የታንጀንቲያል እና መደበኛ ማጣደፍ። ታንጀንት እና መደበኛ ማጣደፍ

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

የፊዚክስ ጥናት የሚጀምረው ሜካኒካል እንቅስቃሴን ከግምት ውስጥ በማስገባት ነው። በአጠቃላይ፣ አካላት በተለዋዋጭ ፍጥነቶች በተጠማዘዙ አቅጣጫዎች ይንቀሳቀሳሉ። እነሱን ለመግለጽ, የፍጥነት ጽንሰ-ሐሳብ ጥቅም ላይ ይውላል. በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ ታንጀንትያል እና መደበኛ ማጣደፍ ምን እንደሆነ እንመለከታለን።

Kinematic መጠኖች። ፍጥነት እና ፍጥነት በፊዚክስ

ኪነማቲክስ ኦፍ ሜካኒካል እንቅስቃሴ የአካል ክፍሎችን የሚያጠና እና የሚገልጽ የፊዚክስ ክፍል ነው። ኪነማቲክስ በሶስት ዋና ዋና መጠኖች ይሰራል፡

• የተሻገረ መንገድ፤
• ፍጥነት፤
• ማጣደፍ።

በክበብ ላይ በሚደረግ እንቅስቃሴ፣ ተመሳሳይ የኪነማቲክ ባህሪያት ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እነሱም ወደ ክበቡ ማዕከላዊ ጥግ ይቀነሳሉ።

ሁሉም ሰው የፍጥነት ጽንሰ-ሀሳብን ያውቃል። በእንቅስቃሴ ላይ ባሉ አካላት መጋጠሚያዎች ላይ ያለውን የለውጥ መጠን ያሳያል. ፍጥነቱ ሁል ጊዜም ሰውነቱ ወደ ሚንቀሳቀስበት መስመር (ትራጀክተሮች) አቅጣጫ ይመራል። በተጨማሪም፣ መስመራዊ ፍጥነቱ በ v ቪ፣ እና የማዕዘን ፍጥነቱ በωǹ ይገለጻል።

ማጣደፍ የvNG እና ωvy የለውጥ መጠን ነው። ማጣደፍ የቬክተር ብዛት ነው፣ ነገር ግን አቅጣጫው ከፍጥነት ቬክተር ሙሉ በሙሉ ነፃ ነው። ማጣደፍ ሁልጊዜ በሰውነት ላይ በሚሠራው ኃይል አቅጣጫ ይመራል, ይህም የፍጥነት ቬክተር ለውጥን ያመጣል. ለማንኛውም አይነት እንቅስቃሴ ማፋጠን በቀመርው ሊሰላ ይችላል፡

aán=dvǹ / dt

ፍጥነቱ በጊዜ ክፍተቱ በተቀየረ ቁጥር dt የበለጠ መፋጠን ይሆናል።

ከዚህ በታች የቀረበውን መረጃ ለመረዳት ማጣደፍ የሚመጣው በማንኛውም የፍጥነት ለውጥ፣ በትልቅነቱ እና በአቅጣጫው ላይ የተደረጉ ለውጦችን ጨምሮ እንደሆነ መታወስ አለበት።

የታንጀንቲያል እና መደበኛ ማጣደፍ

የቁሳቁስ ነጥብ በተወሰነ ጠማማ መስመር ላይ እንደሚንቀሳቀስ አስብ። በተወሰነ ጊዜ ፍጥነቱ ከ v ቪ ጋር እኩል እንደነበር ይታወቃል። ፍጥነቱ ወደ ትራጀክተሩ የቬክተር ታንጀንት ስለሆነ በሚከተለው መልኩ ሊወከል ይችላል፡

vN=v × u_tn

እዚህ v የቬክተር ቁመቱ ርዝመት ነው እና u_tnay የፍጥነት አሃድ ቬክተር ነው።

የጠቅላላ የፍጥነት ቬክተር በጊዜ t ለማስላት የፍጥነቱን የጊዜ አመጣጥ ማግኘት አለቦት። አለን:

