ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ፡ ምሳሌዎች፣ ቀመሮች

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

ጠንካራ የሰውነት ፊዚክስ የብዙ የተለያዩ የእንቅስቃሴ ዓይነቶች ጥናት ነው። ዋናዎቹ የትርጉም እንቅስቃሴ እና በቋሚ ዘንግ ላይ መዞር ናቸው. የእነሱ ጥምረትም አሉ-ነፃ ፣ ጠፍጣፋ ፣ ከርቪላይንየር ፣ ወጥ በሆነ ሁኔታ የተጣደፉ እና ሌሎች ዝርያዎች። እያንዳንዱ እንቅስቃሴ የራሱ ባህሪያት አለው, ግን በእርግጥ, በመካከላቸው ተመሳሳይነት አለ. ምን አይነት እንቅስቃሴ ተዘዋዋሪ ተብሎ እንደሚጠራ አስቡ እና የዚህ አይነት እንቅስቃሴ ምሳሌዎችን ስጥ፣ ከትርጉም እንቅስቃሴ ጋር ተመሳሳይነት ይሳሉ።

የሜካኒክስ ህጎች በተግባር ላይ ናቸው

በመጀመሪያ እይታ ፣የማዞሪያ እንቅስቃሴ ፣በዕለት ተዕለት እንቅስቃሴዎች የምናያቸው ምሳሌዎች ፣የሜካኒክስ ህጎችን የሚጥስ ይመስላል። በዚህ ጥሰት ምን ሊጠረጠር ይችላል እና የትኞቹ ህጎች?

ለምሳሌ፣የኢንertia ህግ። ማንኛውም አካል፣ ሚዛናዊ ያልሆኑ ኃይሎች በእሱ ላይ እርምጃ በማይወስዱበት ጊዜ፣ እረፍት ላይ መሆን ወይም ወጥ የሆነ የሬክቲሊንየር እንቅስቃሴን ማከናወን አለበት። ነገር ግን ሉሉን በጎን ግፊት ከሰጡ, መዞር ይጀምራል. እናለግጭት ካልሆነ ለዘላለም ሊሽከረከር ይችላል። እንደ ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ ታላቅ ምሳሌ፣ ሉል ያለማቋረጥ እየተሽከረከረ ነው፣ በማንም ሰው አይታወቅም። በዚህ ጉዳይ ላይ የኒውተን የመጀመሪያ ህግ አይተገበርም? አይደለም።

የሚንቀሳቀሰው፡ ነጥብ ወይም አካል

የማሽከርከር እንቅስቃሴ ወደፊት ከሚደረግ እንቅስቃሴ የተለየ ቢሆንም በመካከላቸው ብዙ የሚያመሳስላቸው ነገር አለ። እነዚህን ዓይነቶች ማወዳደር እና ማወዳደር ጠቃሚ ነው, የትርጉም እና የማሽከርከር እንቅስቃሴ ምሳሌዎችን አስቡ. ለመጀመር አንድ ሰው የቁሳዊ አካልን መካኒኮች እና የቁሳቁስ ነጥብ መካኒኮችን በጥብቅ መለየት አለበት። የትርጉም እንቅስቃሴን ትርጉም አስታውስ። ይህ የሰውነት እንቅስቃሴ ነው, እሱም እያንዳንዱ ነጥቦቹ በተመሳሳይ መንገድ ይንቀሳቀሳሉ. ይህ ማለት በእያንዳንዱ የተወሰነ ጊዜ ላይ ያሉ ሁሉም የሥጋዊ አካል ነጥቦች በመጠን እና በአቅጣጫ ተመሳሳይ ፍጥነት አላቸው እና ተመሳሳይ አቅጣጫዎችን ይገልጻሉ። ስለዚህ የሰውነት የትርጉም እንቅስቃሴ የአንድ ነጥብ እንቅስቃሴ ወይም ይልቁንም የጅምላ ማእከል እንቅስቃሴ ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። ሌሎች አካላት በእንደዚህ አይነት አካል (ቁሳቁስ) ላይ ካልሰሩ እረፍት ላይ ነው ወይም ቀጥታ መስመር እና ወጥ በሆነ መልኩ ይንቀሳቀሳሉ።

