የመለጠጥ እና የማይበገር ተጽዕኖ ምንድን ነው።

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

የፊዚክስ ችግሮች፣ አካላቶች እርስበርስ የሚንቀሳቀሱበት እና የሚጋጩበት፣ የፍጥነት እና ጉልበት ጥበቃ ህጎችን ዕውቀት፣ እንዲሁም የግንኙነቱን ልዩ ነገሮች መረዳትን ይጠይቃል። ይህ ጽሑፍ ስለ መለጠጥ እና ተለዋዋጭ ተፅእኖዎች የንድፈ ሃሳባዊ መረጃን ይሰጣል። ከእነዚህ አካላዊ ጽንሰ-ሀሳቦች ጋር የተያያዙ ችግሮችን የመፍታት ልዩ ጉዳዮችም ተሰጥተዋል።

የእንቅስቃሴው መጠን

ፍፁም የመለጠጥ እና የመለጠጥ ተፅእኖን ከማጤንዎ በፊት፣ ሞመንተም በመባል የሚታወቀውን መጠን መለየት ያስፈልጋል። ብዙውን ጊዜ በላቲን ፊደል p. ወደ ፊዚክስ በቀላሉ ይተዋወቃል፡ ይህ የጅምላ ውጤት በሰውነታችን ቀጥተኛ ፍጥነት ማለትም ቀመሩ ይከናወናል፡

p=mv

ይህ የቬክተር ብዛት ነው፣ነገር ግን ለቀላልነት የተጻፈው በስካላር ነው። ከዚህ አንፃር፣ ፍጥነቱ በ17ኛው ክፍለ ዘመን በጋሊልዮ እና ኒውተን ተወስዷል።

ይህ ዋጋ አይታይም። በፊዚክስ ውስጥ ያለው ገጽታ በተፈጥሮ ውስጥ የተመለከቱትን ሂደቶች ከሚታወቅ ግንዛቤ ጋር የተያያዘ ነው.ለምሳሌ፣ በተመሳሳይ ፍጥነት ከሚበር ዝንብ ይልቅ ፈረስ በሰአት 40 ኪሜ የሚሮጥበትን ፍጥነት ለማስቆም በጣም ከባድ እንደሆነ ሁሉም ሰው ያውቃል።

የኃይል ግፊት

የእንቅስቃሴው መጠን በብዙዎች በቀላሉ እንደ ሞመንተም ይጠቀሳል። ይህ ሙሉ በሙሉ እውነት አይደለም፣ ምክንያቱም የኋለኛው ኃይል በተወሰነ ጊዜ ውስጥ በአንድ ነገር ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ እንደሆነ ስለሚረዳ።

ኃይሉ (ኤፍ) በድርጊቱ ጊዜ (t) ላይ ካልተመሠረተ የኃይሉ ግፊት (P) በጥንታዊ መካኒኮች ውስጥ በሚከተለው ቀመር ይፃፋል፡

P=Ft

የኒውተንን ህግ በመጠቀም ይህንን አገላለጽ በሚከተለው መልኩ እንደገና መፃፍ እንችላለን፡

P=mat፣

የት F=ma

እነሆ መፋጠን ለአንድ የጅምላ አካል መ. የሚሠራው ኃይል በጊዜ ላይ የተመካ ባለመሆኑ፣ ማጣደፉ የማይለዋወጥ እሴት ነው፣ እሱም የሚወሰነው በፍጥነት እና በጊዜ ጥምርታ ማለትም፡

P=mat=mv/tt=mv.

