እያንዳንዱ ተማሪ በሁለት ጠንካራ ንጣፎች መካከል ግንኙነት ሲፈጠር የግጭት ሃይል የሚባለው እንደሚነሳ ያውቃል። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ምን እንደ ሆነ እንመልከት ፣ በግጭት ኃይል አተገባበር ላይ በማተኮር።
ምን አይነት የግጭት ሀይል አለ?
የግጭት ሃይል የሚተገበርበትን ነጥብ ከማጤን በፊት በተፈጥሮ እና በቴክኖሎጂ ውስጥ ምን አይነት ግጭቶች እንዳሉ ማስታወስ ያስፈልጋል።
የቋሚ ግጭትን ግምት ውስጥ እንጀምር። ይህ ዓይነቱ የጠንካራ አካል ሁኔታ በአንዳንድ ገጽ ላይ በእረፍት ላይ ያለውን ሁኔታ ያሳያል. የእረፍት መጨናነቅ ማንኛውንም የሰውነት መፈናቀልን ከእረፍት ሁኔታ ይከላከላል. ለምሳሌ በዚህ ሃይል እርምጃ ሳቢያ መሬት ላይ የቆመ ካቢኔን ለማንቀሳቀስ ከብዶናል።
ተንሸራታች ፍጥጫ ሌላው የግጭት አይነት ነው። በሁለት ንጣፎች መካከል እርስ በርስ በሚንሸራተቱበት ጊዜ እራሱን ያሳያል. የተንሸራታች ግጭት እንቅስቃሴን ይቃወማል (የግጭቱ ኃይል አቅጣጫ ከሰውነት ፍጥነት ጋር ተቃራኒ ነው)። የድርጊቱ አስደናቂ ምሳሌ በበረዶ ላይ በበረዶ ላይ የሚንሸራተት የበረዶ ተንሸራታች ተንሸራታች ነው።
በመጨረሻ፣ ሦስተኛው የግጭት አይነት እየተንከባለለ ነው። አንድ አካል በሌላው ላይ ሲንከባለል ሁል ጊዜ ይኖራል። ለምሳሌ፣ የመንኮራኩር ወይም የመንኮራኩር መሽከርከር ግጭት አስፈላጊ የሆነባቸው ዋና ምሳሌዎች ናቸው።
ከተገለጹት ዓይነቶች የመጀመሪያዎቹ ሁለቱ የሚነሱት በመጥረግ ቦታዎች ላይ ባለው ሻካራነት ነው። ሶስተኛው አይነት የሚነሳው በሚሽከረከረው የሰውነት አካል መበላሸት ምክንያት ነው።
የተንሸራታች እና እረፍት የግጭት ኃይሎች የትግበራ ነጥቦች
ከላይ እንደተነገረው የማይንቀሳቀስ ግጭት ውጫዊውን የሚሠራውን ኃይል ይከላከላል፣ይህም ዕቃውን በንክኪው ወለል ላይ ለማንቀሳቀስ ያነሳሳል። ይህ ማለት የግጭት ኃይል አቅጣጫ ከውጪው አቅጣጫ ጋር ትይዩ ከሆነው አቅጣጫ ጋር ተቃራኒ ነው. የሚገመተው የግጭት ኃይል የተተገበረበት ነጥብ በሁለት ንጣፎች መካከል ባለው ግንኙነት አካባቢ ነው።
የማይንቀሳቀስ የግጭት ኃይል ቋሚ እሴት አለመሆኑን መረዳት አስፈላጊ ነው። ከፍተኛው እሴት አለው፣ እሱም የሚከተለውን ቀመር በመጠቀም ይሰላል፡
Ft=µtN.
