የግጭት ኃይሎችን ጊዜ እንዴት ማወቅ ይቻላል?

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

በፊዚክስ ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ቁሶች ያሉበትን ማንኛውንም ችግር ሲፈቱ ሁልግዜ ስለ ግጭት ሀይሎች ያወራሉ። እነሱ ግምት ውስጥ ይገባሉ ወይም ችላ ይባላሉ, ነገር ግን የመገኘታቸውን እውነታ ማንም አይጠራጠርም. በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የግጭት ኃይሎች ጊዜ ምን እንደሆነ እናያለን እና እንዲሁም የተገኘውን እውቀት የምንጠቀመውን ለማስወገድ ችግሮችን እንሰጣለን ።

የግጭት ኃይል እና ተፈጥሮው

አንድ አካል በሌላው ላይ በፍፁም የሚንቀሳቀስ ከሆነ (ተንሸራታች፣ ተንከባሎ) ከሆነ ሁሌም ይህንን እንቅስቃሴ የሚከለክለው ሃይል እንዳለ ሁሉም ሰው ይረዳል። ተለዋዋጭ የግጭት ኃይል ይባላል. የተከሰተበት ምክንያት የትኛውም አካላት በአጉሊ መነጽር ሲታይ በአካላቸው ላይ ጥቃቅን ሸካራነት ካላቸው እውነታ ጋር የተያያዘ ነው. ሁለት ነገሮች ሲገናኙ, ሻካራነታቸው እርስ በርስ መስተጋብር ይጀምራል. ይህ መስተጋብር በተፈጥሮው ሜካኒካል ነው (ከፍታው ወደ ገንዳ ውስጥ ይወድቃል) እና በአቶሚክ ደረጃ (ዲፖል መስህብ፣ ቫን ደር ዋልስ እና) ይከሰታል።ሌሎች)።

በግንኙነት ላይ ያሉ አካላት እረፍት ላይ ሲሆኑ እርስ በርስ አንጻራዊ በሆነ መልኩ እንዲንቀሳቀሱ ለማድረግ የእነዚህን አካላት እርስ በርስ መንሸራተትን ለማስቀጠል ከዛ በላይ የሆነ ሃይል መተግበር አስፈላጊ ነው. የማያቋርጥ ፍጥነት. ስለዚህ፣ ከተለዋዋጭ ሃይል በተጨማሪ፣ የማይንቀሳቀስ የግጭት ሃይል እንዲሁ ግምት ውስጥ ይገባል።

የግጭት ኃይል ባህሪያት እና ቀመሮች ለስሌቱ

የትምህርት ቤቱ የፊዚክስ ኮርስ ለመጀመሪያ ጊዜ የግጭት ህግጋት የተገለፀው በፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ በ 17ኛው ክፍለ ዘመን በጊላም አሞንተን ነው። በእርግጥ ይህ ክስተት በ15ኛው መቶ ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ በሊዮናርዶ ዳ ቪንቺ ተንቀሳቃሽ ነገር ለስላሳ መሬት ላይ በማሰብ ማጥናት ጀመረ።

የግጭት ባህሪያት እንደሚከተለው ሊጠቃለሉ ይችላሉ፡

የግጭት ኃይል ሁል ጊዜ የሚሠራው ከሰውነት እንቅስቃሴ አቅጣጫ በተቃራኒ ነው፤
እሴቱ ከድጋፍ ምላሽ ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው፤
በመገኛ አካባቢ ላይ የተመካ አይደለም፤
በእንቅስቃሴው ፍጥነት ላይ የተመካ አይደለም (ለዝቅተኛ ፍጥነት)።

እነዚህ እየተገመቱ ያሉት የክስተቱ ባህሪያት የሚከተለውን የግጭት ሃይል የሂሳብ ቀመር እንድናስተዋውቅ ያስችሉናል፡

F=ΜN፣ N የድጋፍ ምላሽ በሆነበት፣ Μ የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት ነው።

የመቀየሪያው ዋጋ የሚወሰነው እርስ በርስ በሚጋጩት የንጣፎች ባህሪያት ላይ ብቻ ነው። ለአንዳንድ ወለልዎች የእሴቶች ሰንጠረዥ ከዚህ በታች ቀርቧል።

ለማይንቀሳቀስ ግጭት፣ ከላይ እንደተገለፀው ተመሳሳይ ቀመር ጥቅም ላይ ይውላል፣ ነገር ግን ለተመሳሳይ ንጣፎች የቁጥሮች Μ ዋጋዎች ፍጹም የተለየ ይሆናሉ (እነሱ ትልቅ ናቸው ፣ከመንሸራተት ይልቅ)።

ልዩ ጉዳይ የሚንከባለል ግጭት ነው፣ አንዱ አካል በሌላው ላይ ሲንከባለል (ሳይንሸራተት)። በዚህ ጉዳይ ላይ ለግዳጅ፣ ቀመርን ተግብር፡

F=fN/R.

