- координата басының нүктеге дейінгі арақашықтығы (нүктенің радиус-векторы), v- полярлық бұрыш, шынайы аномалия. (1)- формула Кеплердің екінші заңының математикалық өрнегі болып табылады. 3. Планеталардың жүлдыздық айналыс периодтары квадраттарының қатынасы олардың орбиталарындағы үлкен жарты осьтердің кубтарының қатынасындай болады. мұндағы, Т1, Т2 - центрлік денелердің айналу периоды, М1 , М2 -денелердің массалары, m1 , m2 - планеталар массалары, а1, а2 - планеталардың элипстік үлкен жарты остері. (1), (2) формулалардың көмегімен аспан денелерінің массасын табуға болады. Материалдық нүктенің қозғалысына эсер ететін тартылыс күші және дифференциялды қозғалыс теңдеуін түрлендіре отырып шығарамыз. F= ma (4) мұндағы, а-үдеу, m- масса, F- күш. . , , Бұл есептердің шығарылуының кейбір нәтижелері төменде көрсетілген. (1)- формуланы түрлендіре отырып, екі дене үшін мына есептеулерді шығаруға болады. Егер қозғалатын масса m, бір нүктеде жинақталған екінші бір материалдық нүктені өзіне қарай күшпен тартса, онда күш арақашықтықтың квадратына кері пропорционал болады. Мұндағы, m нүктесінің үдеуі 3 түзудің бойымен бағытталған және оның қозғалысы арақашықтыққа, оның шамаларына және бастапқы кездегі қозғалыс жылдамдығының бағытына байланысты болады. 1. Егер 0<V0<Vс (Vс-шеңберлі жылдамдық) одан m нүктесі элипс бойымен қозғалып фокусының біреуінде С нүктесі орналасқан. Мұндағы элипс жазықтығы Сm нүктесінен жылдамдық бағыты V0m арқылы өтеді. 2. VС<V0 элипс қатты сығылып, оның үлкен осі mC-дан азғана үлкенірек болып, фокуста орналасады. С нүктесі m нүктесінен алыс жатады. 3. Vо<Vс элипстің эксцентристеті өте кіші болады, оның үлкен жарты осі mс-ға қарағанда аздап кіші. Бұл кезде С нүктесі элипс центріне жақын орналасады. 4. Vо=Vс олардың бағыты Сm сызығына перпендикуляр болса, мұнда m нүктесі Сm-нің радиусы дөңгелек бойымен айнала қозғалады. 5. Егер Vо≤Vс бірақ кейбір нәрсенің жылдамдығынан Vп=Vс√2 артпаса, онда m нүктесі элипс бойымен қозғалады, бірақ С нүктесі бұл кезде m нүктесіне жақын орналасатын фокуста болады, ал элипстің үлкен жарты осі VоVn жақындаған сайын артады. 6. Егер Vо=Vп√2 онда m нүктесі парабола бойымен қозғалады, онда параболаның екі тармағы Сm осіне параллель бағытқа жақындай отырып шексіздікке кетеді. m нүктесі М денесінен алыстау мөлшеріне қарай оның жылдамдығы М денесіне және нөлге ұмтылады. 7. Егер Vn<V0 онда m нүктесі гипербола бойымен қозғалатын болады, оның тармағы шексіздікке жетіп, mах<V0 бағыты Сm осіне перпендикуляр бағытқа жақындайды.гиперболадан алыстау мөлшеріне қарай оның жылдамдығы қандайда бір тұрақты шамаға ұмтылатын болады. 8. Егер Vо=∞, онда m нүктесі m түзуінің бойымен қозғалып, ал V0=0, онда m С түзуінің бойымен қозғалатын болады. Сонымен, бұдан байқайтынымыз V жылдамдық m нүктесінде және кез келген r арақашықтықта С нүктесінде мына түрде болады. (5) мұндағы, а- элипстің үлкен жарты осі. (5) формула энергия интегралы деп аталады. Егер r=а болса, онда (5) формуладағы m нүктесі айнала қозғалады. Егер m нүктесінің қозғалысы парабола болса, онда m0а = ∞и мұндағы, Vс- айналу жылдамдығы, Vn-парабола жылдамдығы. Жер сілкіну Жердің даму тарихында апат туғызатын (катастрофалық) табиғи құбылыстардың бірі - жер сілкіну. Оның жойқын күшін адамзат тарихындағы белгілі басқа қатерлі оқиғалардың еш қайсысымен салыстыруға болмайды. Ерте кезден сақталған тарихи деректер бойынша, бар болғаны бірнеше секунд ішінде үлкен бір қаланың немесе кішігірім мемлекеттің түгелдей дерлік жоқ болып кететіндігі белгілі.