a‐=dvn / dt=d (v × u_tǹ) / dt

የፍጥነት ሞጁሎች እና አሃዱ ቬክተር በጊዜ ሂደት ስለሚለዋወጡ፣እንግዲያውስ ደንቡን በመጠቀም የተግባርን ምርት አመጣጥ ለማግኘት የሚከተለውን እናገኛለን፡

aán=dv/dt ×u_tመን

በቀመር ውስጥ የመጀመሪያው ቃል ታንጀንቲያል ወይም ታንጀንቲያል አከሌሬሽን አካል ይባላል።ሁለተኛው ቃል መደበኛ ማጣደፍ ነው።

የታንጀንቲያል ማጣደፍ

የታንጀንቲያል ማጣደፍን እንደገና ለማስላት ቀመሩን እንፃፍ፡

a_tǹ=dv / dt × u_tn

ይህ እኩልነት ማለት ታንጀንቲያል (ታንጀንቲያል) ማጣደፍ ልክ እንደ የፍጥነት ቬክተር በየትኛውም የትዕይንት ቦታ ላይ ይመራል። የፍጥነት ሞጁሉን ለውጥ በቁጥር ይወስናል። ለምሳሌ, በ rectilinear እንቅስቃሴ ውስጥ, አጠቃላይ ፍጥነቱ የታንጀንት አካልን ብቻ ያካትታል. የዚህ አይነት እንቅስቃሴ መደበኛው ፍጥነት ዜሮ ነው።

የብዛቱ a_tኪ የሚታይበት ምክንያት የውጭ ሀይል በሚንቀሳቀስ አካል ላይ የሚያሳድረው ተጽእኖ ነው።

በቋሚ የማዕዘን ፍጥነት መጨመር α በሚሽከረከርበት ጊዜ የታንጀንቲያል ፍጥነት መጨመር በሚከተለው ቀመር ሊሰላ ይችላል፡

a_t=α × r

እዚህ r የሚታሰበው የቁሳቁስ ነጥብ የማዞሪያ ራዲየስ ነው፣ ለዚህም እሴቱ a_t።

የሚሰላ ነው።

የተለመደ ወይም የመሃል ማጣደፍ

አሁን የድጋሚ አጠቃላይ ማጣደፊያውን ሁለተኛ አካል እንፃፍ፡

a_cǹ=d (u_tመን) / dt × v

ከጂኦሜትሪ ታሳቢዎች መረዳት የሚቻለው የንጥል ታንጀንት ወደ ትሬኾ ቬክተር ያለው የጊዜ አመጣጥ የፍጥነት ሞጁል ቪ እና ራዲየስ r ውስጥ ካለው ጥምርታ ጋር እኩል ነው።በጊዜ ነጥብ t. ከዚያ በላይ ያለው አገላለጽ እንደሚከተለው ይጻፋል፡

a_c=v² / r

ይህ ለመደበኛ የፍጥነት ቀመር እንደሚያሳየው ከታንጀንቲያል አካል በተለየ የፍጥነት ለውጥ ላይ የተመካ ሳይሆን በራሱ የፍጥነት ሞጁል ካሬ የሚወሰን ነው። እንዲሁም፣ a_c በቋሚ v.

የመዞሪያ ራዲየስ እየቀነሰ ይጨምራል።

መደበኛ ማጣደፍ ሴንትሪፔታል ይባላል ምክንያቱም ከጅምላ አካል ወደ መዞሪያው ዘንግ ስለሚመራ።

የዚህ መፋጠን መንስኤ በሰውነት ላይ የሚሠራው ኃይል ማዕከላዊ አካል ነው። ለምሳሌ ፕላኔቶች በፀሀያችን ዙሪያ በሚዞሩበት ወቅት የመሃል ሃይሉ የስበት መስህብ ነው።