እዚህ R የመንኮራኩሩ ራዲየስ ነው f የሮሊንግ ኮፊሸን ነው፣ እሱም እንደ ቀመሩ፣ የርዝመት ልኬት አለው፣ ይህም ከማይዛባው Μ.

ይለያል።

የኃይል አፍታ

የግጭት ኃይሎችን ጊዜ እንዴት መወሰን እንደሚቻል ለሚለው ጥያቄ መልስ ከመስጠታችን በፊት አካላዊ ፅንሰ-ሀሳቡን እራሱ ማጤን ያስፈልጋል። የግዳጅ ጊዜ M እንደ አካላዊ መጠን ይገነዘባል, እሱም እንደ ክንድ ምርት እና በእሱ ላይ የተተገበረው ኃይል F ዋጋ ነው. ከታች ስዕል አለ።

እዚህ ላይ F ን ወደ ትከሻው መቀባቱ፣ ከመፍቻው ርዝመት ጋር እኩል የሆነ፣ አረንጓዴው ነት እንዲፈታ የሚያደርግ ጉልበት እንደሚፈጥር እናያለን።

ስለዚህ የግዳጅ ጊዜ ቀመር፡

ነው።

M=dF.

አስተውሉ የሀይሉ ተፈጥሮ ምንም ለውጥ አያመጣም፡ ኤሌክትሪካል፣ስበት ወይም በግጭት ሊከሰት ይችላል። ማለትም፣ የግጭት ሃይል ጊዜ ፍቺ በአንቀጹ መጀመሪያ ላይ ካለው ጋር ተመሳሳይ ይሆናል፣ እና ለኤም የተጻፈው ቀመር ልክ ይቆያል።

የግጭት ማሽከርከር መቼ ነው የሚታየው?

ይህ ሁኔታ የሚከሰተው ሶስት ዋና ዋና ሁኔታዎች ሲሟሉ፡

በመጀመሪያ፣ በአንዳንድ ዘንግ ዙሪያ የሚሽከረከር ሲስተም መኖር አለበት። ለምሳሌ፣ በአስፋልት ላይ የሚንቀሳቀስ መንኮራኩር፣ ወይም በአግድመት በአክሰል ላይ የሚሽከረከር መንኮራኩር ሊሆን ይችላል።የሚገኝ ግራሞፎን ሙዚቃ መዝገብ።
በሁለተኛ ደረጃ፣በማሽከርከር ስርዓቱ እና በአንዳንድ መካከለኛ መካከል ግጭት መኖር አለበት። ከላይ ባሉት ምሳሌዎች ውስጥ: መንኮራኩሩ ከአስፋልት ወለል ጋር በሚገናኝበት ጊዜ የሚሽከረከር ግጭት ይገጥመዋል; የሙዚቃ መዝገብ በጠረጴዛ ላይ ካስቀመጥክ እና ስታሽከረክር በጠረጴዛው ላይ ተንሸራታች ግጭት ያጋጥመዋል።
በሦስተኛ ደረጃ እየወጣ ያለው የግጭት ሃይል በተዘዋዋሪ ዘንግ ላይ ሳይሆን በስርዓቱ በሚሽከረከሩ አካላት ላይ መስራት አለበት። ኃይሉ ማዕከላዊ ገፀ-ባህሪ ካለው ማለትም በዘንጉ ላይ ይሰራል፣ ትከሻው ዜሮ ነው፣ ስለዚህ አንድ አፍታ አይፈጥርም።

የፍጥነት ጊዜን እንዴት ማግኘት ይቻላል?

ይህን ችግር ለመፍታት በመጀመሪያ የትኛዎቹ የሚሽከረከሩ ንጥረ ነገሮች በግጭት ሃይል እንደተጎዱ መወሰን አለቦት። ከዚያ ከእነዚህ ንጥረ ነገሮች እስከ የማዞሪያው ዘንግ ድረስ ያለውን ርቀት ማግኘት እና በእያንዳንዱ ንጥረ ነገር ላይ የሚሠራው የግጭት ኃይል ምን እንደሆነ መወሰን አለብዎት። ከዚያ በኋላ ርቀቶችን R_i በተዛማጅ እሴቶች F_i ማባዛ እና ውጤቱን መደመር ያስፈልጋል። በውጤቱም፣ አጠቃላይ የመዞሪያ ግጭት ኃይሎች ጊዜ በቀመሩ ይሰላል፡

M=∑r_iF_i።

በመዞሪያ ስርዓቱ ውስጥ የሚነሱ የግጭት ኃይሎች ብዛት እዚህ አለ።

ምንም እንኳን ኤም የቬክተር ብዛት ቢሆንም፣ አፍታዎችን በስክላር መልክ ሲጨምር፣ አቅጣጫው ግምት ውስጥ መግባት እንዳለበት ለማወቅ ጉጉ ነው። ግጭት ሁል ጊዜ የሚሽከረከርበትን አቅጣጫ ይቃረናል፣ ስለዚህ በእያንዳንዱ ቅጽበት M_i=r_iF_i ይሆናል። አንድ እና ተመሳሳይ ምልክት ይኑርዎት።

በመቀጠል በተጠቀምንባቸው ቦታዎች ሁለት ችግሮችን እንፈታለን።የታሰቡ ቀመሮች።

የመፍጫ ዲስክ ማሽከርከር

5 ሴንቲ ሜትር ራዲየስ ያለው ግሪንደር ዲስክ ብረት ሲቆርጥ በቋሚ ፍጥነት እንደሚሽከረከር ይታወቃል። በዲስክ ብረት ላይ ያለው የግጭት ኃይል 0.5 ኪ.ሜ ከሆነ የመሳሪያው ኤሌክትሪክ ሞተር ምን ዓይነት ኃይል እንደሚፈጥር መወሰን ያስፈልጋል።

ዲስኩ በቋሚ ፍጥነት ስለሚሽከረከር በእሱ ላይ የሚሠሩ የሁሉም ጊዜያት ኃይሎች ድምር ከዜሮ ጋር እኩል ነው። በዚህ ሁኔታ, 2 ጊዜዎች ብቻ አሉን: ከኤሌክትሪክ ሞተር እና ከግጭት ኃይል. እነሱ በተለያየ አቅጣጫ ስለሚሠሩ፣ ቀመሩን፡

መጻፍ እንችላለን።

M₁- M₂=0=> M₁=M 2.

ግጭት የሚሠራው የመፍጫ ዲስኩ ከብረት ጋር በሚገናኝበት ቦታ ላይ ብቻ ስለሆነ ማለትም ከመዞሪያው ዘንግ ርቆ የሚገኝ በመሆኑ የኃይሉ ጊዜ ከ:

ጋር እኩል ነው.

M₂=rF=510^-2500=25 Nm.

ኤሌትሪክ ሞተሩ ተመሳሳይ ጉልበት ስለሚፈጥር መልሱን እናገኛለን 25 Nm.

የእንጨት ዲስክ ተንከባሎ

ከእንጨት የተሠራ ዲስክ አለ ፣ራዲየስ r 0.5 ሜትር ነው። ይህ ዲስክ በእንጨት ላይ መሽከርከር ይጀምራል. የመጀመሪያው የማዞሪያው ፍጥነት ω 5 ሬድ / ሰ ከሆነ ምን ያህል ርቀት እንደሚያሸንፍ ማስላት ያስፈልጋል።

የሚሽከረከር የሰውነት ጉልበት ጉልበት፡

E=Iω²/2።

እነሆ እኔ የማነቃነቅ ጊዜ ነው። የሚንከባለል የግጭት ኃይል ዲስኩ እንዲቀንስ ያደርገዋል። በእሱ የተከናወነው ሥራ ሊሰላ ይችላልበሚከተለው ቀመር መሰረት፡

A=Mθ.

እዚህ θ በራዲያን ውስጥ ያለው አንግል ዲስኩ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ መዞር ይችላል። ሰውነቱ የእንቅስቃሴው ጉልበት በሙሉ በግጭት ስራ ላይ እስኪውል ድረስ ይንከባለል፣ ማለትም፣ የተፃፉትን ቀመሮች ማመሳሰል እንችላለን፡

Iω²/2=Mθ.

የዲስክ መጨናነቅ ቅጽበት እኔ mr²/2 ነው። የግጭት ኃይል F ን ጊዜ ለማስላት በዲስክ ጠርዝ ላይ ከእንጨት ወለል ጋር በሚገናኝበት ቦታ ላይ እንደሚሰራ ልብ ሊባል ይገባል ፣ ማለትም M=rF። በተራው, F=fmg / r (የድጋፍ N ምላሽ ኃይል ከዲስክ ሚሊ ግራም ክብደት ጋር እኩል ነው). እነዚህን ሁሉ ቀመሮች ወደ መጨረሻው እኩልነት በመተካት፣

እናገኛለን