ថាមពលមេកានិច - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ
១. មេគុណ កកិតចលនា រវាងប្លុក និងកម្រាលឥដ្ឋ (μk ) គឺ 0.5។ តើ ការផ្លាស់ទីលំនៅ របស់វត្ថុមួយ ជាអ្វី ? សន្ទុះដោយសារទំនាញផែនដី គឺ 10 ម៉ែត្រ/ វិនាទី ។
ស្គាល់៖
មេគុណកកិតចលនា (μk ) = 0.5
ម៉ាស់ ប្លុក (ម.ម) = 4 គីឡូក្រាម
ការបង្កើនល្បឿនដោយសារទំនាញផែនដី (g) គឺ 10 m/s 2
ទម្ងន់ នៃប្លុក (w) = mg = (4)(10) = 40 ញូតុន
ប្រសិនបើប្លុកនៅលើប្លង់ផ្ដេក នោះកម្លាំងធម្មតា (N) = ទម្ងន់ (w) = 40 ញូតុន។
ប្រសិនបើប្លុកនៅលើប្លង់ផ្ដេក នោះកម្លាំងធម្មតា (N) = ទម្ងន់ (w) = 40 ញូតុន។
ល្បឿនដំបូង (v1 ) = 5 ម៉ែត្រ/វិនាទី
ល្បឿនចុងក្រោយ (v2 ) = 0 ម៉ែត្រ/វិនាទី
ចង់បាន៖ ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វត្ថុ (ឃ)?
ដំណោះស្រាយ៖
គោលការណ៍ថាមពលការងារ-មេកានិចចែងថា ការងារ (W) ដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងមិនអភិរក្សគឺដូចគ្នានឹងការប្រែប្រួលថាមពលមេកានិចរបស់វត្ថុមួយ។ ការប្រែប្រួលថាមពលមេកានិច = ថាមពលមេកានិចចុងក្រោយ - ថាមពលមេកានិចដំបូង។
កម្លាំងកកិតចលនាគឺជាកម្លាំងមិនអភិរក្សមួយក្នុងចំណោមកម្លាំងមិនអភិរក្ស ហើយជាកម្លាំងមិនអភិរក្សតែមួយគត់ដែលធ្វើសកម្មភាពលើប្លុក។
W = ΔME
fkd = ME2 – ME1
ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកម្លាំងកកិតចលនា៖
W = fk d = (μk ) (N)(d) = (0.5)(40)(d) = 20 d
ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលមេកានិច៖
ΔME = ME 2 – ME 1 = (KE + PE) 2 – (KE + PE) 1
វត្ថុផ្លាស់ទីតាមបណ្តោយប្លង់ផ្ដេក ហើយគ្មានការផ្លាស់ប្តូរកម្ពស់ទេ (Δh = 0) ដូច្នេះមិនមានការផ្លាស់ប្តូរ ថាមពលសក្តានុពលទំនាញ ទេ (ΔPE = PE 2 – PE 1 = 0)។ ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរថាមពលមេកានិច គ្រាន់តែ ពាក់ព័ន្ធនឹងការផ្លាស់ប្តូរ ថាមពលចលនា ប៉ុណ្ណោះ។
ΔME = KE 2 – KE 1 = ½ mv 2 2 – ½ mv 1 2 = ½ m (v 2 2 – v 1 2 )
Δ M E = ½ (4)(0 2 – 5 2 ) = (2)(25) = 50
ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ប្លុក៖
W = ΔME
១១២ វិ = ៨
ស = ៥០ / ២០
s = 2.5 ម៉ែត្រ
គោលការណ៍នៃ ការអភិរក្សថាមពលមេកានិច
២. វត្ថុ A និងវត្ថុ B មានម៉ាស់ដូចគ្នា។ វត្ថុ A ធ្លាក់ដោយសេរីពីកម្ពស់ h ម៉ែត្រ ហើយវត្ថុ B ធ្លាក់ដោយសេរីពីកម្ពស់ 2h ម៉ែត្រ។ ប្រសិនបើវត្ថុ A ធ្លាក់ដល់ដីក្នុងល្បឿន vm/s តើថាមពលចលនារបស់វត្ថុ B ជាអ្វីនៅពេលវាធ្លាក់ដល់ដី?