የሰውነት መደበኛ ማጣደፍ የፍጥነቱን አቅጣጫ ብቻ ይቀይራል። ሞጁሉን መቀየር አይችልም. ይህ እውነታ ከጠቅላላው የፍጥነት መጠን ካለው ታንጀንቲያል አካል ያለው ጠቃሚ ልዩነት ነው።

የሴንትሪፔታል ማጣደፍ ሁል ጊዜ የፍጥነት ቬክተር ሲሽከረከር ስለሚከሰት ወጥ የሆነ ክብ ሽክርክሪት ሲኖርም የታንጀንቲል ፍጥነት ዜሮ ነው።

በተግባር፣ መኪና ውስጥ ከሆንክ የመደበኛ ማጣደፍ ውጤት ሊሰማህ ይችላል። በዚህ ሁኔታ, ተሳፋሪዎች በመኪናው በር በተቃራኒው አቅጣጫ ይጫናሉ. ይህ ክስተት የሁለት ሀይሎች ተግባር ውጤት ነው፡ ሴንትሪፉጋል (ተሳፋሪዎች ከመቀመጫቸው መፈናቀል) እና ሴንትሪፔታል (በመኪናው በር በኩል በተሳፋሪዎች ላይ የሚደርስ ጫና)።

ሞዱል እና የሙሉ ፍጥነት አቅጣጫ

ስለዚህ፣ የታሰበው አካላዊ ብዛት ታንጀንቲያል አካል በተዛማጅነት ወደ የእንቅስቃሴ አቅጣጫ እንደሚመራ ደርሰንበታል። በምላሹም, የተለመደው አካል በተሰጠው ነጥብ ላይ ከትራክተሩ ጋር ቀጥ ያለ ነው. ይህ ማለት ሁለቱ የፍጥነት ክፍሎች እርስ በእርሳቸው ቀጥ ያሉ ናቸው ማለት ነው. የእነሱ ቬክተር መጨመር ሙሉውን የፍጥነት ቬክተር ይሰጣል. ሞጁሉን በሚከተለው ቀመር ማስላት ይችላሉ፡

a=√(a_t² + a_c²⁾

የቬክተሩ አቅጣጫ ከቬክተሩ አንፃር በሁለቱም በ_t ላይ እና ከ_cNG አንፃር ሊወሰን ይችላል። ይህንን ለማድረግ ተገቢውን ትሪግኖሜትሪክ ተግባር ይጠቀሙ. ለምሳሌ፣ በሙሉ እና በመደበኛ ማጣደፍ መካከል ያለው አንግል፡

ነው።

φ=አርኮስ(a_c / ሀ)

የሴንትሪፔታል ማጣደፍ ችግር መፍትሄ

የ20 ሴ.ሜ ራዲየስ ያለው መንኮራኩር በማእዘን ፍጥነት 5 ራድ/ሰ² ለ10 ሰከንድ። ከተጠቀሰው ጊዜ በኋላ በመንኮራኩሩ ዳርቻ ላይ የሚገኙትን መደበኛ የፍጥነት ነጥቦችን መወሰን ያስፈልጋል።

ችግሩን ለመፍታት ቀመሩን በታንጀንቲያል እና በማዕዘን ፍጥነት መካከል ያለውን ግንኙነት እንጠቀማለን። እናገኛለን:

a_t=α × r

በወጥነት የተፋጠነ እንቅስቃሴው ለጊዜ t=10 ሰከንድ ስለቆየ፣በዚህ ጊዜ የተገኘው የመስመር ፍጥነት ከ፡

ጋር እኩል ነበር።

v=a_t × t=α × r × t

የተገኘውን ቀመር በተዛማጅ አገላለጽ ለመደበኛ ማጣደፍ እንተካዋለን፡

a_c=v² / r=α² × t ² × r

የታወቁትን እሴቶች ወደዚህ ቀመር ለመተካት እና መልሱን ለመፃፍ ይቀራል፡- a_c=500 m/s²።