የፊዚክስ ሚዛናዊ ችግሮች በስታስቲክስ ክፍል ውስጥ ይታሰባሉ። በማናቸውም የሜካኒካል ስርዓት ውስጥ በተመጣጣኝ ሁኔታ ውስጥ ከሚገኙት አስፈላጊ ኃይሎች አንዱ የድጋፍ ምላሽ ኃይል ነው. ምንድን ነው እና እንዴት ሊሰላ ይችላል? እነዚህ ጥያቄዎች በአንቀጹ ውስጥ በዝርዝር ቀርበዋል።
የድጋፍ ምላሽ ምንድነው?
እያንዳንዳችን በየቀኑ በምድር ላይ ወይም ወለሉ ላይ በእግር እንጓዛለን ፣ በሩን ከፍተን ፣ ወንበር ላይ ተቀምጠን ፣ ጠረጴዛው ላይ ተደግፈን ፣ ማረፊያውን እንወጣለን። በእነዚህ ሁሉ አጋጣሚዎች የድጋፍ ምላሽ ኃይል አለ, ይህም የተዘረዘሩትን ድርጊቶች ለማከናወን ያስችላል. ይህ የፊዚክስ ሃይል በ N ፊደል ይገለጻል እና መደበኛ ይባላል።
እንደ ትርጉሙ መደበኛው ሃይል N ማለት ድጋፉ በሰውነት ላይ በአካል ንክኪ የሚሠራበት ሃይል ነው። በመደበኛው (በቀጥታ) ወደ ላይ ስለሚመራ መደበኛ ይባላል።
የተለመደ የድጋፍ ምላሽ ሁሌም የሚከሰተው እንደ ውጫዊ ኃይል ለአንድ ወይምሌላ ወለል. ይህንን ለመረዳት አንድ ሰው የኒውተንን ሶስተኛ ህግ ማስታወስ ይኖርበታል, እሱም ለእያንዳንዱ ድርጊት ምላሽ አለ. ሰውነቱ ድጋፉን ሲጭን ድጋፉ የሚሠራው በሰውነቱ ላይ ካለው የሰውነት ሞጁል ጋር ተመሳሳይ ነው።
የተለመደው ሃይል የሚታይበት ምክንያት N
ይህ ምክንያት በመለጠጥ ጥንካሬ ላይ ነው። ሁለት ጠንካራ አካላት, ከተሠሩት ቁሳቁሶች ምንም ቢሆኑም, ከተገናኙ እና ትንሽ እርስ በርስ ሲጫኑ, እያንዳንዳቸው መበላሸት ይጀምራሉ. እንደ ተዋንያን ኃይሎች መጠን, ቅርጸቱ ይቀየራል. ለምሳሌ, የ 1 ኪሎ ግራም ክብደት በሁለት ድጋፎች ላይ በሚገኝ ቀጭን ሰሌዳ ላይ ከተቀመጠ, ከዚያም በትንሹ ይጣበቃል. ይህ ጭነት ወደ 10 ኪ.ግ ከተጨመረ የተበላሸ መጠን ይጨምራል።
በመታየት ላይ ያለው ለውጥ የሰውነትን ኦርጅናሌ ቅርጽ ወደነበረበት ለመመለስ እና አንዳንድ የመለጠጥ ሃይል እንዲፈጠር ያደርጋል። የኋለኛው አካልን ይነካል እና የድጋፍ ምላሽ ይባላል።
ከጠለቀ፣ትልቅ ደረጃ ካየህ፣የመለጠጥ ሃይል በአቶሚክ ዛጎሎች መገጣጠም እና በፖውሊ መርህ ምክንያት በተፈጠረው መበሳጨት ምክንያት እንደሚታይ ማየት ትችላለህ።
የተለመደውን ኃይል እንዴት ማስላት ይቻላል?
ከዚህ በላይ እንደተገለፀው ሞጁሎቹ ከግምት ውስጥ በሚገቡበት ወለል ላይ ቀጥ ብለው ከሚመሩት የውጤት ኃይል ጋር እኩል ነው። ይህ ማለት የድጋፉን ምላሽ ለመወሰን በመጀመሪያ የኒውተን ሁለተኛ ህግን በመጠቀም የእንቅስቃሴ እኩልታ ማዘጋጀት አስፈላጊ ነው, ይህም ወደ ላይኛው ቀጥ ያለ መስመር ነው. ከይህ እኩልታ፣ ዋጋውን N.
ማግኘት ይችላሉ።
ሌላውን ኃይል N የሚወስንበት መንገድ የኃይላትን ጊዜ ሚዛን አካላዊ ሁኔታን ማካተት ነው። ስርዓቱ የማዞሪያ መጥረቢያዎች ካሉት ይህ ዘዴ ለመጠቀም ምቹ ነው።
የሀይል ቅፅበት ከተሰራው ሃይል ምርት እና ከመዞሪያው ዘንግ አንፃር የሊቨር ርዝመት ጋር እኩል የሆነ እሴት ነው። በተመጣጣኝ ስርዓት ውስጥ የኃይሎች ጊዜ ድምር ሁልጊዜ ከዜሮ ጋር እኩል ነው. የመጨረሻው ሁኔታ ያልታወቀ ዋጋን ለማግኘት ጥቅም ላይ ይውላል N
በስርአቱ ውስጥ አንድ ድጋፍ ካለ(አንድ የማዞሪያ ዘንግ) ከሆነ የተለመደው ሃይል ሁል ጊዜ ዜሮ አፍታ ይፈጥራል። ስለዚህ ለእንደዚህ አይነት ችግሮች ከላይ የተገለፀው ዘዴ የድጋፍ ምላሽን ለመወሰን የኒውቶኒያ ህግን በመጠቀም መተግበር አለበት።
ኃይሉን N ለማስላት የተለየ ቀመር የለም። ለታሰበው የአካላት ስርዓት ተጓዳኝ የእንቅስቃሴ ወይም ሚዛናዊ እኩልታዎች በመፍታት ምክንያት ይወሰናል።
ከዚህ በታች ችግሮችን የመፍታት ምሳሌዎችን እንሰጣለን፣እዚያም የተለመደውን የድጋፍ ምላሽ እንዴት ማስላት እንደሚቻል እናሳያለን።
የታዘዘ የአውሮፕላን ችግር
አሞሌው ዘንበል ባለ አውሮፕላን ላይ ነው። የጨረሩ ክብደት 2 ኪ.ግ ነው. አውሮፕላኑ በ30o ወደ አድማሱ ያዘነብላል። መደበኛው ኃይል N ምንድን ነው?
ይህ ተግባር ከባድ አይደለም። ለእሱ መልስ ለማግኘት ከአውሮፕላኑ ጋር በአንድ መስመር ላይ የሚሠሩትን ሁሉንም ኃይሎች ግምት ውስጥ ማስገባት በቂ ነው. እንደዚህ ያሉ ሁለት ኃይሎች ብቻ አሉ፡ N እና የስበት ኃይል ትንበያ Fgy።በተለያዩ አቅጣጫዎች ስለሚሰሩ የኒውተን የስርአቱ ቀመር የሚከተለውን ቅጽ ይወስዳል፡
ma=N - Fgy
ጨረሩ እረፍት ላይ ስለሆነ፣ፍጥነቱ ዜሮ ነው፣ስለዚህ እኩልታው፡
ይሆናል።
N=Fgy
የስበት ኃይልን በተለመደው ወደ አውሮፕላኑ መገመት አስቸጋሪ አይደለም። ከጂኦሜትሪክ ግምቶች፣
እናገኛለን
N=Fgy=mgcos(α)
መረጃውን ከሁኔታው በመተካት፣ N=17 N.
እናገኛለን።
በሁለት ድጋፎች ላይ ችግር
ቀጭን ሰሌዳ በሁለት ድጋፎች ላይ ተቀምጧል፣ ብዛታቸውም እዚህ ግባ የሚባል አይደለም። በግራ በኩል ባለው 1/3 ላይ, የ 10 ኪሎ ግራም ጭነት በቦርዱ ላይ ተጭኗል. የድጋፍ ሰጪዎችን ምላሽ መወሰን ያስፈልጋል።
በችግሩ ውስጥ ሁለት ድጋፎች ስላሉ፣ ለመፍታት፣በኃይሎች ጊዜ ውስጥ የተመጣጠነ ሁኔታን መጠቀም ይችላሉ። ይህንን ለማድረግ በመጀመሪያ ከድጋፎቹ ውስጥ አንዱ የማዞሪያው ዘንግ ነው ብለን እንገምታለን. ለምሳሌ ትክክል። በዚህ ሁኔታ፣ የቅጽበት ሚዛናዊ ሁኔታ ቅጹን ይወስዳል፡
N1L - mg2/3L=0
እነሆ L በድጋፎቹ መካከል ያለው ርቀት ነው። ከዚህ እኩልነት የN1የግራ ድጋፍ ምላሽ እኩል ይሆናል፡
N1=2/3mg=2/3109፣ 81=65፣ 4 N.
በተመሳሳይ መልኩ ትክክለኛውን ድጋፍ ምላሽ እናገኛለን። የዚህ ጉዳይ ቅጽበት እኩልታ፡
ነው።
mg1/3L - N2L=0.
ከምንገኝበት፡
N2=1/3mg=1/3109፣ 81=32.7 N.
የድጋፎቹ የተገኙት ምላሾች ድምር ከጭነቱ ክብደት ጋር እኩል መሆኑን ልብ ይበሉ።
