درک فاصله
مسافت، طول مسیری است که یک جسم طی میکند. مسافت یک کمیت نردهای است، کمیتی فیزیکی که فقط بزرگی دارد و جهت ندارد. واحد بینالمللی مسافت، متر است که به اختصار m نامیده میشود. نماد مسافت s است.
تعریف جابجایی
جابجایی تغییر موقعیت یک جسم است. جابجایی یک کمیت برداری است، کمیتی فیزیکی که هم بزرگی و هم جهت دارد. جهت جابجایی را میتوان به صورت یک جهت اصلی (شمال، شرق، جنوب، غرب و غیره) یا با استفاده از کلمات چپ، راست، بالا یا پایین بیان کرد.
قانون پایستگی تکانه زاویهای اظهار داشت که اگر گشتاور حاصل از نیرو در یک جسم صلب که در حال چرخش است، مقدار صفر است، پس تکانه زاویهای یک جسم صلب در حرکت چرخشی ثابت. فرمول قانون پایستگی تکانه زاویهای را میتوان با اصلاح فرمول قانون دوم حرکت نیوتن برای تکانه زاویهای به صورت ریاضی استخراج کرد.
اگر نیروی برآیندی بر جسمی با جرم m وارد شود، آن جسم با شتاب a در یک خط مستقیم حرکت میکند. رابطه بین نیروی برآیند، جرم و شتاب از طریق معادله زیر بیان میشود:
این معادله قانون دوم نیوتن است که در کلاس X مورد مطالعه قرار گرفت.
کمیت فیزیکی در حرکت چرخشی برابر است با نیروی برآیند پادا حرکت مستقیم است گشتاور حاصل از نیروکمیت فیزیکی در حرکت چرخشی با برابر است. جرم در حرکت مستقیم است گشتاور اینرسیکمیت فیزیکی در حرکت چرخشی با برابر است. شتاب در حرکت مستقیم است شتاب زاویهای.
۱. سبک محافظهکارانه
اگر کار انجام شده توسط یک نیرو هنگام شروع حرکت یک جسم از موقعیت اولیه خود تا زمانی که جسم به موقعیت اولیه خود بازگردد برابر با صفر باشد، آنگاه نیرو را نیروی پایستار مینامند.
در اینجا چند نمونه از سبکهای محافظهکارانه آورده شده است.
1.1. جاذبه
جسمی را در نظر بگیرید که به صورت عمودی به سمت بالا حرکت میکند تا به حداکثر ارتفاع برسد و سپس به سمت پایین و به موقعیت اولیه خود حرکت میکند. هنگامی که به صورت عمودی به سمت بالا و به اندازه h حرکت میکند، نیروی گرانش در جهت مخالف جابجایی جسم است. از آنجا که نیروی گرانش در جهت مخالف جابجایی جسم است، روی جسم کار منفی انجام میدهد.
W = wh cos (180o) = – wh = – میلیگرم در ساعت
اصطکاک ایستایی نیروی اصطکاکی است که بر سطوح اجسامی که با یکدیگر در تماس هستند، هنگامی که اجسام در حال حرکت نیستند، وارد میشود.
اصطکاک جنبشی نیروی اصطکاکی است که هنگام حرکت اجسام، روی سطوح اجسامی که با یکدیگر در تماس هستند، عمل میکند.
اگر میخواهید نیروی اصطکاک ایستایی را تعیین کنید، از معادله ۱.۵ الف استفاده کنید. اگر میخواهید ضریب اصطکاک جنبشی را تعیین کنید، از معادله ۱.۵ ب استفاده کنید.
انرژی جنبشی مواد در حرکت چرخشی
اجسامی که در یک خط مستقیم حرکت میکنند، انرژی جنبشی که با استفاده از فرمول قابل محاسبه است:
EK = ½ میلی ولت2
اطلاعات:
EK = انرژی جنبشی (واحدهای بینالمللی کیلوگرم بر متر مکعب هستند)2/s2 یا ژول)
m = جرم (واحد بینالمللی کیلوگرم است که به اختصار kg نامیده میشود)
v = سرعت (واحد بینالمللی متر بر ثانیه است که به اختصار m/s نامیده میشود)
کمیت فیزیکی در حرکت چرخشی برابر است با جرم (متر) پادا حرکت مستقیم است گشتاور اینرسی (من)کمیت فیزیکی در حرکت چرخشی با برابر است. سرعت (v) در حرکت چرخشی است سرعت زاویهایبنابراین، جسمی که میچرخد، انرژی جنبشی دارد که میتوان آن را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
انرژی جنبشی و فیزیک مواد کار
اگر نیروی خالصی بر جسمی وارد شود، آن جسم شتاب (و جابجایی) میگیرد. وقتی جسمی شتاب میگیرد، سرعت آن تغییر میکند. میتوان گفت که کار انجام شده توسط نیروی خالص به سرعت اولیه و نهایی جسم مربوط میشود.
کار انجام شده روی یک جسم توسط نیروی کل ثابت:
نیروی کل (W) = نیروی حاصل (F کل) × جابجایی (ثانیه)
قانون دوم نیوتن بیان میکند که اگر نیروی کلی بر جسمی وارد شود، آن جسم شتاب خواهد گرفت.
۹ نمونه از سوالات تجاری
۱. نیرویی معادل ۲۰ نیوتن به یک بلوک وارد میشود تا بلوک مسافت ۲ متر را طی کند. کار انجام شده توسط نیروی F روی بلوک برابر است با…
پمباهاسان
شناخته شده است :
نیرو (F) = 20 نیوتن
جابجایی (ها) = ۴ متر
زاویه = ۰ (جهت نیرو با جهت جابجایی یکسان است یا جهت نیرو با جهت جابجایی منطبق است به طوری که زاویه تشکیل شده توسط نیرو و جابجایی صفر است)
شرط اول تعادل جسم صلب :
قانون دوم نیوتن بیان میکند که اگر برآیند نیروهای وارد بر یک جسم (جسم به عنوان یک ذره در نظر گرفته میشود) برابر با صفر نباشد، آن جسم با شتاب ثابت حرکت خواهد کرد، به طوری که جهت حرکت جسم با جهت نیروی برآیند یکسان باشد. اگر برآیند نیرو صفر باشد، جسم در حالت سکون است یا با سرعت ثابت حرکت میکند.
