Ոյժ

Ոյժ, ուժ, զօրութիւն, դասական մեքենագիտութեան մէջ, նիւթական մարմիններու (կամ մարմնի մասերու) վրայ կատարուած ազդեցութիւնն է ուրիշ մարմնի (կամ մարմնի բաժինի) մը կողմէ: Ոյժերու գումարումը մարմնի մը վրայ կրնայ զայն արագացնել կամ ձեւազեղծել:

Ոյժը ունի արժէք, ուղղութիւն, կողմ եւ ազդման կէտ: Ոյժի արժէքը կ՛արտայայտուի Նիւթոն միաւորով, այսինքն kg m s^-2: Այսպէս, 1 Նիւթոն կը նշանակէ 1 m.s^-2 արագացման ազդեցութիւնը 1 քիլօկրամի վրայ, այսինքն մէկ մեթր առ երկվայրկեանի արագութեան փոփոխութիւն1 երկվայկեանուան ընթացքին: Ոյժը ${\overrightarrow {F}}$ տառով կը նշանակուի, եւ սլաքով կը գծուի։

Ոյժի սկզբունքը յստակացուցած է Իսահակ Նիւթոն 1684-ին եւ մինչեւ այժմ, դասական մեքենագիտութեան մէջ, իր տուած սահմանումը կը գործածուի: Ոյժը՝ Նիւթոնի հիմնական օրէնքներու կեդրոնական գաղափարն է (տես Նիւթոնի 2-րդ օրէնքը)։

Ոչ մէկ կայուն առարկայ կը շարժի, եթէ մէկը զայն չհրէ կամ չքաշէ։ Ուժ մը այն է, ինչ որ կը բանեցնենք, երբ առարկայ մը վերցնենք, հրենք, քաշենք կամ անոր վրայ ճնշենք։

Ընդհանուր տեղեկութիւններ

Յատկանիշ

Ոյժը սլաք ունեցող մեծութիւն մըն է, այսինքն ունի արժէք, ուղղութիւն, կողմ եւ ազդման կէտ: Ժամանակի ընթացքին, մարմնի մը վրայ ազդող ոյժը, տարածութեան մէջ կը նկարագրուի սլաքով իր ուղղութեամբ, կողմով եւ ազդման կամ կիրառման կէտով: Ուղղութիւնը կը կոչուի ոյժի ազդման գիծ։

Ոյժը տառով կը նշանակուի (Ֆր՝. force), եւ սլաքով կը գծուի։

Ոյժը, իբրեւ շարժում պատճառող ազդեցութիւն, կրնայ անմիջական հպումով (օրինակ, շփումով) կամ հեռուէն ազդել մարմնի մը վրայ, այսինքն փոխազդող մարմիններու ստեղծած դաշտերու միջոցաւ (զոր օրինակ, Երկրի քաշողական զօրութիւն, մագնիսական դաշտ): Երբ ոյժերը կը նկարագրուին, բնոյթի տարբերութեան չի դրուիր:

Ոյժերը համեմատական մեծութիւն են, այսինքն պէտք է ուրիշ զօրութեան հետ բաղդատել:

Երբ ոյժերը կ՛ազդեն ձեւազեղծուող մարմնի մը վրայ (մեքենայ, առաձգական մարմին, հեղուկ, եւ այլն), պէտք է զանազանել ներքին ոյժերը (մարմնի համակարգի մասերու միջեւ ազդող զօրութիւններ), եւ արտաքին ոյժեր (մարմնի համակարգէն դուրս եղող մարմիններու կողմէ ազդող ոյժեր):

Ոյժի չափման միաւոր

Միաւորներու Միջազգային համակարգին մէջ (ՄՀ), ոյժի արժէքը կ՛արտայայտուի Նիւթոն միաւորով (Newton, N), այսինքն kg m s^-2: Այդպէս, 1 Նիւթոն կը նշանակէ 1 քիլօկրամի վրայ մը 1 m.s^-2 արագացման ազդեցութիւնը, այսինքն մէկ մեթր առ երկվայրկեանի արագութեան փոփոխութիւն կը կատարէ մարմնի վրայ, 1 երկվայկեանուան ընթացքին:

[Ոյժ] = զանգուած × երկարութիւն × ժամանակ⁻²

Բնութեան հիմնական չորս փոխազդեցութիւնները

Բնութեան հիմնական փոխազդեցութիւնները չորս տեսակ են

ելեկտրա-մագնիսական ոյժ կամ փոխազդեցութիւն
ձգողութեան ոյժ կամ փոխազդեցութիւն
հիւլէական տկար փոխազդեցութիւն
հիւլէական զօրաւոր փոխազդեցութիւն

Հիւլէական փոխազդեցութիւնները հիւլէի միջուկէն ներս կ՛ազդեն:

Ոյժ, Աշխատանք, ոյժանիւթ եւ հզօրութիւն

Բնագիտութեան մէջ, ոյժ, ոյժանիւթ եւ հզօրութիւն տարբեր մակարդակի մեծութիւններ են, չունին նոյն միաւորները^[1], կարելի չէ համապատասխան մեծութիւններ համարել:

