መሰረታዊ የፊዚክስ ትምህርቶች

የማይቀለበስ የቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶችን ለማብራራት፣ ሳይንቲስቶች ሁለተኛውን የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ ቀየሱ። ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ምን ሂደቶች ሊከሰቱ እንደሚችሉ እና ምን ሂደቶች ሊከሰቱ እንደማይችሉ ያብራራል። RJE Clausius (1822-1888) የተባለ አንድ ሳይንቲስት የሚከተለውን መግለጫ ሰጥቷል፡

በተፈጥሮው፣ ሙቀት ከከፍተኛ ሙቀት ነገሮች ወደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ነገሮች ይንቀሳቀሳል፤ በተፈጥሮው፣ ሙቀት ከዝቅተኛ የሙቀት መጠን ነገሮች ወደ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ነገሮች አይሄድም (ሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ - የክላውሲየስ መግለጫ)።

የክላውሲየስ መግለጫ የሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ ልዩ መግለጫዎች አንዱ ነው። ልዩ መግለጫ ተብሎ የሚጠራው ከሙቀት ማስተላለፍ ጋር በተያያዘ ለአንድ ሂደት ብቻ ስለሚተገበር ነው። ይህ መግለጫ ከሌሎች ሂደቶች ጋር የተያያዘ ስላልሆነ፣ የበለጠ አጠቃላይ መግለጫ ያስፈልገናል። የሁለተኛው የቴርሞዳይናሚክስ ሕግ አጠቃላይ መግለጫ ማዘጋጀት በሙቀት ሞተሮች ጥናት ላይ የተመሠረተ ነው። ስለዚህ፣ በመጀመሪያ ስለ ሞተር ሙቀት እንወያያለን።

ተጨማሪ ያንብቡ

የአንቀጽ ቴርሞዳይናሚክ ሂደቶች : ኢሶተርማል አዲአባቲክ ኢሶቾሪክ ኢሶባሪክ

አራት የቴርሞዳይናሚክ ሂደቶች አሉ፤ እነሱም ኢሶተርማል፣ ኢሶቾሪክ፣ ኢሶባሪክ እና አዲአባቲክ ሂደቶች ናቸው።

የኢሶተርማል ሂደት (ቋሚ የሙቀት መጠን)

በኢሶተርማል ሂደት ውስጥ፣ የስርዓት ሙቀት ቋሚ ሆኖ ይቆያል። በንድፈ ሀሳብ፣ የተተነተነው ስርዓት ተስማሚ ጋዝ ነው። ተስማሚ የጋዝ ሙቀት ከውስጥ ጋዝ ኃይል ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው (U = 3/2 n RT)። T አይለወጥም፣ ስለዚህ U እንዲሁ አይለወጥም። ስለዚህ፣ በኢሶተርማል ሂደት ላይ ከተተገበረ፣ የቴርሞዳይናሚክ እኩልታ የመጀመሪያው ህግ የሚከተለው ይሆናል፡

ተጨማሪ ያንብቡ

የቴርሞዳይናሚክ ሂደት

ሙቀት (Q) በሙቀት ልዩነት ምክንያት ከአንድ ነገር ወደ ሌላ የሚንቀሳቀስ ኃይል ነው። ስለ ስርዓቶች እና አካባቢዎች፣ ሙቀት ከስርዓት ወደ አካባቢ የሚንቀሳቀስ ኃይል ወይም ከአካባቢ ወደ ስርዓት የሚንቀሳቀስ ኃይል ሲሆን ይህም በሙቀት ልዩነት ምክንያት ነው። የስርዓቱ የሙቀት መጠን ከአካባቢው የሙቀት መጠን ከፍ ያለ ከሆነ፣ ሙቀት ከስርዓቱ ወደ አካባቢው ይፈሳል። የአካባቢው የሙቀት መጠን ከስርዓቱ የሙቀት መጠን ከፍ ያለ ከሆነ፣ ሙቀት ከአካባቢው ወደ ስርዓቱ ይፈሳል።

