ថាមពលសក្តានុពល - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ

ថាមពលសក្តានុពល - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ

ថាមពលទំនាញទំនាញ

១. ថាមពល ៤៩០០ ជូល ប្រើសម្រាប់លើកវត្ថុមួយដែលមានម៉ាស់ ៥០ គីឡូក្រាមដល់កម្ពស់ h។ តើកម្ពស់ h ជាអ្វី? ការបង្កើនល្បឿនដោយសារទំនាញផែនដី (ក្រាម) = ៩,៨ មីលីវិនាទី^-2.

ស្គាល់៖

ការផ្លាស់ប្តូរ ថាមពលសក្តានុពល (ΔPE) = ៤៩០០ ជូល

អភិបូជា នៃវត្ថុ (ម៉ែត្រ) = 50 គីឡូក្រាម

ការបង្កើនល្បឿនដោយសារទំនាញផែនដី (ក្រាម) = 9.8 ម៉ែត្រ/វិនាទី²

ចង់បាន៖ កម្ពស់ (Δh)

ដំណោះស្រាយ៖

ΔPE = មីលីក្រាម Δh

៤៩០០ = (៥០)(៩.៨) Δh

៤៩០០ = ៤៩០ Δh

Δh = 10 ម៉ែត្រ

ថាមពលសក្តានុពលនិទាឃរដូវ

2. ក្រាហ្វខាងក្រោមបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងកម្លាំង (F) និង x (ការប្រែប្រួលប្រវែង) នៃស្ព្រីង។ ប្រសិនបើការប្រែប្រួលប្រវែងនៃស្ព្រីងគឺ 8 សង់ទីម៉ែត្រ តើថាមពលសក្តានុពលនៃស្ព្រីងជាអ្វី?

ស្គាល់៖

កម្លាំង (F) = 2 ញូតុន

ការប្រែប្រួលប្រវែង 1 (x) = 1 សង់ទីម៉ែត្រ = 1/100 ម៉ែត្រ = 0.01 ម៉ែត្រ

ការប្រែប្រួលប្រវែង 2 = 8 សង់ទីម៉ែត្រ = 8/100 ម៉ែត្រ = 0.08 ម៉ែត្រ

ចង់បាន៖ ថាមពលសក្តានុពលនិទាឃរដូវ

ដំណោះស្រាយ៖

ថេរនៃនិទាឃរដូវ៖

ថាមពលសក្តានុពលនិទាឃរដូវ៖

∆PE = 1/2 kx²

∆PE = 1/2 (200 N/m)(0.08 ម៉ែត្រ)²

∆PE = (100 N/m)(0.0064 ម៉ែត្រ²)

∆PE = 0.64 Nm

៣. ដោយផ្អែកលើតារាងខាងក្រោម F = ទម្ងន់វត្ថុ, ∆L = ការប្រែប្រួលប្រវែងនៃស្ព្រីង។ តើការងារដែលបានធ្វើលើស្ព្រីងគឺជាអ្វី ដូច្នេះការប្រែប្រួលប្រវែងនៃស្ព្រីងគឺ 10 សង់ទីម៉ែត្រ។

ស្គាល់៖

ការប្រែប្រួលប្រវែងនៃស្ព្រីង (∆L) = 10 សង់ទីម៉ែត្រ = 0.1 ម៉ែត្រ

ចង់បាន៖ ការងារដែលបានធ្វើនៅនិទាឃរដូវ

ដំណោះស្រាយ៖

ថេរនៃនិទាឃរដូវ៖

k = F / ∆x = 20 N / 0.04 ម៉ែត្រ = 500 N/ម៉ែត្រ

k = F / ∆x = 30 N / 0.06 ម៉ែត្រ = 500 N/ម៉ែត្រ

k = F / ∆x = 40 N / 0.08 ម៉ែត្រ = 500 N/ម៉ែត្រ

ថេរនៃស្ព្រីងគឺ 500 N/m

ការងារត្រូវបានធ្វើរួចនៅលើស្ព្រីង ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរប្រវែងនៃស្ព្រីងគឺ 10 សង់ទីម៉ែត្រ :

W = 1/2 k ∆L² = 1/2 (500 N/m)(0.1 ម៉ែត្រ)² = (250 N/m)(0.01 ម៉ែត្រ²) = 2.5 N·m = 2.5 ជូល។

៤. ក្រាហ្វខាងក្រោមបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងកម្លាំង (F) និងការប្រែប្រួលប្រវែង (x)។ តើថាមពលសក្តានុពលនៃស្ព្រីងផ្អែកលើក្រាហ្វខាងក្រោមជាអ្វី?

ស្គាល់៖

F = 40 ញូតុន

Δx = 0.08 ម៉ែត្រ

ចង់បាន៖ ថាមពលសក្តានុពលនិទាឃរដូវ

ដំណោះស្រាយ៖

ថេរនៃនិទាឃរដូវ៖

k = F / Δx

ថាមពលសក្តានុពលនិទាឃរដូវ៖

PE = ½ k Δx² = ½ (F/Δx) Δx² = ½ F Δx

PE = ½ (40)(0.08) = (20)(0.08) = 1.6 Joules

1. តើថាមពលសក្តានុពលជាអ្វី?
   • ចម្លើយថាមពលសក្តានុពល គឺជាថាមពលដែលវត្ថុមានដោយសារតែទីតាំង ឬស្ថានភាពរបស់វា។ វាគឺជាថាមពលដែលមានសក្តានុពលក្នុងការងារ ប៉ុន្តែមិនបង្កឱ្យមានចលនានៅពេលនេះទេ។
2. តើថាមពលសក្តានុពលទំនាញអាស្រ័យលើកម្ពស់យ៉ាងដូចម្តេច?
   • ចម្លើយថាមពលសក្តានុពលទំនាញគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកម្ពស់របស់វត្ថុមួយនៅពីលើចំណុចយោង។ រូបមន្តគឺ PE$=mgh$ដែល PE ជាថាមពលសក្តានុពល $m$ គឺជាម៉ាស់ $g$ គឺជាការបង្កើនល្បឿនទំនាញផែនដី និង $h$ គឺកម្ពស់។
3. ហេតុអ្វីបានជាគេនិយាយថា ស្ព្រីងដែលលាតសន្ធឹង ឬបង្ហាប់មានថាមពលសក្តានុពល?
   • ចម្លើយនៅពេលដែលស្ព្រីងត្រូវបានលាតសន្ធឹង ឬបង្ហាប់ចេញពីទីតាំងលំនឹងរបស់វា វារក្សាទុកថាមពល។ ថាមពលនេះមានសក្តានុពលក្នុងការងារនៅពេលដែលស្ព្រីងត្រឡប់ទៅសភាពលំនឹងវិញ។ ថាមពលដែលរក្សាទុកនេះត្រូវបានគេហៅថា ថាមពលសក្តានុពលយឺត។
4. តើថាមពលសក្តានុពលរបស់វត្ថុមួយផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងដូចម្តេច ប្រសិនបើវាត្រូវបានលើកឡើងដល់កម្ពស់ដើមទ្វេដងរបស់វានៅក្នុងដែនទំនាញ?
   • ចម្លើយប្រសិនបើវត្ថុមួយត្រូវបានលើកឡើងដល់កម្ពស់ដើមទ្វេដង ថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វានឹងកើនឡើងទ្វេដង។ នេះដោយសារតែថាមពលសក្តានុពលអាស្រ័យជាលីនេអ៊ែរលើកម្ពស់។
5. តើវត្ថុមួយអាចមានថាមពលសក្តានុពលអវិជ្ជមានដែរឬទេ? សូមពន្យល់។
   • ចម្លើយ៖ មែនហើយ ថាមពលសក្តានុពលអាចអវិជ្ជមានអាស្រ័យលើជម្រើសនៃចំណុចយោង។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងបញ្ហាថាមពលសក្តានុពលទំនាញ យើងតែងតែកំណត់មូលដ្ឋានថាមានថាមពលសក្តានុពលសូន្យ។ ប្រសិនបើវត្ថុមួយស្ថិតនៅក្រោមចំណុចយោងនេះ (ដូចជានៅក្នុងអណ្តូង) ថាមពលសក្តានុពលរបស់វានឹងអវិជ្ជមានទាក់ទងទៅនឹងចំណុចយោងដែលបានជ្រើសរើស។