የቀመር ንጽጽር

የአካላት ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ (ግሎብ፣ ጎማ) ምሳሌዎች እንደሚያሳዩት የሰውነት መሽከርከር በማዕዘን ፍጥነት ይታወቃል። በእያንዳንዱ ክፍለ ጊዜ በየትኛው አንግል ላይ እንደሚዞር ይጠቁማል. በምህንድስና, የማዕዘን ፍጥነት ብዙውን ጊዜ በየደቂቃው አብዮት ይገለጻል. የማዕዘን ፍጥነቱ ቋሚ ከሆነ, አካሉ ተመሳሳይ በሆነ ሁኔታ ይሽከረከራል ማለት እንችላለን. መቼየማዕዘን ፍጥነቱ በእኩል መጠን ይጨምራል, ከዚያም ማዞሪያው ተመሳሳይ በሆነ መልኩ የተፋጠነ ይባላል. የትርጉም እና የማሽከርከር እንቅስቃሴዎች ህጎች ተመሳሳይነት በጣም ጉልህ ነው። የፊደላት ስያሜዎች ብቻ ይለያያሉ, እና የስሌቱ ቀመሮች ተመሳሳይ ናቸው. ይህ በሰንጠረዡ ላይ በግልፅ ይታያል።

የፊት እንቅስቃሴ		የማሽከርከር እንቅስቃሴ
ፍጥነት v መንገድ s ጊዜ t ማጣደፍ a		የማዕዘን ፍጥነት ω አንግላር መፈናቀል φ ጊዜ t የማዕዘን ፍጥነት መጨመር ą
s=vt		φ=ωt
v=at S=at2 / 2		ω=ąt φ=ąt2 / 2

በሁለቱም የትርጉም እና የማሽከርከር እንቅስቃሴ ኪኒማቲክስ ውስጥ ያሉ ሁሉም ተግባራት በተመሳሳይ መልኩ እነዚህን ቀመሮች በመጠቀም ይፈታሉ።

የማጣበቅ ኃይል ሚና

በፊዚክስ ውስጥ የማሽከርከር እንቅስቃሴ ምሳሌዎችን እንመልከት። የአንድ ቁሳዊ ነጥብ እንቅስቃሴን እንውሰድ - ከኳስ ተሸካሚ የሄቪ ሜታል ኳስ። በክበብ ውስጥ እንዲንቀሳቀስ ማድረግ ይቻላል? ኳሱን ከገፉ ቀጥታ መስመር ላይ ይሽከረከራል. ኳሱን ሁል ጊዜ በመደገፍ በዙሪያው ዙሪያውን መንዳት ይችላሉ። ነገር ግን አንድ ሰው እጁን ማስወገድ ብቻ ነው, እና ቀጥ ያለ መስመር መጓዙን ይቀጥላል. ከዚህ በመነሳት አንድ ነጥብ በክበብ ውስጥ ሊንቀሳቀስ የሚችለው በሃይል እርምጃ ብቻ ነው የሚለው መደምደሚያ ይከተላል።

ይህ የቁሳዊ ነጥብ እንቅስቃሴ ነው በጠንካራ አካል ውስጥ ግን አንድም የለም።ነጥብ, ግን ስብስብ. የተቀናጁ ኃይሎች በእነሱ ላይ ስለሚሠሩ እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው. ነጥቦቹን በክብ ምህዋር ውስጥ የሚይዙት እነዚህ ኃይሎች ናቸው. የተቀናጀ ሃይል በሌለበት ሁኔታ የሚሽከረከር አካል ቁሳቁሳዊ ነጥቦቹ ከተሽከረከረ ጎማ ላይ እንደሚበር ቆሻሻ ይበርራሉ።

