ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី

អត្ថបទអំពីថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី

មុននឹងសិក្សាប្រធានបទនេះ សូមយល់អំពីការងារ កម្លាំងអភិរក្ស ទំនាក់ទំនងរវាងកម្លាំងអភិរក្សជាមួយនឹង ថាមពលសក្តានុពល កម្លាំងអគ្គិសនី និង ដែនអគ្គិសនីជាមុនសិន។

កម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស

បន្ថែមពីលើកម្លាំងទំនាញ និងកម្លាំងស្ព្រីង ឧទាហរណ៍មួយទៀតនៃកម្លាំងអភិរក្សគឺកម្លាំងអគ្គិសនី។ ដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់ពីមូលហេតុដែលកម្លាំងអគ្គិសនីត្រូវបានគេហៅថាកម្លាំងអភិរក្ស សូមយល់ពីការពន្យល់ខាងក្រោម។

ឧបមាថាមានបន្ទះដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីពីរដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព បន្ទះខាងឆ្វេងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយបន្ទះខាងស្តាំមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ព្រួញរវាងបន្ទះទាំងពីរគឺជាខ្សែដែនអគ្គិសនីដែលចេញពីបន្ទុកវិជ្ជមានឆ្ពោះទៅរកបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ បន្ទុកវិជ្ជមានមួយស្ថិតនៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាន។

វត្តមាននៃដែនអគ្គិសនីបណ្តាលឱ្យបន្ទុកវិជ្ជមានជួបប្រទះនឹងកម្លាំងអគ្គិសនីក្នុងទិសដៅនៃដែនអគ្គិសនី ដូច្នេះបន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវបានបង្កើនល្បឿនទៅខាងស្តាំឆ្ពោះទៅរកបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីទៅខាងស្តាំ ក្នុងទិសដៅនៃចលនានៃបន្ទុក ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីបង្កើតការងារវិជ្ជមានលើបន្ទុក។ តាមគណិតវិទ្យា ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុកវិជ្ជមានគឺ W = F d = q E d ដែល W = ការងារ, F = កម្លាំងអគ្គិសនី, d = ចម្ងាយរវាងបន្ទះទាំងពីរ, q = បន្ទុកវិជ្ជមាន, E = ដែនអគ្គិសនី។

បន្ទាប់ពីទៅដល់ជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ប្រសិនបើបន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមរបស់វានៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន កម្លាំងខាងក្រៅត្រូវបានទាមទារ។ នៅពេលដែលបន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវបានផ្លាស់ទីទៅខាងឆ្វេងឆ្ពោះទៅរកបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន កម្លាំងអគ្គិសនីនៅតែដឹកនាំទៅខាងស្តាំ ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីបង្កើតការងារអវិជ្ជមានលើបន្ទុក។ តាមគណិតវិទ្យា ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុកវិជ្ជមានគឺ W = – F d = – q E d។

ការងារសរុបដែលកម្លាំងអគ្គិសនីធ្វើលើបន្ទុកវិជ្ជមាន នៅពេលដែលបន្ទុកផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ បន្ទាប់មកផ្លាស់ទីម្តងទៀតទៅខាងឆ្វេងទៅកាន់ទីតាំងដើមរបស់វាគឺ W = q E d – q E d = 0។ ប្រសិនបើការងារសុទ្ធត្រូវបានធ្វើឡើងដោយកម្លាំងលើវត្ថុ នៅពេលដែលវត្ថុផ្លាស់ទីឆ្ងាយពីទីតាំងដើមរបស់វា ហើយបន្ទាប់មកត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមវិញ ស្មើនឹងសូន្យ នោះកម្លាំងនោះគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស។ ដោយផ្អែកលើការពន្យល់ខាងលើ វាអាចសន្និដ្ឋានបានថាកម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស។

កម្លាំងអគ្គិសនី និងថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី

ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអភិរក្សគឺទាក់ទងទៅនឹងការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពល។ ឧទាហរណ៍ ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងទំនាញលើវត្ថុម៉ាស់មួយ ផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលទំនាញនៃវត្ថុម៉ាស់។ ដូចគ្នានេះដែរ ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីក្នុងបន្ទុកអគ្គិសនី ផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុក។

បន្ទុកវិជ្ជមាននៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នា

រូបភាពពីរខាងក្រោមបង្ហាញពីឧទាហរណ៍នៃការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអភិរក្សដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងថាមពលសក្តានុពល។ ការពន្យល់អំពីការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងទំនាញផែនដី និងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងថាមពលសក្តានុពលទំនាញត្រូវបានប្រើជាការប្រៀបធៀប។

ដើម្បីសម្រួលដល់ការយល់ដឹងអំពីការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនី និងការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី។