6. តើថាមពលសក្តានុពលមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងដូចម្តេចទៅនឹងថាមពលចលនានៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត?
   • ចម្លើយនៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិតដែលគ្មានកម្លាំងខាងក្រៅ ថាមពលសរុប (ចលនា + សក្តានុពល) នៅតែថេរ។ គោលការណ៍នេះគឺផ្អែកលើការអភិរក្សថាមពល។ នៅពេលដែលថាមពលសក្តានុពលកើនឡើង ថាមពលចលនាថយចុះ ហើយច្រាសមកវិញ។
7. តើមានអ្វីកើតឡើងចំពោះថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់ផ្លែប៉ោមនៅពេលវាធ្លាក់ពីដើមឈើ?
   • ចម្លើយ៖ នៅពេលដែលផ្លែប៉ោមធ្លាក់ ថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វាថយចុះ ពីព្រោះវាកាន់តែខិតជិតផែនដី។ ថាមពលសក្តានុពលដែលបាត់បង់នេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលចលនា ដែលធ្វើឱ្យផ្លែប៉ោមផ្លាស់ទីលឿនជាងមុននៅពេលវាធ្លាក់។
8. ហេតុអ្វីបានជាប៉ោលមានថាមពលសក្តានុពលច្រើនបំផុតនៅពេលវាវិលដល់ចំណុចកំពូល?
   • ចម្លើយ៖ នៅពេលវាយោលដល់ចំណុចកំពូល ប៉ោលស្ថិតនៅចំណុចខ្ពស់បំផុតរបស់វាទាក់ទងទៅនឹងទីតាំងសម្រាករបស់វា។ នេះមានន័យថាវាមានកម្ពស់អតិបរមា ហើយដូច្នេះមានថាមពលសក្តានុពលទំនាញអតិបរមា។ នៅពេលវាយោលចុះក្រោម ថាមពលនេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលចលនា។
9. តើវត្ថុមួយអាចមានថាមពលសក្តានុពលបានទេ ទោះបីជាវាមិនស្ថិតនៅក្នុងដែនទំនាញក៏ដោយ?
   • ចម្លើយ៖ បាទ/ចាស៎។ ថាមពលសក្តានុពលមិនមែនផ្តាច់មុខចំពោះដែនទំនាញទេ។ ឧទាហរណ៍ ស្ព្រីងដែលបានបង្ហាប់នៅលើស្ថានីយ៍អវកាស (ដែលឥទ្ធិពលទំនាញមានតិចតួចបំផុត) នៅតែមានថាមពលសក្តានុពលយឺត។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ បន្ទុកនៅក្នុងដែនអគ្គិសនីមានថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនី។

10. តើម៉ាស់របស់វត្ថុមួយមានឥទ្ធិពលយ៉ាងដូចម្តេចទៅលើថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វា?

    • ចម្លើយថាមពលសក្តានុពលទំនាញគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងម៉ាស់របស់វត្ថុមួយ។ ប្រសិនបើអ្នកបង្កើនម៉ាស់របស់វត្ថុទ្វេដង ថាមពលសក្តានុពលទំនាញរបស់វា (នៅកម្ពស់ដូចគ្នា) ក៏នឹងកើនឡើងទ្វេដងដែរ។