ሙቀት (Q) በሙቀት ልዩነት ምክንያት የሚንቀሳቀስ ኃይል ሲሆን ሥራ (W) ደግሞ በሥራ በኩል ከሚደረግ የኃይል ዝውውር ጋር የተያያዘ ነው። ለምሳሌ፣ ስርዓቱ በአካባቢው ላይ የሚሰራ ከሆነ፣ ኃይል ከስርዓቱ ወደ አካባቢው ይንቀሳቀሳል። በተቃራኒው፣ አካባቢው በስርዓቱ ላይ የሚሰራ ከሆነ፣ ኃይል ከአካባቢ ወደ ስርዓት ይንቀሳቀሳል።

ተጨማሪ ያንብቡ

የማይለሰልስ ግጭቶች

የኪነቲክ ኢነርጂ ጥበቃ ህግ በኢንላስቲክ ግጭቶች ላይ ተፈጻሚ አይሆንም። የሞመንተም ጥበቃ ህግ በኢንላስቲክ ግጭቶች ላይ ተፈጻሚ የሚሆነው በሁለቱ በሚጋጩ ነገሮች ላይ ምንም አይነት ውጫዊ ኃይል የማይሰራ ከሆነ ብቻ ነው። በኢንላስቲክ ግጭት ውስጥ ሁለት ነገሮች ከግጭቱ በኋላ አንድ ላይ ይጣበቃሉ ወይም እርስ በርስ ይያያዛሉ።

የጥያቄ ምሳሌ 1.

ሁለት ነገሮች ተመሳሳይ ክብደት አላቸው፤ እነሱም 1 ኪ.ግ ናቸው። ነገር 1 በ10 ሜ/ሰ ፍጥነት ጠፍጣፋ አውሮፕላን ላይ ይንቀሳቀሳል እና ከሁለተኛው ነገር ጋር ይጋጫል፤ እሱም እረፍት ላይ ነው። ከግጭቱ በኋላ ሁለቱ ነገሮች አንድ ላይ ይጣበቃሉ። ከግጭቱ በኋላ የሁለቱ ነገሮች ፍጥነት ስንት ነው?

ተጨማሪ ያንብቡ

በከፊል የመለጠጥ ግጭቶች

በከፊል የመለጠጥ ግጭቶች ውስጥ የሞመንተም ጥበቃ ህግ ተፈጻሚ ሲሆን የኪነቲክ ኢነርጂ ጥበቃ ህግ ግን ተፈጻሚ አይሆንም። ግጭት በሚፈጠርበት ጊዜ የተወሰነ የኪነቲክ ኢነርጂ ወደ ድምፅ ኃይል፣ የሙቀት ኃይል እና ውስጣዊ ኢነርጂ ይቀየራል። የመለጠጥ ቃል አጠቃቀም የሚያመለክተው ከግጭቱ በኋላ ሁለቱ ነገሮች አንድ ላይ ተጣብቀው አይወጡም ነገር ግን ይወድቃሉ።

በከፊል የመለጠጥ ግጭት ምሳሌ የሁለት እብነ በረድ ወይም የሁለት የመዋኛ ኳሶች አንድ-ልኬት ግጭት ነው።

ተጨማሪ ያንብቡ

የሊኒየር ሞመንተም ጥበቃ

የሊኒየር ሞመንተም ጥበቃ ህግ እንደሚለው በሁለት የሚጋጩ ነገሮች ላይ ምንም አይነት ውጫዊ ኃይል ከሌለ፣ ከግጭቱ በፊት ያሉት ነገሮች የሚኖራቸው ፍጥነት ከግጭቱ በኋላ ከነበሩት ነገሮች ፍጥነት ጋር እኩል ነው።

ገጽ ₁ + ገጽ ₂ = ገጽ ₁ ' + ገጽ ₂ ' …………….. እኩልታ 1.4

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = m ₁ v ₁ '+ m ₂ v ₂ '