Жер шарында тәулік сайын (орта есеппен) 200-ден астам, ал бір жылда 100 мыңға жуық жер сілкінісі болып тұрады. Олардың арасында жылына 9 баллдық 10-15, 8 баллдық 50-100, 7 баллдық 300-500-ге жуық жер сілкінісі байқалады. Американ сейсмологы Дж. Милннің санағы бойынша, адамзат тарихының соңғы 4 мың жыл ішінде жер сілкіну зардабына ұшырап, апат болған адамдар саны 13 млн-нан кем емес екен. Сондықтан да жер сілкінуді зерттеу әдістерін жетілдіру және оның болу мүмкіндігін алдын - ала болжау мәселелері қаншалықты маңызды екендігін осыдан-ақ байқауға болады. XX ғасырда біздің елдің территориясында байқалған жер сілкіну әсерінен: 1911 жыл - Верный қаласы (қазіргі Алматы), 1927 жыл -Қырымның оңтүстік жағалауы, 1948 жыл - Ашхабад, 1966 жыл - Ташкент қаласының орталық бөлігі, 1976 жыл - Газли, 1986 жыл - Кишинев, 1989 жыл - Армения қалалары мен Тәжікстан селолары зардап шекті. Күші 7,8 және 9 баллдық сілкіністер салдарынан болған шығындарды 1-кестеден көруге болады. Ал, 2-кестеде 1985-1998 жылдар аралығында болып, адам өмірімен халық шаруашылығына айтарлықтай зиян алып келген әлемдегі кейбір күшті сілкіністер тізімі келтірілген. Осы 1,2- кестелердегі қою қарамен боялған күндер өліара уақытына сәйкес келеді. Апаттық ірі жер сілкінулер кезінде жер бетінің бедері көп өзгерістерге ұшырайды: кейбір аудандар (мұхит деңгейінен санағанда) төмен шөгеді (мысалы, Чили жер сілкінуі, 1960 жыл); кейде құрлықтың немесе теңіз түбінің жоғары көтерілуі (мысалы, 1964 жыл. Аляскада болған жер сілкіну кезінде 16 м-ге дёйін жоғары көтерілуі) байқалады; өзендердің жолы бөгеліп, жаңа көлдер пайда болады (мысалы, 1911 жылы пайда болған Памирдегі Сарез көлі); лайлы - тасты тасқындар сел болып ағады (мысалы, 1949 жылы Тәжікстанда Хаит селосының тұрғындары түгелімен селді тасқын астында қалған); мұхит жағалауларына жақын аймақтарда (мысалы, Тынық мұхит жағалауында) алып толқындар (цунами) пайда болып, орасан зор апатқа ұшыратады. ҚОРЫТЫНДЫ 1. Ғалам және аспан әлемі жайында түсінік берілді. Физика жэне Астраномия ғылымдарының бір - бірімен кірігуі табиғат құбылыстарының сырын тереңірек ұғуға жәрдемдеседі. Бұл екі ғылымның өзара байланысы арқасында әлемдегі барлық құбылыстардың табиғи бірлігі белгілі болды. Көптеген физикалық жаңалықтардың ашылуы аспан денелерін зерттеумен тікелей байланысты. 2. Жер бетіндегі апаттық құбылыстардың ішіндегі жерсілкінуді тудыратын белгілі себептерді анықтауды Ай фазасының азаюындағы (ф--0) ықпал күштің өзгеруін , зерттеп, өліара аралығында жерсілкінудің жиілігі 60-65% -ға.сәйкес келетіндігі бұрын белгісіз болған. 3. №1 кестеде күші 7,8 және 9 баллдық сілкіністер салдарынан болған шығындар келтірілген (Американың USGS қызметінің мағлұматтары бойынша). Атап. айтсақ, сілкіністің болған жері, күні, айы, жылы және магнитудасы, материалдық шығыны (млн. доллор) көрсетілген. Ал №2 кестеде 1985-1998 жылдар аралығындағы адам өмірі мен халық шаруашылығына айтарлықтай зиян алып келген, элемдегі кейбір күшті сілкіністер тізімі келтірілген (United State Geological Survey-АҚШ геологиялық қызметі деректері бойынша). Сонымен қатар, №3 кестеде 12 баллдық сейсмикалық шкала қысқаша сипатталса, №4 кестеде Орта Азия аймағында болған жер сілкіністеріне қысқаша шолу жасалған. Ол б.з.д Ш-ғасырдан бастап, 1979 жылға дейінгі аралықты қамтиды. №5 кесте алғышарттардың жерсілкіну алдында біліну уақыттары мен кеңістікте таралуына арналған. 4. №1,2 және 4 кестелердегі қою қарамен боялған күндер өліара уақытына сәйкес келеді. Демек, Жерсілкінісінің 60-65%-ға жуығы Ай фазасына тәуелді екенін байқаймыз. 5. Сейсмикалық толқындарды зерттеу жер сілкіну ошағын анықтау үшін ғана емес, жер қыртысын зерттеу бойынша ауқымды жұмыстар жүргізуге мүмкіндік береді.Жылына сейсмологтар қарқындылығы әр түрлі 500 мыңнан астам жерсілкінісін тіркейді.Олардың 100 мыңға жуығы адамдарға сезіледі, ал 1000-ға жуығы зиян келтіреді. Қазіргі кезде Қазақстанда 41 сейсмикалық стансысы бар.Қазақстанның оңтүстік-шығыс аймақтары жоғары сейсмикалық аймақтарға жатады.Соңғы 100 жыл аралығында бұл аймақта екі рет күші (Рихтер шкаласы бойынша)9-10 балдық екі рет жер сілкінісі болды. | |
| Просмотров: 1953 | | |
| Всего комментариев: 0 | |