រូបភាពនៅខាងឆ្វេងបង្ហាញវត្ថុមួយធ្លាក់មកលើផ្ទៃដីដោយសេរី។ នៅពេលនៅផ្នែកខាងលើ វត្ថុមានថាមពលសក្តានុពលទំនាញអតិបរមា។ នៅពេលផ្លាស់ទីចុះក្រោម កម្លាំងទំនាញធ្វើសកម្មភាពលើវត្ថុ។ ទិសដៅនៃកម្លាំងទំនាញគឺដូចគ្នានឹងទិសដៅនៃចលនារបស់វត្ថុដែលធ្លាក់ចុះ ដូច្នេះកម្លាំងទំនាញធ្វើការងារវិជ្ជមាន។ នៅពេលបង្កើនល្បឿនចុះក្រោម កម្ពស់របស់វត្ថុថយចុះ ដូច្នេះថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វត្ថុថយចុះ។ នៅពេលមកដល់ដី ថាមពលសក្តានុពលទំនាញគឺអប្បបរមា។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងទំនាញលើវត្ថុ កាត់បន្ថយថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វត្ថុ។ ថាមពលសក្តានុពលទំនាញមិនបាត់បង់ទេ ប៉ុន្តែផ្លាស់ប្តូរទៅជាថាមពលចលនា ដែលត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយការកើនឡើងនៃល្បឿនរបស់វត្ថុនៅពេលដែលវាផ្លាស់ទីចុះក្រោម។

រូបភាពនៅខាងស្តាំបង្ហាញពីបន្ទុកវិជ្ជមាននៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ នៅពេលនៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីមានតម្លៃអតិបរមា។ វត្តមាននៃដែនអគ្គិសនីរវាងបន្ទះទាំងពីរបណ្តាលឱ្យបន្ទុកត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដោយកម្លាំងអគ្គិសនីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលបន្ទុកផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ កម្លាំងអគ្គិសនីក៏ស្ថិតនៅក្នុងទិសដៅនៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់បន្ទុកទៅខាងស្តាំផងដែរ ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីបង្កើតការងារវិជ្ជមាន។ ក្នុងអំឡុងពេលផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ ថាមពលចលនានៃបន្ទុកកើនឡើង ខណៈពេលដែលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីថយចុះ។

ពេលមកដល់ជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ថាមពលអគ្គិសនីដែលមានសក្តានុពលមានតម្លៃអប្បបរមា។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុក កាត់បន្ថយថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុក។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើបន្ទុកវិជ្ជមានត្រូវបានផ្លាស់ទីត្រឡប់ទៅទីតាំងដើមវិញ នោះទិសដៅនៃបន្ទុកនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅខាងឆ្វេង ផ្ទុយពីទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីទៅខាងស្តាំ។ ដោយសារតែទិសដៅផ្ទុយ កម្លាំងអគ្គិសនីបង្កើតការងារអវិជ្ជមានលើបន្ទុកវិជ្ជមាន។ នៅពេលផ្លាស់ទីទៅខាងឆ្វេង ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីកើនឡើង។ ដូច្នេះ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារអវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីលើបន្ទុក បង្កើនថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុក។

បន្ទុកអវិជ្ជមាននៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នា

មិនដូចបន្ទុកវិជ្ជមានទេ បន្ទុកអវិជ្ជមានមានថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីអតិបរមានៅពេលដែលវានៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន និងថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីអប្បបរមានៅពេលដែលនៅជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ជាធម្មតា បន្ទុកអគ្គិសនីផ្លាស់ទីពីសក្តានុពលខ្ពស់ទៅសក្តានុពលទាប ដូច្នេះបន្ទុកអវិជ្ជមានក៏ផ្លាស់ទីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានផងដែរ។ ទិសដៅនៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់បន្ទុកអវិជ្ជមានគឺទៅខាងឆ្វេង ខណៈពេលដែលទិសដៅនៃកម្លាំងអគ្គិសនីគឺទៅខាងស្តាំ ដូច្នេះកម្លាំងអគ្គិសនីបង្កើតការងារអវិជ្ជមាន។ នៅពេលផ្លាស់ទីទៅខាងឆ្វេង ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកអវិជ្ជមានថយចុះ ហើយមានតម្លៃអប្បបរមានៅពេលដែលបន្ទុកអវិជ្ជមានមកដល់ជិតបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការងារអវិជ្ជមានដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងអគ្គិសនីកាត់បន្ថយថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីមិនបាត់បង់ទេ ប៉ុន្តែផ្លាស់ប្តូរទៅជាថាមពលចលនា ដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការបង្កើនល្បឿននៃបន្ទុកនៅពេលផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។

ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នា

ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកមួយ នៅពេលដែលបន្ទុកស្ថិតនៅក្នុងទីតាំងជាក់លាក់មួយ តម្លៃរបស់វាមិនអាចដឹងបានទេ។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើបន្ទុកផ្លាស់ទីពីកន្លែងមួយទៅកន្លែងមួយទៀត អាចត្រូវបានគណនាពីការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុក។ ដូច្នេះ អ្វីដែលមានន័យគឺការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពល។ ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី (ΔEP) អាចត្រូវបានដឹងនៅពេលដែលបន្ទុកវិជ្ជមានផ្លាស់ទីពីសក្តានុពលខ្ពស់ (បន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន) ទៅសក្តានុពលទាប (បន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន)។

សម្រាប់ការប្រៀបធៀប នៅពេលដែលស្វាយស្ថិតនៅលើដើមរបស់វា ស្វាយមានថាមពលសក្តានុពលទំនាញ ប៉ុន្តែតម្លៃរបស់វាមិនអាចដឹងបានទេ។ ប្រសិនបើផ្លែស្វាយត្រូវបានបង្កើនល្បឿនដល់ដីដោយកម្លាំងទំនាញ ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់ស្វាយអាចត្រូវបានដឹងតាមរយៈការគណនាដោយប្រើរូបមន្ត W = ΔEP = mgh,

ដែល m = ម៉ាស, g = សំទុះទំនាញ, h = ចម្ងាយរវាងដើមស្វាយ និងផ្ទៃផែនដី។

ដូចគ្នានេះដែរ ការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកមួយអាចត្រូវបានដឹងនៅពេលដែលកម្លាំងអគ្គិសនីបង្កើនល្បឿនបន្ទុកពីចំណុចមួយទៅចំណុចមួយទៀត។ ដូចដែលបានពន្យល់ពីមុន ប្រសិនបើបន្ទុកវិជ្ជមានផ្លាស់ទីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន

ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត W = ΔEP = q E d ដែល q = បន្ទុកអគ្គិសនី E = ដែនអគ្គិសនី និង d = ចម្ងាយរវាងកន្លែងមួយ និងកន្លែងមួយទៀត។ ដូចគ្នានេះដែរ ប្រសិនបើបន្ទុកអវិជ្ជមានផ្លាស់ទីពីបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានទៅបន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ការកើនឡើងនៃថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកអវិជ្ជមានត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត W = ΔEP = q E d។

ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៃបន្ទុកចំណុចពីរ

ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីមិនត្រឹមតែត្រូវបានជួបប្រទះដោយបន្ទុកនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដូចគ្នាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយបន្ទុកអគ្គិសនីតែមួយផងដែរ។ ឧបមាថាមានបន្ទុក Q តែមួយដែលបង្កើតដែនអគ្គិសនី ហើយបន្ទុក q មានចម្ងាយ r ពីបន្ទុក Q។

Q = បន្ទុកអគ្គិសនីដែលបង្កើតជាដែនអគ្គិសនី

q = បន្ទុកអគ្គិសនីដែលត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីដែលបង្កើតឡើងដោយបន្ទុក Q

d = r = ចម្ងាយនៃបន្ទុក q ពីបន្ទុក Q ។

ប្រសិនបើបន្ទុកទាំងពីរមានសញ្ញា + ឬ - ដូចគ្នា នោះបន្ទុកទាំងពីរនឹងរុញច្រានគ្នាទៅវិញទៅមក ឬនៅឱ្យឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមក ដើម្បីឱ្យការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលមានភាពវិជ្ជមាន (ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីកើនឡើង)។ នេះគឺដូចជាវត្ថុម៉ាស់មួយដែលផ្លាស់ទីឡើងលើឆ្ងាយពីផែនដី ដើម្បីឱ្យកម្ពស់របស់វា និងថាមពលសក្តានុពលទំនាញកើនឡើង។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើសញ្ញានៃបន្ទុកទាំងពីរមិនដូចគ្នា បន្ទុកទាំងពីរទាញគ្នាទៅវិញទៅមក ឬខិតជិតគ្នាទៅវិញទៅមក ដើម្បីឱ្យការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលមានលក្ខណៈអវិជ្ជមាន (ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីត្រូវបានកាត់បន្ថយ)។ នេះគឺដូចជាវត្ថុម៉ាស់មួយដែលផ្លាស់ទីចុះក្រោមខិតជិតផ្ទៃផែនដី ដើម្បីឱ្យកម្ពស់របស់វា និងថាមពលសក្តានុពលទំនាញត្រូវបានកាត់បន្ថយ។

កម្លាំងអគ្គិសនីគឺជាកម្លាំងអភិរក្ស ដូច្នេះរូបរាងនៃផ្លូវបន្ទុកមិនប៉ះពាល់ដល់ការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីទេ។ អ្វីដែលមានឥទ្ធិពលលើតម្លៃនៃការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី គឺទីតាំងដំបូង និងទីតាំងចុងក្រោយនៃបន្ទុក។

នៅលើប្រធានបទបន្ទាប់នឹងត្រូវបានសិក្សាអំពីសក្តានុពលអគ្គិសនី បរិមាណរូបវន្តដែលមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី។