Prionsabal fuinnimh oibre-mheicniúil
Deir an teoirim oibre-fuinnimh chinéiteach go bhfuil an glanobair nó an obair a dhéanann an glanfhórsa cothrom leis an athrú san fhuinneamh cinéiteach.
Glanmhéid W = GO t – GO o = 1⁄2 m(v t 2 – v o 2 )
W glan = Tá dhá chineál fórsa ann, eadhon fórsa coimeádach, agus fórsa neamhchoimeádach. Dá bhrí sin, is féidir a mheas gur obair ghlan í an obair a dhéanann fórsa coimeádach agus an obair a dhéanann fórsa neamhchoimeádach.
W c + W nc = ΔKE
Is ionann an obair a dhéanann fórsa coimeádach agus an t-athrú diúltach i bhfuinneamh poitéinsiúil:
W c = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
W nc = ΔPE + ΔKE
Wnc = ΔME
Deir an chothromóid thuas go bhfuil an obair a dhéanann fórsa neamhchoimeádach ar réad cothrom leis an athrú i bhfuinneamh meicniúil an réada. Fuinneamh meicniúil = fuinneamh poitéinsiúil + fuinneamh cinéiteach. Is féidir le fuinneamh poitéinsiúil foirm fuinnimh phoitéinsiúil imtharraingthe nó fuinnimh phoitéinsiúil leaisteach a ghlacadh.
Ceist shamplach: An teoirim oibre-fuinnimh mheicniúil
Bogann bosca 2 kg ar luas 10 m/s ar dtús. Go gairid ina dhiaidh sin, stopann an bosca. Is é 0.2 comhéifeacht na frithchuimilte cinéiteach idir an bosca agus an t-urlár. Is é 10 m/s² an luasghéarú imtharraingthe . Cé mhéad atá díláithriú an bhosca?
Plé:
Aitheanta: m = 2 kg, v o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 Niútan,
Ceistithe: méid díláithrithe an bhosca (s)
An teoirim oibre-fuinnimh mheicniúil:
W nc = ΔME
W nc = ΔPE + ΔKE
Fanann an airde (h) tairiseach nó níl aon athrú ar an airde, mar sin níl aon athrú ar an bhfuinneamh poitéinsiúil imtharraingteach.
Wnc = ΔKE
Is é an obair a dhéanann an fórsa frithchuimilte cinéiteach ná:
W nc = – f k s = μ k N -s = μ k w -s = μ k mg -s
W nc = – (0.2)(2)(10)(s) = – (4)(s)
Déanann an fórsa frithchuimilte cinéiteach obair dhiúltach (tá an fórsa frithchuimilte cinéiteach sa treo eile ó dhíláithriú an réada)
Athrú sa fhuinneamh cinéiteach:
ΔKE = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
Díláithriú an réada:
W nc = ΔKE
– (4)(í) = – 100
s = – 100 / – 4 = 25 méadar
20 ceist agus freagra coincheapúla faoin bprionsabal oibre-fuinnimh mheicniúil:
1. Ceist: Cad é prionsabal na hoibre-fuinnimh mheicniúil? Freagra: Deir prionsabal na hoibre-fuinnimh mheicniúil go bhfuil an obair a dhéantar ar réad cothrom leis an athrú ina fhuinneamh meicniúil.
2. Ceist: Conas a shainmhínítear obair sa fhisic? Freagra: Sainmhínítear obair mar thoradh an fhórsa a chuirtear i bhfeidhm ar réad agus an fad a ghluaiseann sé i dtreo an fhórsa.
3. Ceist: Cad is fuinneamh meicniúil ann? Freagra: Is éard atá i bhfuinneamh meicniúil ná fuinneamh cinéiteach agus fuinneamh poitéinsiúil réada.
4. Ceist: In éagmais fórsaí neamhchoimeádacha, cad is féidir a rá faoin bhfuinneamh meicniúil iomlán i gcóras dúnta? Freagra: Fanann an fuinneamh meicniúil iomlán tairiseach.