የመስመር እና የማዕዘን ፍጥነቶች

እነዚህ የማዞሪያ እንቅስቃሴዎች ምሳሌዎች በማሽከርከር እና በትርጉም እንቅስቃሴ መካከል ሌላ ትይዩ እንድንስል ያስችሉናል። በትርጉም እንቅስቃሴ ወቅት, ሁሉም የሰውነት ነጥቦች በአንድ የተወሰነ መስመር ላይ በተመሳሳይ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ. አንድ አካል ሲሽከረከር ሁሉም ነጥቦቹ በተመሳሳይ የማዕዘን ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ። በተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ ውስጥ፣ ምሳሌዎቹ የሚሽከረከር ጎማ ስፒከሮች፣ የሁሉም የማዞሪያ ነጥቦች የማዕዘን ፍጥነቶች ተመሳሳይ ይሆናሉ፣ ነገር ግን መስመራዊ ፍጥነቱ የተለየ ይሆናል።

ማጣደፍ አይቆጠርም

በአንድ ክበብ ውስጥ ባለ አንድ ነጥብ እንቅስቃሴ ውስጥ ሁል ጊዜ መፋጠን እንዳለ ያስታውሱ። እንዲህ ዓይነቱ ማጣደፍ ሴንትሪፔታል ይባላል. እሱ የፍጥነት አቅጣጫ ለውጥን ብቻ ያሳያል ፣ ግን የፍጥነት ሞዱሎ ለውጥን አይለይም። ስለዚህ, ስለ አንድ ወጥ የሆነ የማዞሪያ እንቅስቃሴ በአንድ ማዕዘን ፍጥነት መነጋገር እንችላለን. በኢንጂነሪንግ ውስጥ ፣ የኤሌትሪክ ጄነሬተር የበረራ ጎማ ወይም rotor አንድ ወጥ በሆነ ማሽከርከር ፣ የማዕዘን ፍጥነቱ እንደ ቋሚ ይቆጠራል። የጄነሬተሩ ቋሚ አብዮቶች ብቻ በኔትወርኩ ውስጥ ቋሚ ቮልቴጅ ሊሰጡ ይችላሉ. እና ይህ የዝንብ መንኮራኩሮች አብዮቶች የማሽኑን ለስላሳ እና ኢኮኖሚያዊ አሠራር ዋስትና ይሰጣሉ። ከዚያም የማዞሪያው እንቅስቃሴ፣ ከዚህ በላይ የተገለጹት ምሳሌዎች፣ የመሃል መፋጠንን ከግምት ውስጥ ሳያስገባ በማእዘን ፍጥነት ብቻ ይገለጻል።

ሀይል እና አፍታ

በየትርጉም እና በተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ መካከል ሌላ ትይዩ አለ - ተለዋዋጭ። በኒውተን ሁለተኛ ህግ መሰረት፣ አካል የሚቀበለው ማጣደፍ የተተገበረውን ኃይል በሰውነት ብዛት መከፋፈል ተብሎ ይገለጻል። በማሽከርከር ጊዜ የማዕዘን ፍጥነት ለውጥ በኃይሉ ላይ የተመሰረተ ነው. በእርግጥም, አንድ ነት screwing ጊዜ, ወሳኝ ሚና የሚጫወተው በኃይል የሚሽከረከር እርምጃ ነው, እና ይህ ኃይል ተግባራዊ የት አይደለም: ወደ ነት ራሱ ወይም የመፍቻ እጀታ. ስለዚህ በሰውነት ውስጥ በሚሽከረከርበት ጊዜ ለትርጉም እንቅስቃሴ ቀመር ውስጥ ያለው የኃይል አመልካች ከኃይል ጊዜ አመልካች ጋር ይዛመዳል። በእይታ፣ ይህ በሠንጠረዥ መልክ ሊታይ ይችላል።

የፊት እንቅስቃሴ	የማሽከርከር እንቅስቃሴ
ኃይል ረ	የኃይል አፍታ M=Fl፣በ l - የትከሻ ጥንካሬ
ስራ A=F s	ኢዮብ A=Mφ
ኃይል N=Fs/t=Fv	ኃይል N=Mφ/t=Mω