ដំណោះស្រាយ៖
ល្បឿនចុងក្រោយរបស់វត្ថុ B ពេលធ្លាក់ដោយសេរីពីកម្ពស់ 2h៖
v 2 = 2 ក្រាម (2 ម៉ោង) = 4 ក្រាម
ថាមពលចលនារបស់វត្ថុ B៖
TO B = ½ mv 2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– សមីការ 1
ថាមពលមេកានិចដំបូងនៃវត្ថុ B = ថាមពលសក្តានុពលទំនាញ = mg · h ។
ថាមពលមេកានិចចុងក្រោយនៃវត្ថុ B = ថាមពលចលនា = ½ mv2 ។
គោលការណ៍នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិច៖
mgh = ½ mv 2
ដោយសារ mgh = ½ mv2 នោះ យើងអាចប្តូរ mgh ក្នុងសមីការទី 1 ដោយប្រើ ½ mv2 ។
ថាមពលចលនារបស់វត្ថុ B = 2 mgh = 2(½ mv 2 ) = mv 2
៣. វត្ថុមួយធ្លាក់ដោយសេរីពីកម្ពស់ 20 ម៉ែត្រ។ សន្ទុះដោយសារទំនាញផែនដីគឺ 10 ម៉ែត្រ/វិនាទី។ តើល្បឿនរបស់វត្ថុនៅកម្ពស់ 15 ម៉ែត្រពីលើដីមានប៉ុន្មាន?
ដំណោះស្រាយ៖
ថាមពលមេកានិចចុងក្រោយ = ថាមពលមេកានិចដំបូង
ថាមពលចលនានៅចំណុចទី 2 = ការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលទំនាញរហូតដល់ 5 ម៉ែត្រ។
៤. ប្លុកមួយត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីផ្នែកខាងលើនៃប្លង់ទ្រេតរលោង។ តើល្បឿនរបស់ប្លុកនៅពេលវាធ្លាក់ដល់ដីមានប៉ុន្មាន?
ដំណោះស្រាយ៖
ថាមពលមេកានិចដំបូង = ថាមពលសក្តានុពលទំនាញ = mgh = m (10)(5) = 50 ម៉ែត្រ
ថាមពលមេកានិចចុងក្រោយ = ថាមពលចលនា = 1/2 mv 2
គោលការណ៍នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិច ចែងថា ថាមពលមេកានិចដំបូង = ថាមពលមេកានិចចុងក្រោយ។
ME o = ME t
៥០ ម៉ែត្រ = ១/២ ម៉ាយវ៉ុល ២
៥០ = ១/២ វ៉ ២
២ (៥០) = វិ ២
១០០ = វី ២
v = 10 ម៉ែត្រ/វិនាទី
5.
ប្លុកមួយដែលមានម៉ាស់ m-kg បញ្ចេញពីកម្ពស់ h ម៉ែត្រពីលើដី ដូចបង្ហាញក្នុងរូបខាងក្រោម។ ចូរកំណត់សមាមាត្រនៃថាមពលសក្តានុពលទៅនឹងថាមពលចលនា (KE) នៅចំណុច M។
ដំណោះស្រាយ៖
ថាមពលសក្តានុពលទំនាញនៅចំណុច M៖
PE M = មីលីក្រាម (0.3 ម៉ោង)
ថាមពលចលនានៅចំណុច m = ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលទំនាញដល់ h-0.3h = 0.7h
KE M = PE = មីលីក្រាម (០,៧ ម៉ោង)
សមាមាត្រនៃថាមពលសក្តានុពលទំនាញទៅនឹងថាមពលចលនានៅចំណុច M៖
PE M : KE M
មីលីក្រាម (០,៣ ម៉ោង) : មីលីក្រាម (០,៧ ម៉ោង)
0.3: 0.7
3: 7
៦. ប្រសិនបើ PE Q និង KE Q មានថាមពលសក្តានុពល និងថាមពលចលនានៅចំណុច Q (g = 10 m/s 2 ) នោះ PE Q : KE Q =…
ដំណោះស្រាយ៖
ថាមពលសក្តានុពលទំនាញនៅចំណុច Q៖
PE Q = mgh = (m)(10)(1.8) = 18 ម៉ែត្រ
ថាមពលចលនានៅចំណុច Q = ការប្រែប្រួលថាមពលសក្តានុពលទំនាញរហូតដល់ 5-1.8 = 3.2 ម៉ែត្រ
TO Q = PE = mgh = m (10)(3.2) = 32 ម៉ែត្រ
សមាមាត្រនៃថាមពលសក្តានុពលទំនាញទៅនឹងថាមពលចលនានៅចំណុច Q៖
សំណួរសម្រាប់អ្នកដទៃ : សំណួរ សម្រាប់អ្នក ដទៃ
១៨ ម៉ែត្រ : ៣២ ម៉ែត្រ
18: 32
9: 16
- តើថាមពលមេកានិចជាអ្វី? ចម្លើយថាមពលមេកានិច គឺជាផលបូកនៃថាមពលសក្តានុពល និងថាមពលចលនានៅក្នុងប្រព័ន្ធមួយ។ វាតំណាងឱ្យបរិមាណថាមពលសរុបដែលទាក់ទងនឹងចលនា និងទីតាំងរបស់វត្ថុមួយ។
- តើថាមពលចលនាខុសពីថាមពលសក្តានុពលយ៉ាងដូចម្តេច? ចម្លើយថាមពលចលនាគឺជាថាមពលនៃចលនា ខណៈដែលថាមពលសក្តានុពលគឺជាថាមពលដែលរក្សាទុកដោយសារទីតាំង ឬការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធរបស់វត្ថុ។ ឧទាហរណ៍ រថយន្តដែលកំពុងធ្វើចលនាមានថាមពលចលនា ខណៈដែលស្ព្រីងដែលលាតសន្ធឹង ឬវត្ថុដែលនៅកម្ពស់ក្នុងដែនទំនាញមានថាមពលសក្តានុពល។
- តើថាមពលមេកានិចតែងតែត្រូវបានអភិរក្សដែរឬទេ? ចម្លើយនៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិតដ៏ល្អមួយដែលគ្មានកម្លាំងខាងក្រៅ ថាមពលមេកានិចត្រូវបានរក្សាទុក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងស្ថានភាពពិភពពិត ថាមពលទម្រង់ផ្សេងទៀតដូចជាថាមពលកម្ដៅ ឬថាមពលសំឡេងអាចចូលមកដើរតួនាទីដោយសារតែការកកិត ឬកម្លាំងមិនអភិរក្សផ្សេងទៀត ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃថាមពលមេកានិចសរុប។
- តើការអភិរក្សថាមពលមេកានិចជួយដោះស្រាយបញ្ហាយ៉ាងដូចម្តេច? ចម្លើយនៅពេលដែលថាមពលមេកានិចត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងប្រព័ន្ធមួយ (គ្មានកម្លាំងមិនអភិរក្សដូចជាកម្លាំងកកិត) ថាមពលសរុបនៅដើមគឺស្មើនឹងថាមពលសរុបនៅចុង។ គោលការណ៍នេះអនុញ្ញាតឱ្យយើងភ្ជាប់ថាមពលសក្តានុពល និងថាមពលចលនានៅចំណុចផ្សេងៗគ្នាក្នុងពេលវេលា ដែលធ្វើឱ្យដំណើរការដោះស្រាយបញ្ហាមានភាពសាមញ្ញ។
- តើមានអ្វីកើតឡើងចំពោះថាមពលមេកានិចរបស់បាល់ នៅពេលដែលវាត្រូវបានគប់ឡើងលើ ហើយឈប់មួយភ្លែត មុនពេលធ្លាក់ចុះ? ចម្លើយ៖ នៅពេលដែលបាល់ឡើងលើ ថាមពលចលនារបស់វាថយចុះ ខណៈពេលដែលថាមពលសក្តានុពលរបស់វាកើនឡើង។ នៅចំណុចកំពូល ថាមពលមេកានិចទាំងអស់របស់វាគឺជាថាមពលសក្តានុពល។ នៅពេលដែលវាធ្លាក់ចុះ ដំណើរការនេះនឹងបញ្ច្រាស់។ នៅក្នុងសេណារីយ៉ូដ៏ល្អមួយដែលគ្មានការទប់ទល់នឹងខ្យល់ ថាមពលមេកានិចសរុបរបស់បាល់នៅតែថេរពេញមួយដំណើររបស់វា។