አስደሳች ውጤት አግኝተናል፡የኃይሉ ፍጥነቱ ለሰውነት ከሚነገረው የእንቅስቃሴ መጠን ጋር እኩል ነው። ለዚህም ነው ብዙ የፊዚክስ ሊቃውንት በቀላሉ "ኃይል" የሚለውን ቃል ትተው የእንቅስቃሴውን መጠን በመጥቀስ ሞመንተም የሚሉት።

የተጻፉት ቀመሮችም ወደ አንድ ጠቃሚ መደምደሚያ ያመራሉ፡ የውጭ ኃይሎች ከሌሉ በስርዓቱ ውስጥ ያሉ ማንኛቸውም የውስጥ ግንኙነቶች አጠቃላይ ፍጥነቱን ይጠብቃሉ (የኃይሉ ፍጥነቱ ዜሮ ነው)። የመጨረሻው አጻጻፍ ለገለልተኛ አካላት ስርዓት የፍጥነት ጥበቃ ህግ በመባል ይታወቃል።

የሜካኒካል ተጽእኖ በፊዚክስ

አሁን ፍፁም የመለጠጥ እና የመለጠጥ ተፅእኖዎችን ወደ ግምት ውስጥ ለመግባት ጊዜው አሁን ነው። በፊዚክስ፣ሜካኒካል ተጽእኖ የሁለት ወይም ከዚያ በላይ ጠንካራ አካላት በአንድ ጊዜ መስተጋብር እንደሆነ ተረድቷል፣በዚህም ምክንያት በመካከላቸው የኃይል ልውውጥ እና መነሳሳት አለ።

የተፅዕኖው ዋና ገፅታዎች ትላልቅ የትወና ሃይሎች እና የመተግበሪያቸው አጭር ጊዜዎች ናቸው። ብዙውን ጊዜ ተጽእኖው በመፋጠን መጠን ይገለጻል, ለምድር g ተብሎ ይገለጻል. ለምሳሌ, ግቤት 30g በግጭቱ ምክንያት በሰውነት ውስጥ ያለው ኃይል 309, 81=294.3 m/s2…

ልዩ የግጭት ጉዳዮች ፍፁም የመለጠጥ እና የማይለጠጡ ተፅእኖዎች ናቸው (የኋለኛው ደግሞ ላስቲክ ወይም ፕላስቲክ ተብሎም ይጠራል)። ምን እንደሆኑ አስብባቸው።

ጥሩ ጥይቶች

የላስቲክ እና የማይለጣጡ የአካላት ተፅእኖዎች ተስማሚ ጉዳዮች ናቸው። የመጀመሪያው (ላስቲክ) ማለት ሁለት አካላት በሚጋጩበት ጊዜ ምንም ቋሚ ቅርጻቅር አይፈጠርም. አንድ አካል ከሌላው ጋር ሲጋጭ፣ አንዳንድ ጊዜ ሁለቱም ነገሮች በሚገናኙበት አካባቢ አካል ጉዳተኞች ይሆናሉ። ይህ መበላሸት በእቃዎች መካከል ኃይልን (ሞመንተም) ለማስተላለፍ እንደ ዘዴ ሆኖ ያገለግላል። ፍፁም የመለጠጥ ችሎታ ያለው ከሆነ ከተፅዕኖው በኋላ ምንም የኃይል ኪሳራ አይከሰትም. በዚህ አጋጣሚ አንድ ሰው ስለ መስተጋብር አካላት የኪነቲክ ኢነርጂ ጥበቃን ይናገራል።

ሁለተኛው አይነት ተጽእኖዎች (ፕላስቲክ ወይም ፍፁም የማይለወጡ) ማለት አንድ አካል ከሌላው ጋር ከተጋጨ በኋላእርስ በእርሳቸው "ተጣብቀው" ስለዚህ ከተፅዕኖው በኋላ ሁለቱም ነገሮች በአጠቃላይ መንቀሳቀስ ይጀምራሉ. በዚህ ተጽእኖ ምክንያት የኪነቲክ ኢነርጂው የተወሰነ ክፍል በሰውነት መበላሸት, ግጭት እና ሙቀት መለቀቅ ላይ ይውላል. በዚህ አይነት ተጽእኖ ጉልበት አይቆጠብም ነገር ግን ፍጥነቱ ሳይለወጥ ይቆያል።

የላስቲክ እና የማይለጠጡ ተፅእኖዎች ለየት ያሉ የአካል ግጭቶች ናቸው። በእውነተኛ ህይወት የሁሉም ግጭቶች ባህሪያት ከነዚህ ከሁለቱም አይነት አይደሉም።

በፍፁም የሚለጠፍ ግጭት

የኳሶችን የመለጠጥ እና የመለጠጥ ችግር ለመፍታት ሁለት ችግሮችን እንፍታ። በዚህ ንዑስ ክፍል ውስጥ የመጀመሪያውን የግጭት አይነት እንመለከታለን. በዚህ ጉዳይ ላይ የኃይል እና የፍጥነት ህጎች ስለሚከበሩ የሁለት እኩልታዎች ተጓዳኝ ስርዓትን እንጽፋለን-

m₁v₁²+m₂ v₂² =m₁u₁ ²+m₂u₂^2;

m₁v₁+m₂v ₂=m₁u₁+m₂u _2.

ይህ ስርዓት ማንኛውንም ችግር በማንኛውም የመጀመሪያ ሁኔታዎች ለመፍታት ይጠቅማል። በዚህ ምሳሌ እራሳችንን በልዩ ጉዳይ ላይ እንገድበዋለን፡ ብዙሃኑ m₁ እና m₂ የሁለት ኳሶች እኩል ይሁኑ። በተጨማሪም የሁለተኛው ኳስ v_{2 የመጀመሪያ ፍጥነት ዜሮ ነው። የታሰቡ አካላት ማዕከላዊ የላስቲክ ግጭት ውጤትን መወሰን ያስፈልጋል።}

የችግሩን ሁኔታ ግምት ውስጥ በማስገባት ስርዓቱን እንደገና እንፃፍ፡

v₁²=u₁² + u₂^2;

v₁=u₁+ u_2።

ሁለተኛውን አገላለጽ ወደ መጀመሪያው በመተካት፡ እናገኛለን

(u₁+ u₂)²=u ₁²+u₂²

ክፍት ቅንፎች፡

u₁²+ u₂² + 2u₁u₂=u₁²+ u₂²=> u₁u₂₌₀

የመጨረሻው እኩልነት እውነት የሚሆነው ከፍጥነቱ አንዱ u₁ ወይም u₂ ዜሮ ከሆነ ነው። ከመካከላቸው ሁለተኛው ዜሮ ሊሆን አይችልም, ምክንያቱም የመጀመሪያው ኳስ ሁለተኛውን ሲመታ, መንቀሳቀስ መጀመሩ የማይቀር ነው. ይህ ማለት u₁ =0 እና u_{2 > 0.}

በመሆኑም በእረፍት ላይ ያለ ኳስ የሚንቀሳቀሰው ኳስ እና ብዙሃኑ ተመሳሳይ በሆነ የመለጠጥ ግጭት ውስጥ የመጀመሪያው ፍጥነቱን እና ጉልበቱን ወደ ሁለተኛው ያስተላልፋል።

የማይለወጥ ተጽዕኖ

በዚህ አጋጣሚ የሚሽከረከር ኳስ፣ እረፍት ላይ ካለው ሁለተኛው ኳስ ጋር ሲጋጭ፣ ይጣበቃል። በተጨማሪም ሁለቱም አካላት አንድ ሆነው መንቀሳቀስ ይጀምራሉ. የመለጠጥ እና የመለጠጥ ተፅእኖዎች ፍጥነት ተጠብቆ ስለሚገኝ፣ እኩልታውን መፃፍ እንችላለን፡

m₁v₁+ m₂v ₂=(m₁ + m_2)u

በችግራችን v_{2=0 ስለሆነ የሁለት ኳሶች ስርአት የመጨረሻ ፍጥነት የሚወሰነው በሚከተለው አገላለጽ ነው፡}

u=m₁v₁ / (m₁ + m 2₎

የሰውነት ብዛት እኩልነት ላይ፣ የበለጠ ቀላል ነገር እናገኛለንአገላለጽ፡

u=v_1/2

የሁለት ኳሶች ፍጥነት ከመጋጨቱ በፊት ለአንድ ኳስ የዚህ ዋጋ ግማሽ ይሆናል።

የመልሶ ማግኛ መጠን

ይህ እሴት በግጭት ጊዜ የኃይል ብክነት ባህሪ ነው። ያም ማለት በጥያቄ ውስጥ ያለው ተጽእኖ ምን ያህል የመለጠጥ (ፕላስቲክ) እንደሆነ ይገልጻል. ወደ ፊዚክስ ያስተዋወቀው በ Isaac Newton ነው።

የመልሶ ማግኛ ሁኔታ መግለጫ ማግኘት አስቸጋሪ አይደለም። ሁለት የጅምላ አካላት m₁ እና m₂ ተጋጭተዋል እንበል። የመጀመሪያ ፍጥነታቸው ከ v₁እና v₂ እና የመጨረሻው (ከግጭት በኋላ) - u_{1 እና u}2_{። ተፅዕኖው የመለጠጥ (የኪነቲክ ኢነርጂ የተጠበቀ ነው) ብለን ካሰብን ሁለት እኩልታዎችን እንጽፋለን፡}

m₁v₁² + m₂ v₂² =m₁u₁ ² + m₂u₂^2;

m₁v₁+ m₂v ₂=m₁u₁+ m₂u _2.

የመጀመሪያው አገላለጽ የኪነቲክ ኢነርጂ ጥበቃ ህግ ነው፣ ሁለተኛው የፍጥነት ጥበቃ ነው።

ከተወሰኑ ማቃለያዎች በኋላ ቀመሩን ማግኘት እንችላለን፡

v₁ + u₁=v₂ + u _2.

እንደ የፍጥነት ልዩነቱ ጥምርታ እንደሚከተለው እንደገና ሊፃፍ ይችላል፡

1=-1(v₁-v₂) / (u₁ -u_2)።

ስለዚህስለዚህ በተቃራኒው ምልክት የተወሰደው ከግጭቱ በፊት የሁለቱ አካላት የፍጥነት ልዩነት ከግጭቱ በኋላ ለእነሱ ተመሳሳይ ልዩነት ፍጹም የመለጠጥ ተፅእኖ ካለ ከአንድ ጋር እኩል ነው።

የማይለጠጥ ተጽእኖ የመጨረሻው ቀመር 0 እሴት እንደሚሰጥ ማሳየት ይቻላል. የመለጠጥ እና የኢላስቲክ ተፅእኖ ጥበቃ ህጎች ለኪነቲክ ሃይል ስለሚለያዩ (ለስላስቲክ ግጭት ብቻ የተጠበቀ ነው)። የውጤት ቀመር የተፅዕኖውን አይነት ለመለየት የሚያስችል ምቹ ሁኔታ ነው።

የመልሶ ማግኛ ፋክተሩ K ነው፡

K=-1(v₁-v₂) / (u₁ -u_2)።

የ "የሚዘለል" አካል የመልሶ ማግኛ ሁኔታ ስሌት

እንደተፅኖው አይነት በመወሰን የK ምክንያት በከፍተኛ ሁኔታ ሊለያይ ይችላል። ለ"የሚዘለል" አካል ለምሳሌ የእግር ኳስ ኳስ እንዴት እንደሚሰላ እንይ።

በመጀመሪያ ኳሱ በተወሰነ ከፍታ h_{0ከመሬት በላይ ይያዛል። ከዚያም ይለቀቃል. በላዩ ላይ ይወድቃል, ያርገበገበዋል እና የተወሰነ ቁመት ላይ ይነሳል h, እሱም ተስተካክሏል. የመሬቱ ወለል ከኳሱ ጋር ከመጋጨቱ በፊት እና በኋላ ያለው ፍጥነት ከዜሮ ጋር እኩል ስለነበር፣የኮፊፊሽኑ ቀመር የሚከተለውን ይመስላል፡}