ከግጭት በኋላ ሁለቱም ነገሮች አንድ ላይ ከተጣበቁ፣

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

ተጨማሪ ያንብቡ

ፍጹም የሆነ የመለጠጥ ግጭት

የሁለት ነገሮች ግጭት ፍፁም የመለጠጥ ግጭት ይባላል፤ ከግጭቱ በፊት ያለው የእያንዳንዱ ነገር ሞመንተም ወይም ኪኔቲክ ኢነርጂ ከግጭቱ በኋላ ካለው የእያንዳንዱ ነገር ሞመንተም እና ኪኔቲክ ኢነርጂ ጋር እኩል ከሆነ። በሌላ አነጋገር የሞመንተም ህግ ጥበቃ እና ኪኔቲክ ኢነርጂ ህግ ጥበቃ ፍፁም የመለጠጥ ግጭቶች ላይ ተፈጻሚ ይሆናሉ። የመለጠጥ ቃል አጠቃቀም የሚያመለክተው ከግጭቱ በኋላ ሁለቱ ነገሮች አንድ ላይ ተጣብቀው ወይም እርስ በርስ ያልተጣበቁ ነገር ግን የሚወርዱ አለመሆናቸውን ነው። የእያንዳንዱ ነገር ሞመንተም የተጠበቀ ነው።

የእያንዳንዱ ነገር ሞመንተም ተጠብቆ ይቆያል።

ተጨማሪ ያንብቡ

የሥራ-ሜካኒካል የኃይል መርህ

የሥራ-ኪነቲክ የኢነርጂ ቲዎሪ እንደሚያመለክተው የተጣራ ሥራ ወይም የተጣራ ኃይል የሚያከናውነው ሥራ ከኪነቲክ ኢነርጂ ለውጥ ጋር እኩል ነው።

W _ኔት = TO _t – TO _o = 1⁄2 m(v _t ² – v _o ² )

W _net = ሁለት አይነት ሀይሎች አሉ፤ እነሱም ወግ አጥባቂ ሃይል እና ወግ አጥባቂ ሃይል አይደሉም። ስለዚህ፣ የተጣራ ስራ በወግ አጥባቂ ሃይል የሚሰራ ስራ እና ወግ አጥባቂ ሃይል የሚሰራ ስራ እንደሆነ ሊቆጠር ይችላል።

W _c + W _nc = ΔKE

ተጨማሪ ያንብቡ

በወግ አጥባቂ ኃይሎች የተሰራ ስራ እምቅ ኃይል

አንድ ነገር በአቀባዊ ወደ ላይ የሚንቀሳቀስ እና ከፍተኛውን ቁመት ከደረሰ በኋላ ወደ መጀመሪያው ቦታው የሚመለስ መሆኑን ይመልከቱ። ነገር በአቀባዊ ወደ ላይ ሲንቀሳቀስ ክብደቱ በነገሩ ላይ አሉታዊ ስራ ይሰራል። ነገር ወደ ላይ ሲንቀሳቀስ የነገሩ ቁመት ይጨምራል። ስለዚህ የነገሩ የስበት ኃይል ጉልበትም ይጨምራል። በክብደት የሚሰራው አሉታዊ ስራ ከሰው የስበት ኃይል ጉልበት መጨመር ጋር እኩል ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።

ተጨማሪ ያንብቡ

ወግ አጥባቂ ኃይል እና ወግ አጥባቂ ያልሆነ ኃይል

1. ወግ አጥባቂ ኃይል

1.1 ክብደት (ወ)

ወደ መጀመሪያው ቦታው ወደታች ከመሄድዎ በፊት ከፍተኛ ቁመት እስኪደርስ ድረስ በአቀባዊ ወደ ላይ የሚንቀሳቀስ ነገር ይመልከቱ። በ h በአቀባዊ ወደ ላይ ሲንቀሳቀስ፣ ክብደቱ ከመፈናቀሉ አቅጣጫ ተቃራኒ ነው። ስለዚህ፣ ክብደቱ በነገሩ ላይ አሉታዊ ይሰራል። 

ወ = wh (ኮስ 180 ^o ) = – wh = – mgh

ከፍተኛውን ከፍታ ከደረሰ በኋላ፣ ዕቃው ወደ መጀመሪያው ቦታው በ h ወደ ታች ይንቀሳቀሳል። ወደ ታች ሲንቀሳቀስ፣ ክብደቱ ከመፈናቀሉ ጋር በተመሳሳይ አቅጣጫ ነው። ከመፈናቀሉ ጋር በተመሳሳይ አቅጣጫ ስለሆነ፣ ክብደቱ አዎንታዊ ስራ ይሰራል።

ተጨማሪ ያንብቡ