በአጠቃላይ የፊዚክስ ኮርስ ውስጥ ሁለቱ በጣም ቀላል ከሚባሉት የነገሮች እንቅስቃሴ ህዋ ላይ ይጠናል - ይህ የትርጉም እንቅስቃሴ እና መዞር ነው። የትርጉም እንቅስቃሴ ተለዋዋጭነት እንደ ሃይሎች እና ስብስቦች ባሉ መጠኖች አጠቃቀም ላይ የተመሰረተ ከሆነ የአፍታዎች ጽንሰ-ሀሳቦች የአካልን መዞር በቁጥር ለመግለጽ ያገለግላሉ። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የግዳጅ ጊዜ በየትኛው ቀመር እንደሚሰላ እና ምን ችግሮችን ለመፍታት ይህ እሴት ጥቅም ላይ እንደሚውል እንመለከታለን።
የኃይል አፍታ
ከእሱ ርቆ በሚገኝ ዘንግ ዙሪያ የሚሽከረከር የቁሳቁስ ነጥብ የያዘ ቀላል ስርአት እናስብ። በተዘዋዋሪ ዘንግ ላይ ቀጥ ያለ ታንጀንቲያል ሃይል F በዚህ ነጥብ ላይ ከተተገበረ የነጥቡን የማዕዘን ፍጥነት መጨመር ያስከትላል። የአንድ ሃይል አቅም ስርዓትን እንዲዞር የማድረግ ችሎታ ጉልበት ወይም አፍታ ሃይል ይባላል። በሚከተለው ቀመር አስላ፡
MN=[rRKFN]
በካሬ ቅንፎች ውስጥ የራዲየስ ቬክተር እና የኃይሉ የቬክተር ምርት ነው። ራዲየስ ቬክተር አር ኤን ኤ ከመዞሪያው ዘንግ እስከ የቬክተር ኤፍ ኤ ተግባራዊ ነጥብ ድረስ የሚመራ ክፍል ነው። የቬክተር ምርቱን ንብረት ግምት ውስጥ በማስገባት ለወቅቱ ሞጁል ዋጋ, በፊዚክስ ውስጥ ያለው ቀመር እንደሚከተለው ይፃፋል:
M=rFsin(φ)=Fd፣ የት d=rsin(φ)።
እዚህ ላይ በቬክተር አር ኤን እና በኤፍኤን መካከል ያለው አንግል በግሪክ ፊደል φ ነው የሚገለጸው። እሴቱ d የሃይል ትከሻ ተብሎ ይጠራል. ትልቅ ከሆነ, የበለጠ ጉልበት ሊፈጥር ይችላል. ለምሳሌ በሩን በማጠፊያው አጠገብ በመጫን ከከፈቱት ክንድ d ትንሽ ይሆናል ስለዚህ በሩን በማጠፊያው ላይ ለማዞር ተጨማሪ ሃይል መጠቀም ያስፈልግዎታል።
ከቅጽበት ፎርሙላ እንደምታዩት ኤምኤን ቬክተር ነው። ቬክተር አር ኤን ኤ እና ኤፍኤን ወደያዘው አውሮፕላን ቀጥ ብሎ ይመራል። የቀኝ እጅ ህግን በመጠቀም የ MN አቅጣጫ ለመወሰን ቀላል ነው. እሱን ለመጠቀም የቀኝ እጁን አራት ጣቶች በቬክተር አር ኤን ወደ ኃይሉ አቅጣጫ መምራት ያስፈልጋል። ከዚያ የታጠፈው አውራ ጣት የግዳጅ ጊዜ አቅጣጫ ያሳያል።
የማይንቀሳቀስ ጉልበት
የታሰበው እሴት የማዞሪያ ዘንግ ላለው የሰውነት ስርዓት ሚዛናዊ ሁኔታዎችን ሲያሰላ በጣም አስፈላጊ ነው። በስታቲስቲክስ ውስጥ እንደዚህ ያሉ ሁለት ሁኔታዎች ብቻ አሉ፡
ይህ ወይም ያ በስርአቱ ላይ ተጽእኖ ካላቸው የውጭ ሃይሎች እኩልነት ከዜሮ እስከ ዜሮ፤
ሁለቱም ሚዛናዊ ሁኔታዎች በሒሳብ እንደሚከተለው ሊጻፉ ይችላሉ፡
∑i(Fiǹ)=0;
∑i(Miǹ)=0.