5. Ceist: Tabhair sampla de fhórsa coimeádach. Freagra: Is sampla de fhórsa coimeádach é fórsa imtharraingthe.
6. Ceist: Cén difríocht atá idir fuinneamh poitéinsiúil agus fuinneamh cinéiteach? Freagra: Is é an fuinneamh poitéinsiúil an fuinneamh mar gheall ar shuíomh, amhail airde os cionn na talún, agus is é an fuinneamh cinéiteach mar gheall ar ghluaiseacht.
7. Ceist: Cén gaol atá idir an obair a dhéanann fórsa coimeádach agus fuinneamh poitéinsiúil? Freagra: Is ionann an obair a dhéanann fórsa coimeádach agus an t-athrú diúltach san fhuinneamh poitéinsiúil.
9. Ceist: Conas a mhíníonn prionsabal na hoibre-fuinnimh mheicniúil tiontú fuinnimh phoitéinsil go fuinneamh cinéiteach i réad atá ag titim go saor? Freagra: De réir mar a thiteann réad, laghdaíonn a fhuinneamh poitéinsil agus méadaíonn a fhuinneamh cinéiteach de mhéid coibhéiseach, ag coinneáil an fhuinnimh mheicniúil iomlán tairiseach.
10. Ceist: Cad a tharlaíonn d’fhuinneamh meicniúil córais nuair a bhíonn fórsaí neamhchoimeádacha, cosúil le frithchuimilt, ag gníomhú air? Freagra: Laghdaíonn an fuinneamh meicniúil toisc go scaipeann fórsaí neamhchoimeádacha fuinneamh, go minic mar theas.
11. Ceist: An féidir le fuinneamh meicniúil córais méadú? Freagra: Is féidir, nuair a dhéantar obair sheachtrach ar an gcóras.
12. Ceist: Cén gaol atá idir coincheap na hoibre agus fuinneamh? Freagra: Is í an obair an bealach trína n-aistrítear nó a chlaochlaítear fuinneamh i gcóras.
13. Ceist: Má tá réad ag gluaiseacht ar luas tairiseach, cad is féidir a rá faoin obair ghlan a dhéantar air? Freagra: Is ionann an obair ghlan a dhéantar air agus nialas mar nach bhfuil aon luasghéarú ag tarlú.
15. Ceist: Cén fáth a mbíonn fuinneamh poitéinsiúil ag sprionga comhbhrúite? Freagra: Nuair a bhíonn sprionga comhbhrúite, déantar obair air, a stóráiltear mar fhuinneamh poitéinsiúil. Is féidir an fuinneamh seo a scaoileadh nuair a scaoiltear an sprionga.
16. Ceist: Cad é an teoirim oibre-fuinnimh? Freagra: Deir an teoirim oibre-fuinnimh go bhfuil an obair a dhéantar ar réad cothrom leis an athrú ina fhuinneamh cinéiteach.
17. Ceist: Cén gaol atá idir cumhacht agus obair? Freagra: Is é cumhacht an ráta ag a ndéantar obair nó ag a n-aistrítear fuinneamh. Ríomhtar é mar , áit a seasann don obair agus seasann don am.
18. Ceist: An féidir luach diúltach a bheith ag obair? Freagra: Sea, bíonn obair dhiúltach nuair a bhíonn an fórsa agus treo na gluaiseachta os coinne a chéile.
19. Ceist: Más ionann an uillinn idir an fórsa agus treo na gluaiseachta agus 90 céim, cad é an obair a dhéantar? Freagra: Is ionann an obair a dhéantar agus nialas mar nach bhfuil aon chomhpháirt ag an bhfórsa i dtreo na gluaiseachta.
20. Ceist: Cén chaoi a ndéanann meaisín simplí, cosúil le luamhán, an obair níos éasca? Freagra: Ní athraíonn luamhán an obair iomlán a dhéantar ach athraíonn sé an bealach a gcuirtear an fórsa i bhfeidhm, rud a fhágann go bhfuil an tasc níos soláimhsithe nó níos éifeachtaí.
Tá coincheap na hoibre agus prionsabal an fhuinnimh mheicniúil bunúsach sa fhisic agus soláthraíonn siad tuiscint bhunúsach ar an gcaoi a n-aistrítear agus a chlaochlaítear fuinneamh i gcórais éagsúla.