የሰውነት ብዛት፣ቅርጹ እና የማይነቃነቅ ጊዜ

ከላይ ያለው ሰንጠረዥ በኒውተን ሁለተኛ ህግ ቀመር አይወዳደርም ምክንያቱም ይህ ተጨማሪ ማብራሪያ ያስፈልገዋል። ይህ ፎርሙላ የጅምላ አመልካች ያካትታል, እሱም የሰውነትን የኢነርጂነት ደረጃ ያሳያል. አንድ አካል በሚሽከረከርበት ጊዜ ንቃተ ህሊናው በጅምላ አይገለጽም ፣ ግን እንደ የንቃተ-ህሊና ጊዜ ባለው መጠን ይወሰናል። ይህ አመላካች በቀጥታ በሰውነት ክብደት ላይ ሳይሆን በቅርጹ ላይ የተመሰረተ ነው. ያም ማለት የሰውነት ክብደት በጠፈር ውስጥ እንዴት እንደሚከፋፈል አስፈላጊ ነው. የተለያየ ቅርጽ ያላቸው አካላት ይኖራሉየ inertia ቅጽበት የተለያዩ እሴቶች አሏቸው።

ቁሳዊ አካል በክበብ ዙሪያ ሲሽከረከር፣የማይነቃነቅበት ጊዜ ከሚሽከረከረው የሰውነት ክብደት እና ከመዞሪያው ዘንግ ራዲየስ ካሬ ጋር እኩል ይሆናል። ነጥቡ ከመዞሪያው ዘንግ ሁለት እጥፍ ርቆ የሚንቀሳቀስ ከሆነ ፣ ከዚያ የንቃተ ህሊና እና የማሽከርከር መረጋጋት አራት ጊዜ ይጨምራል። ለዚህም ነው የዝንብ መንኮራኩሮች ትልቅ የተሰሩት። ነገር ግን የመንኮራኩሩን ራዲየስ ከመጠን በላይ ለመጨመር የማይቻል ነው, ምክንያቱም በዚህ ሁኔታ የጠርዙን ነጥቦች ማዕከላዊ ማፋጠን ይጨምራል. ይህንን መፋጠን የሚፈጥረው የሞለኪውሎች የተቀናጀ ኃይል ክብ ቅርጽ ባለው መንገድ ላይ ለማቆየት በቂ ላይሆን ይችላል፣ እና መንኮራኩሩ ይወድቃል።

የመጨረሻ ንጽጽር

በተዘዋዋሪ እና በትርጉም እንቅስቃሴ መካከል ትይዩ በሚታይበት ጊዜ በሚሽከረከርበት ጊዜ የሰውነት ክብደት ሚና የሚጫወተው በንቃተ-ህሊና ጊዜ መሆኑን መረዳት አለበት። ከዚያም ተለዋዋጭ የእንቅስቃሴ እንቅስቃሴ ህግ ከኒውተን ሁለተኛ ህግ ጋር የሚዛመደው የጉልበት ጊዜ ከቅጽበት እና የማዕዘን ፍጥነት ውጤት ጋር እኩል ነው ይላል።

አሁን ሁሉንም የመሠረታዊ የዳይናሚክስ፣ሞመንተም እና የኪነቲክ ኢነርጂ ቀመሮችን በትርጉም እና በተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ ማወዳደር ትችላላችሁ፣የእነሱ ስሌት ምሳሌዎች አስቀድሞ የሚታወቁ ናቸው።

የፊት እንቅስቃሴ	የማሽከርከር እንቅስቃሴ
የዳይናሚክስ መሰረታዊ እኩልታ F=ma	የዳይናሚክስ መሰረታዊ እኩልታ M=እኔą
Impulse p=mv	Impulse p=እኔω
Kinetic energy ኢk=mv2 / 2	Kinetic energy ኢk=Iω2 / 2

ተራማጅ እና ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴዎች ብዙ የሚያመሳስላቸው ነገር አለ። በእያንዳንዱ የእነዚህ ዓይነቶች አካላዊ መጠኖች እንዴት እንደሚሠሩ መረዳት ብቻ አስፈላጊ ነው. ችግሮችን በሚፈታበት ጊዜ, በጣም ተመሳሳይ ቀመሮች ጥቅም ላይ ይውላሉ, ንፅፅሩ ከላይ ተሰጥቷል.