እንደምታየው ማስላት የሚያስፈልገው የቬክተር መጠን ድምር ነው። የግዳጅ ጊዜን በተመለከተ ኃይሉ በሰዓቱ ላይ መዞር ከጀመረ የእሱን አዎንታዊ አቅጣጫ ግምት ውስጥ ማስገባት የተለመደ ነው. ያለበለዚያ፣ የመቀነስ ምልክት ከማሽከርከር ቀመር በፊት ጥቅም ላይ መዋል አለበት።
ማስታወሻ በስርዓቱ ውስጥ ያለው የማዞሪያ ዘንግ በተወሰነ ድጋፍ ላይ የሚገኝ ከሆነ ክንዱ ከዜሮ ጋር እኩል ስለሆነ ተጓዳኝ የአፍታ ምላሽ ሃይል አይፈጥርም።
የኃይል አፍታ በተለዋዋጭ ሁኔታ
በዘንጉ ዙሪያ ያለው የመዞሪያ እንቅስቃሴ እንቅስቃሴ ልክ እንደ የትርጉም እንቅስቃሴ እንቅስቃሴ መሰረታዊ እኩልታ ያለው ሲሆን በዚህም መሰረት ብዙ ተግባራዊ ችግሮች ተፈተዋል። የአፍታዎች እኩልነት ይባላል። ተጓዳኝ ቀመር እንደሚከተለው ተጽፏል፡-
M=Iα.
በእውነቱ ይህ አገላለጽ የኒውተን ሁለተኛ ህግ ነው፣የጉልበት ጊዜ በኃይል፣የኢነርሺያ ቅጽበት I -በጅምላ፣እና የማዕዘን ፍጥነት መጨመር α -በተመሳሳይ የመስመር ባህሪ። ይህንን እኩልነት የበለጠ ለመረዳት፣ የ inertia ጊዜ በትርጉም እንቅስቃሴ ውስጥ እንደ ተራ ስብስብ ተመሳሳይ ሚና እንደሚጫወት ልብ ይበሉ። የ inertia ቅጽበት የሚሽከረከር ዘንግ አንጻራዊ ሥርዓት ውስጥ ያለውን የጅምላ ስርጭት ላይ ይወሰናል. የሰውነቱ ወደ ዘንግ ያለው ርቀት በጨመረ መጠን የI.
ዋጋ ይበልጣል
የአንግላር ማጣደፍ α በራዲያን በሰከንድ ስኩዌር ይሰላል። እሱየመዞሪያ ለውጥ ፍጥነትን ያሳያል።
የኃይሉ ጊዜ ዜሮ ከሆነ ስርዓቱ ምንም አይነት ፍጥነት አያገኝም ይህም ፍጥነቱን መጠበቁን ያሳያል።
የኃይል አፍታ ስራ
በጥናት ላይ ያለው መጠን በኒውተን በሜትር (Nm) ስለሚለካ ብዙዎች በጁል (ጄ) ሊተካ ይችላል ብለው ያስቡ ይሆናል። ነገር ግን ይህ አልተደረገም ምክንያቱም አንዳንድ የኢነርጂ መጠን የሚለካው በጁል ውስጥ ነው፣ የጉልበት ጊዜ ግን የሃይል ባህሪ ነው።
ልክ እንደ ሃይል፣ ቅጽበት ኤም ደግሞ ስራ መስራት ይችላል። በሚከተለው ቀመር ይሰላል፡
A=Mθ.
የግሪኩ ፊደል θ በራዲያን ውስጥ የማሽከርከር አንግልን የሚያመለክት ሲሆን ይህም ስርዓቱ በጊዜው ተለወጠ M. የግዳጅ ጊዜን በ θ በማባዛት ምክንያት የመለኪያ አሃዶች ተጠብቀዋል፣ነገር ግን የስራ ክፍሎች ቀድሞውንም ጥቅም ላይ ውለዋል፣ከዚያ አዎ፣ጁልስ።
