የሀይል አፍታ አካላዊ ትርጉም፣ የሰውነት ሚዛን ሁኔታ፣ የችግር ምሳሌ

ዝርዝር ሁኔታ:

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

ተዘዋዋሪ ዳይናሚክስ አስፈላጊ ከሆኑ የፊዚክስ ቅርንጫፎች አንዱ ነው። እሱ በተወሰነ ዘንግ ዙሪያ በክበብ ውስጥ የአካል እንቅስቃሴን ምክንያቶች ይገልጻል። የመዞሪያው ተለዋዋጭነት አስፈላጊ ከሆኑ መጠኖች ውስጥ አንዱ የኃይል ወይም የማሽከርከር ጊዜ ነው። የጉልበት ጊዜ ምንድን ነው? ይህን ፅንሰ-ሀሳብ በዚህ ጽሁፍ እንመርምረው።

ስለአካላት አዙሪት ምን ማወቅ አለቦት?

ለጥያቄው መልስ ከመስጠታችን በፊት የግዳጅ ጊዜ ምንድን ነው ፣የማዞሩን ሂደት ከአካላዊ ጂኦሜትሪ አንፃር እንለይ።

እያንዳንዱ ሰው አደጋ ላይ ያለውን ነገር በማስተዋል ያስባል። ማሽከርከር የሚያመለክተው የሰውነት እንቅስቃሴ በህዋ ውስጥ ሲሆን ሁሉም ነጥቦቹ በአንድ ዘንግ ወይም ነጥብ ዙሪያ ክብ በሆነ መንገድ ሲሄዱ ነው።

ከቀጥታ እንቅስቃሴ በተለየ የማሽከርከር ሂደት በማእዘን አካላዊ ባህሪያት ይገለጻል። ከነሱ መካከል የመዞሪያው θ, የማዕዘን ፍጥነት ω እና የማዕዘን ፍጥነት መጨመር α. የθ ዋጋ የሚለካው በራዲያን (ራድ)፣ ω - በራድ/ሰ፣ α - በራድ/ሰ²።

ነው።

የመዞር ምሳሌዎች ፕላኔታችን በኮከብ ዙሪያ የምታደርገው እንቅስቃሴ፣የማሽከርከር ሞተር rotor፣ የፌሪስ ዊል እንቅስቃሴ እና ሌሎችም።

የቶርኬ ጽንሰ-ሐሳብ

የሀይል ቅፅበት ከ ራዲየስ ቬክተር አር ኤን ኤ የቬክተር ምርት ጋር እኩል የሆነ አካላዊ መጠን ነው ከመዞሪያው ዘንግ እስከ ትግበራ ሃይል FNG እና የዚህ ሃይል ቬክተር። በሂሳብ ደረጃ ይህ እንደሚከተለው ተጽፏል፡

MN=[rrFNG]።

እንደምታየው የግዳጅ ጊዜ የቬክተር ብዛት ነው። የእሱ አቅጣጫ የሚወሰነው በጂምሌት ወይም በቀኝ እጅ ደንብ ነው. የኤምኤን እሴት ወደ መዞሪያው አውሮፕላን በቀጥታ ይመራል።

በተግባር፣ ብዙውን ጊዜ የMN ፍፁም ዋጋን ማስላት አስፈላጊ ይሆናል። ይህንን ለማድረግ የሚከተለውን አገላለጽ ተጠቀም፡

M=rFsin(φ)።

φ በቬክተር አር ኤን ኤ እና ኤፍኤን መካከል ያለው አንግል የት ነው። የራዲየስ ቬክተር አር ሞጁል ምርት እና ምልክት የተደረገበት አንግል ሳይን የሃይል ትከሻ ይባላል። የኋለኛው በቬክተር FNG እና በማዞሪያው ዘንግ መካከል ያለው ርቀት ነው. ከላይ ያለው ቀመር እንደሚከተለው ሊፃፍ ይችላል፡

M=dF፣ የት d=rኃጢአት(φ)።

የኃይል አፍታ የሚለካው በኒውተን በሜትር (Nm) ነው። ነገር ግን፣ ጁል (1 Nm=1 J) መጠቀም የለብዎትም ምክንያቱም ኤምኤም scalar ሳይሆን ቬክተር ነው።