ነገር ግን ይህ ከፍተኛ እሴት የሚታየው ሰውነቱ እንቅስቃሴውን ሲጀምር ብቻ ነው። በሌላ በማንኛውም ሁኔታ፣ የማይንቀሳቀስ የግጭት ኃይል በትክክል ከውጫዊው ኃይል ትይዩ ወለል ጋር በፍፁም እኩል ነው።
የተንሸራታች ፍጥጫ ኃይልን የመተግበር ነጥብን በተመለከተ፣ ለስታቲክ ግጭት ከዚህ አይለይም። በተለዋዋጭ እና በተንሸራታች ግጭት መካከል ስላለው ልዩነት ስንናገር የእነዚህ ኃይሎች ፍፁም ጠቀሜታ ልብ ሊባል ይገባል። ስለዚህ, ለተወሰኑ ጥንድ እቃዎች የመንሸራተቻው ጥንካሬ ቋሚ እሴት ነው. በተጨማሪም፣ ሁልጊዜ ከከፍተኛው የቋሚ ግጭት ኃይል ያነሰ ነው።
እንደምታየው የግጭት ሀይሎች አተገባበር ነጥብ ከሰውነት ስበት ማእከል ጋር አይጣጣምም። ይህ ማለት ከግምት ውስጥ ያሉ ኃይሎች ተንሸራታችውን አካል ወደ ፊት ለመገልበጥ ጊዜ ይፈጥራሉ ማለት ነው። የብስክሌት ነጂው ከፊት ተሽከርካሪ ጋር ጠንከር ያለ ፍሬን ሲይዝ የኋለኛው ሊታይ ይችላል።
የሚንከባለል ግጭት እና የመተግበሪያው ነጥብ
የማሽከርከር ግጭት አካላዊ መንስኤ ከላይ ከተገለጹት የግጭት አይነቶች የተለየ ስለሆነ፣የጥቅልል ግጭት ሃይል የተተገበረበት ነጥብ ትንሽ የተለየ ባህሪ አለው።
የመኪናው ጎማ በእግረኛው ላይ እንዳለ አስብ። ይህ መንኮራኩር የተበላሸ መሆኑ ግልጽ ነው። ከአስፋልት ጋር የሚገናኝበት ቦታ ከ 2dl ጋር እኩል ነው, l የመንኮራኩሩ ስፋት, 2d የዊል እና አስፋልት የጎን ግንኙነት ርዝመት ነው. የሚንከባለል ግጭት ኃይል ፣ በአካላዊ ባህሪው ፣ በመንኮራኩሩ አዙሪት ላይ በሚደረገው የድጋፍ ምላሽ ቅጽበት እራሱን ያሳያል። ይህ አፍታ እንደሚከተለው ይሰላል፡
M=Nd
ከካፍነው እና በተሽከርካሪው ራዲየስ R ብንባዛውት የሚከተለውን እናገኛለን፡
M=Nd/RR=FtR የት Ft=Nd/R
ስለዚህ፣ የሚሽከረከረው የግጭት ኃይል Ft የድጋፉ ምላሽ ነው፣ ይህም የመንኮራኩሩን መዞር የሚቀንስ የሃይል ጊዜ ይፈጥራል።
የዚህ ሃይል የተተገበረበት ነጥብ ከአውሮፕላኑ ወለል አንጻር በአቀባዊ ወደላይ ተመርቷል እና ከጅምላ መሃል ወደ ቀኝ በ d (መሽከርከሪያው ከግራ ወደ ቀኝ እንደሚንቀሳቀስ በማሰብ) ይቀየራል።
የችግር አፈታት ምሳሌ
እርምጃየማንኛውም አይነት የግጭት ሃይል የሰውነት እንቅስቃሴን ወደ ሙቀት እየቀየረ የሜካኒካል እንቅስቃሴን ይቀንሳል። የሚከተለውን ችግር እንፈታው፡
- አሞሌ ዘንበል ባለ ቦታ ላይ ይንሸራተታል። የመንሸራተቻው መጠን 0.35 እንደሆነ ከታወቀ የእንቅስቃሴውን ማጣደፍ ማስላት ያስፈልጋል ፣ እና የላይኛው አቅጣጫ አቅጣጫው 35o።
ነው።
እስኪ ምን ሀይሎች ባር ላይ እንደሚሰሩ እናስብ። በመጀመሪያ, የስበት ክፍሉ በተንሸራታች ወለል ላይ ወደ ታች ይመራል. እኩል ነው፡
F=mgsin(α)
በሁለተኛ ደረጃ የማያቋርጥ የግጭት ሃይል በአውሮፕላኑ በኩል ወደ ላይ ይሠራል፣ይህም ወደ ሰውነት መፋጠን ተቃራኒ ነው። በቀመርው ሊወሰን ይችላል፡
Ft=µtN=µtmgcos (α)
ከዚያም የኒውተን ህግ በፈጣን የሚንቀሳቀስ ባር የሚከተለውን ቅጽ ይወስዳል፡
ma=mgsin(α) - µtmgcos(α)=>
a=gsin(α) - µtgcos(α)
ዳታውን ወደ እኩልነት በመተካት ሀ=2.81 m/s2 እናገኛለን። የተገኘው ማጣደፍ በአሞሌው ብዛት ላይ የተመካ እንዳልሆነ ልብ ይበሉ።