Ոյժ՝, երբ այլ մարմնի մը ազդեցութեան պատճառով մարմին մը սկսի շարժիլ կամ կանգ առնել, այդ մարմնին վրայ ոյժ կիրարկուած է: Ոյժը կ՛արտայայտուի Նիւթոն միաւորով, այսինքն kg m s^-2
Աշխատանք՝ , ոյժ մը կ՛աշխատի երբ ազդման կէտը կը տեղափոխուի: Միջազգային համակարգի մէջ, աշխատանքի միաւորը յուլ է (Joules) եւ W տառով կը գրուի (անգ՝ work): 1 յուլ հաւասար է 1 kg m² s⁻², այսինքն 1 Նիւթոն անգամ 1 մեթր: Ոյժի մը աշխատանքը կը բացատրէ շարժական ուժանիւթը (énergie cinétique): Նշենք թէ երբ ոյժերու ազդեցութեան տակ մարմին մը չի տեղափոխուիր, կ՛ըսուի որ այդ ոյժերը աշխատանք չեն կատարած: Աշխատանքը ուղիղ համեմատական է ոյժին եւ տեղափոխութեան միջոցին:^[2]
Ոյժանիւթ՝ , աւելի ընդհանուր ձեւով բնագիտութեան մէջ, ոյժանիւթը այն մեծութիւնն է որ կը չափէ մարմնի մը կամ համակարգի մը կարողութիւնը իր վիճակը փոխելու, աշխատանք մը կատարելու որ մինչեւ շարժում կը հասցնէ, ելեկտրա-մագնիսական ճառագայթ տալու կամ տաքութիւն պատճառելու (զոր օրինակ, ջերմոյժ): Ուժանիւթը յուլ միաւորով կ՛արտայայտուի Միջազգային համակարգին մէջ, այսինքն 1 kg m² s⁻²:
Հզօրութիւն՝, ֆիզիքական մեծութիւնն է, որ հաւասար է մարմնի մը կատարած աշխատանքին ժամանակի ընթացքին: Հզօրութիւնը աշխատանք կատարելու արագութիւնն է, կամ ոյժանիւթի հոսանքի չափանիշը: Հզօրութեան միաւորը Վաթ է (watt), հաւասար 1 Յուլ առ երկվայրկեանի, կամ 1 kg m² s⁻³:

Նիւթոնի մեքենագիտութեան հիմնական երեք օրէնքներ

Նիւթոնի մեքենագիտութեան հիմնական երեք օրէնքները, կամ Նիւթոնի շարժման որէնքներ, խմբուած են 1687-էն ի վեր Philosophiae Naturalis Principia Mathematica^[3] գիրքին մէջ, ասոնց վրայ կ՛աւելնայ ձգողութեան համաշխարհային օրէնքը: Այս օրէնքները կը սահմանեն ոյժի սկզբունքները:

Առաջին օրէնք, անգործութեան սկզբունք

Կալիլէօ Կալիլէին գտած է մեքենագիտութեան առաջին օրէնքը, անգործութեան^[4] սկզբունքը (արեւելահայերէն, իներցիա)

«Ամէն մարմին կը մնայ հանգիստ (դադարի) վիճակի մէջ կամ շիտակ գիծի ուղղութեամբ միաձեւ շարժումի մէջ (հաւասարաչափ ուղղագիծ շարժման մէջ), բացի, եթէ այլ ոյժ մը վրան ազդէ, եւ զայն ստիպէ վիճակը փոխել:»

Երկրորդ օրէնք, ոյժաբանութեան հիմնական սկզբունք

Իսահակ Նիւթոն կը բանաձեւէ երկրորդ օրէնքը քանի մը տարի ետք: «Մարմնի մը արագացումը (a, accélération) համեմատական է իր վրայ եղած ոյժին (F, force) եւ հակառակ-համեմատական է մարմնի զանգուածին (m, masse)»:

Երրորդ օրէնք, ազդման եւ հակազդման հաւասարութեան սկզբունք

«Եթէ Ա մարմին մը Բ մարմնի մը վրայ ոյժով մը ազդէ ( ${\vec {F}}$ _Ա,Բ), ուրեմն Բ մարմինը Ա-ին վրայ նոյն արժէքի ոյժով կ՛ազդէ ( ${\vec {F}}$ _Բ,Ա), բայց հակառակ ուղղութեամբ ուղղուած»: Այս ձեւով, ազդումը հակազդման հաւասար արժէքը ունի եւ հակառակ ուղղութիւն:

Ազդումը միշտ ունի հաւասար եւ հակադիր հակազդում. երկու մարմիններու փոխազդեցութիւնները հաւասար արժէքով են եւ հակառակ ուղղութեամբ։

Ձգողութիւն

Տիեզերանաւորդ մը, որ երկրի վրայ 72 քիլօ կը կշռէ, լուսնին վրայ միայն 12 քիլօ պիտի կշռէր, որովհետեւ երկրին ձգողական ուժը 6 անգամ աւելի է քան լուսնինը։ Ձգողական ուժը անտեսանելի է։ Եթէ գնդակ մը նետես օդին մէջ, չի թռչիր, այլ՝ վերստին գետին կ'իյնայ, ուժը զայն դէպի վար կը քաշէ։ Առարկայ մը անշարժ կը մնայ այնքան ատեն, որ ուժ մը չբանի վրան։ Ներգործութիւն եւ հակազդեցութիւն Երբ ուժ մը կը բանի տուեալ ուղղութեամբ մը, ուրիշ ուժ մը կը բանի հակառակ ուղղութեամբ։ Օրինակի մը համար, ուռած փուչիկ մը թող տալով՝ կը նկատենք, թէ դուրս ժայթքող օդը զայն հակառակ ուղղութեամբ կը մղէ։

Նմանապէս, հրթիռ մը յառաջ կը մղուի շնորհիւ ետեւէն ժայթքող կազերուն ներգործութեան դէմ ելլող հրթիռին հակազդեցութեան։

Երբ վառելանիւթը կ'այրի, կ'արտադրէ դուրս ժայթքող կազեր, որոնք յառաջ կը մղեն հրթիռը։ Ներգործութիւնն ու հակազդեցութիւնը կ'ըլլան միշտ իրարու հաւասար, սակայն կ'ունենան հակառակ ուղղութիւն։

Գետի մը հոսանքներու ուժը

Մակոյկ մը, որ կը փորձէ գետի մը մէկ ափէն ճիշդ դիմացի կէտին ուղղութեամբ նաւարկել, իր նպատակակէտէն բաւական անդին պիտի հասնի միւս ափին վրայ՝ գետին հոսանքին բանեցուցած ուժին պատճառով։

Աղբիւրներ

Մշակութային Իմ Առաջին Հանրագիտարան, Արամ Սեփեթճեան եւ Լեւոն Թորոսեան, 2001-2002, էջ 16-17

Ծանօթագրութիւններ

↑ The International System of Units (SI), BIPM, 9th edition 2019, V2.01 December 2022, www.bipm.org Անգ՝. Unit of force. The unit of force [in the MKS (metre, kilogram, second) system] is the force which gives to a mass of 1 kilogram an acceleration of 1 metre per second, per second. Joule (unit of energy or work)The joule is the work done when the point of application of 1 MKS unit of force [newton] moves a distance of 1 metre in the direction of the force. Watt (unit of power). — The watt is the power which in one second gives rise to energy of 1 joule.
↑ Գիտութիւն, Դ. տարի, Միշէլ Զէյթունլեան, Լիբանանի թեմի Ուսումնական խորհուրդ եւ Համազգային հայ կրթական եւ մշակութային միութիւն, 1994
↑ Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Tome 1 / Isaac Newton (1642-1727), Paris, 1759, Traduction : Du Châtelet, Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil (1706-1749 ; marquise), «BnF | Gallica», gallica.bnf.fr
↑ Dictionnaire des Arts, des Sciences et des Lettres, P. Emanuel Dr. Kaciuni, St. Lazare, Venise, 1891, Inertie - անգործիւթիւն, էջ 1060, «Հատկութիւն ամենայն մարմնոց որով ոչ կամին փոխել զվիճակ իւրեանց, ի դադարման եւ ի շարժման եթէ չգուցէ զօրութուն ինչ խափանարար այնմիկ:»

[1] The International System of Units (SI), BIPM, 9th edition 2019, V2.01 December 2022, www.bipm.org Անգ՝. Unit of force. The unit of force [in the MKS (metre, kilogram, second) system] is the force which gives to a mass of 1 kilogram an acceleration of 1 metre per second, per second. Joule (unit of energy or work)The joule is the work done when the point of application of 1 MKS unit of force [newton] moves a distance of 1 metre in the direction of the force. Watt (unit of power). — The watt is the power which in one second gives rise to energy of 1 joule.

[2] Գիտութիւն, Դ. տարի, Միշէլ Զէյթունլեան, Լիբանանի թեմի Ուսումնական խորհուրդ եւ Համազգային հայ կրթական եւ մշակութային միութիւն, 1994

[3] Principes mathématiques de la philosophie naturelle. Tome 1 / Isaac Newton (1642-1727), Paris, 1759, Traduction : Du Châtelet, Gabrielle-Émilie Le Tonnelier de Breteuil (1706-1749 ; marquise), «BnF | Gallica», gallica.bnf.fr

[4] Dictionnaire des Arts, des Sciences et des Lettres, P. Emanuel Dr. Kaciuni, St. Lazare, Venise, 1891, Inertie - անգործիւթիւն, էջ 1060, «Հատկութիւն ամենայն մարմնոց որով ոչ կամին փոխել զվիճակ իւրեանց, ի դադարման եւ ի շարժման եթէ չգուցէ զօրութուն ինչ խափանարար այնմիկ:»

[1]

[2]

[3]

[4]