- តើវត្ថុមួយអាចមានទាំងថាមពលចលនា និងថាមពលសក្តានុពលក្នុងពេលតែមួយបានទេ? ចម្លើយ៖ មែនហើយ វត្ថុមួយអាចមានថាមពលទាំងពីរទម្រង់ក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ ឧទាហរណ៍ ប៉ោលមួយនៅចំណុចកណ្តាលនៃការយោលរបស់វាមានថាមពលចលនាដោយសារតែចលនារបស់វា និងថាមពលសក្តានុពលដោយសារតែកម្ពស់របស់វាខ្ពស់ជាងចំណុចទាបបំផុតរបស់វា។
- តើរទេះរុញបង្ហាញពីការអភិរក្សថាមពលមេកានិចយ៉ាងដូចម្តេច? ចម្លើយរថភ្លើងរំកិលចាប់ផ្តើមដោយថាមពលសក្តានុពលនៅចំណុចខ្ពស់បំផុតរបស់វា។ នៅពេលវាចុះមក ថាមពលសក្តានុពលនេះនឹងបំលែងទៅជាថាមពលចលនា ដែលធ្វើឱ្យរថភ្លើងរំកិលបង្កើនល្បឿន។ នៅពេលវាឡើងម្តងទៀត ថាមពលចលនាថយចុះ ខណៈពេលដែលថាមពលសក្តានុពលកើនឡើង។ ដោយមិនអើពើនឹងការកកិត និងភាពធន់នឹងខ្យល់ ថាមពលមេកានិចសរុបនៅតែថេរស្ទើរតែទាំងអស់។
- តើកត្តាអ្វីខ្លះដែលអាចនាំឱ្យបាត់បង់ថាមពលមេកានិចនៅក្នុងប្រព័ន្ធពិភពពិត? ចម្លើយការកកិត ភាពធន់នឹងខ្យល់ និងការបង្កើតសំឡេង គឺជាកត្តាមួយចំនួនដែលអាចនាំឱ្យមានការបាត់បង់ថាមពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធពិភពពិត។ ថាមពលមិនត្រូវបានបំផ្លាញទេ (ដោយសារតែច្បាប់អភិរក្សថាមពល) ប៉ុន្តែត្រូវបានបំលែងទៅជាទម្រង់ផ្សេងទៀតដូចជាកំដៅ ឬសំឡេង។
- តើទំនាក់ទំនងរវាងការងារ និងថាមពលមេកានិចជាអ្វី? ចម្លើយការងារដែលធ្វើឡើងលើប្រព័ន្ធដោយកម្លាំងខាងក្រៅអាចនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរថាមពលមេកានិចរបស់ប្រព័ន្ធ។ តាមន័យគណិតវិទ្យា ការងារគឺស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលមេកានិច។
-
ប្រសិនបើថាមពលសក្តានុពលទំនាញទាក់ទងទៅនឹងចំណុចយោង តើយើងអាចវាស់វែងការប្រែប្រួលនៅក្នុងវាជាប់លាប់ដោយរបៀបណា? ចម្លើយ ៖ ខណៈពេលដែលតម្លៃដាច់ខាតនៃថាមពលសក្តានុពលទំនាញពិតជាអាស្រ័យលើជម្រើសនៃចំណុចយោង ការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពល (ដូចជាពេលដែលវត្ថុមួយត្រូវបានលើកឡើង ឬបន្ទាបចុះ) គឺស្របគ្នាដោយមិនគិតពីចំណុចយោង។ ដូច្នេះ យើងតែងតែផ្តោតលើការប្រែប្រួលនៃថាមពលសក្តានុពលជាជាងតម្លៃដាច់ខាត។