የMN አካላዊ ትርጉም

የጉልበት ጊዜ አካላዊ ትርጉም በሚከተሉት ምሳሌዎች ለመረዳት በጣም ቀላል ነው፡

የሚቀጥለውን ሙከራ ለማድረግ እንመክራለን፡ በሩን ለመክፈት ይሞክሩ፣በማጠፊያው አጠገብ መግፋት. ይህንን ክዋኔ በተሳካ ሁኔታ ለማከናወን, ብዙ ኃይልን መተግበር ይኖርብዎታል. በተመሳሳይ ጊዜ የማንኛውም በር እጀታ በቀላሉ ይከፈታል. በተገለጹት ሁለት ጉዳዮች መካከል ያለው ልዩነት የኃይሉ ክንድ ርዝመት ነው (በመጀመሪያው ሁኔታ በጣም ትንሽ ነው, ስለዚህ የሚፈጠረው ቅጽበት እንዲሁ ትንሽ እና ትልቅ ኃይል ያስፈልገዋል).
ሌላው የቶርኬን ትርጉም የሚያሳየው ሙከራ እንደሚከተለው ነው፡- ወንበር ይዘህ ወደ ፊት በክብደት ዘርግታ ለመያዝ ሞክር። ይህን ለማድረግ በጣም ከባድ ነው. በተመሳሳይ ጊዜ እጅዎን በወንበር ወደ ሰውነትዎ ከጫኑት ስራው ከአሁን በኋላ ከባድ አይመስልም።
በቴክኖሎጂ ውስጥ የተሳተፈ ማንኛውም ሰው በጣቶችዎ ከማድረግ ይልቅ ነት በመፍቻ መፍታት በጣም ቀላል እንደሆነ ያውቃል።

እነዚህ ሁሉ ምሳሌዎች አንድ ነገር ያሳያሉ፡ የግዳጅ ጊዜ የኋለኛው ስርዓቱን በዘንግ ዙሪያ የማሽከርከር ችሎታን ያንፀባርቃል። የማሽከርከር ፍጥነቱ በጨመረ ቁጥር ወደ ስርዓቱ መዞር እና የማዕዘን ፍጥነት እንዲጨምር ያደርጋል።

ቶርክ እና የሰውነት ሚዛን

ስታቲክስ - የሰውነት ሚዛን መንስኤዎችን የሚያጠና ክፍል። እየተገመገመ ያለው ስርዓት አንድ ወይም ከዚያ በላይ የመዞሪያ መጥረቢያዎች ካሉት ይህ ስርዓት የክብ እንቅስቃሴዎችን ሊያደርግ ይችላል። ይህ እንዳይሆን እና ስርዓቱ እረፍት ላይ ነበር ከየትኛውም ዘንግ አንፃር የሁሉም n ውጫዊ የኃይሎች ድምር ከዜሮ ጋር እኩል መሆን አለበት ማለትም፡

∑_i=1M_i=0.

ይህን ሲጠቀሙለተግባራዊ ችግሮች መፍትሄ በሚሰጥበት ጊዜ የአካልን ሚዛን ለመጠበቅ ሁኔታዎች ፣ ስርዓቱን በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ለመዞር የሚሞክር ማንኛውም ኃይል አዎንታዊ ጉልበት እንደሚፈጥር እና በተቃራኒው።

በእርግጥ አንድ ሃይል በማዞሪያው ዘንግ ላይ ከተተገበረ ምንም አይነት ቅጽበት አይፈጥርም (ትከሻ መ ከዜሮ ጋር እኩል ነው)። ስለዚህ፣ የድጋፉ ምላሽ ሃይል ከዚህ ድጋፍ አንፃር ከተሰላ የአፍታ ቆይታ አይፈጥርም።

ችግር ምሳሌ

የኃይልን ጊዜ እንዴት እንደሚወስኑ ካወቅን በኋላ የሚከተለውን አስደሳች የአካል ችግር እንፈታዋለን-በሁለት ድጋፎች ላይ ጠረጴዛ አለ እንበል። ጠረጴዛው 1.5 ሜትር ርዝመት እና 30 ኪ.ግ ይመዝናል. የ 5 ኪሎ ግራም ክብደት ከጠረጴዛው የቀኝ ጠርዝ በ 1/3 ርቀት ላይ ይደረጋል. በእያንዳንዱ የሠንጠረዡ ድጋፍ ከጭነቱ ጋር ምን ዓይነት ምላሽ ኃይል እንደሚሰራ ማስላት ያስፈልጋል።

የችግሩ ስሌት በሁለት ደረጃዎች መከናወን አለበት። በመጀመሪያ, ያለ ጭነት ጠረጴዛን አስቡበት. ሶስት ኃይሎች በእሱ ላይ ይሠራሉ: ሁለት ተመሳሳይ የድጋፍ ምላሾች እና የሰውነት ክብደት. ሠንጠረዡ የተመጣጠነ ስለሆነ የድጋፍዎቹ ምላሾች እርስ በእርሳቸው እኩል ናቸው እና ክብደቱን በአንድ ላይ ያስተካክላሉ. የእያንዳንዱ የድጋፍ ምላሽ ዋጋ፡

ነው።

N₀=P / 2=mg / 2=309, 81 / 2=147, 15 N.

ጭነቱ በጠረጴዛው ላይ እንደተቀመጠ የድጋፍ ሰጪዎቹ የምላሽ ዋጋ ይለወጣሉ። እነሱን ለማስላት, የአፍታዎችን ሚዛን እንጠቀማለን. በመጀመሪያ ከጠረጴዛው የግራ ድጋፍ አንፃር የሚንቀሳቀሱ ኃይሎችን ጊዜ ግምት ውስጥ ያስገቡ። ከእነዚህ ጊዜያት ውስጥ ሁለቱ አሉ-የጠረጴዛውን ክብደት እና የጭነቱን ክብደት ግምት ውስጥ ሳያስገባ የትክክለኛው ድጋፍ ተጨማሪ ምላሽ. ስርዓቱ ሚዛናዊ ስለሆነ ፣ያግኙ: