ការបង្វិលនៃវត្ថុរឹង - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ

ការបង្វិលរាងកាយរឹង - បញ្ហានិងដំណោះស្រាយ

ម៉ែត្រគ្រានៃកម្លាំង

១. កម្លាំងបីធ្វើសកម្មភាពលើធ្នឹមដែលមានប្រវែង ៦ ម៉ែត្រ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងក្រោម។ តើអ្វីជា កម្លាំងបង្វិលជុំសុទ្ធ បង្វិលធ្នឹមជុំវិញចំណុច O ជាអ័ក្សរង្វិល?

ស្គាល់៖ ការបង្វិលនៃវត្ថុរឹង - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ 1

អ័ក្សនៃការបង្វិលនៅចំណុច O ។

កម្លាំង 1 (F₁) = អេហ្វ

ចម្ងាយរវាងបន្ទាត់សកម្មភាពរបស់ F₁ជាមួយអ័ក្សរង្វិល (r₁) = 3 ម៉ែត្រ

កម្លាំង 2 (F₂) = 2F

ចម្ងាយរវាងបន្ទាត់សកម្មភាពរបស់ F₂ ជាមួយអ័ក្សរង្វិល (r₂) = 2 ម៉ែត្រ

កម្លាំង 3 (F₃) = 2F

ចម្ងាយរវាងបន្ទាត់សកម្មភាពរបស់ F₃ ជាមួយអ័ក្សរង្វិល (r₃) = 3 ម៉ែត្រ

ចង់បាន៖ ទំហំរបស់វា ពេលនៃកម្លាំង

ដំណោះស្រាយ៖

កម្លាំងពេលវេលាទី 1៖

τ₁= ច₁ r₁ = (F)(3) = -3F

ចំពោះ ពេលនៃកម្លាំង 1 បង្វិលធ្នឹមតាមទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងកំណត់ អវិជ្ជមានមួយ ចុះហត្ថលេខា

កម្លាំងពេលវេលាទី 2៖

τ₂= ច₂ r₂ = (2F)(2) = 4F

ម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំង 2 បង្វិលធ្នឹមច្រាសទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងផ្តល់សញ្ញាវិជ្ជមាន។

កម្លាំងពេលវេលាទី 3៖

τ₃= ច₃ r₃បាប ៣៥^o= (2F)(3)(0.5) = 3F

លទ្ធផលនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំង៖

Στ = τ₁+ τ₂+ τ₃

Στ = -3F + 4F + 3F

Στ = 4F

ទំហំនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំងគឺ 4F ញូតុនម៉ែត្រ។ លទ្ធផលនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំងបង្វិលធ្នឹមច្រាសទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងកំណត់សញ្ញាវិជ្ជមាន។

២. α = ៣០^o, ប្រវែង AB = BC = 1 ម៉ែត្រ។ តើម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំងជុំវិញអ័ក្សរង្វិលនៅចំណុច A ជាអ្វី?

ស្គាល់៖

អ័ក្សនៃការបង្វិលនៅចំណុច A.

កម្លាំង 1 (F₁) = 10 ន

ចម្ងាយរវាងបន្ទាត់សកម្មភាពរបស់ F₁ជាមួយអ័ក្សរង្វិល (r₁) = 1 ម៉ែត្រ

កម្លាំង 2 (F₂) = 10 ន

សូមមើលផងដែរ វដ្ត Carnot - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ

ចម្ងាយរវាងបន្ទាត់សកម្មភាពរបស់ F₂ជាមួយអ័ក្សរង្វិល (r₂) = 1 ម៉ែត្រ

កម្លាំង 3 (F₃) = 20 ន

ចម្ងាយរវាងបន្ទាត់សកម្មភាពរបស់ F₃ជាមួយអ័ក្សរង្វិល (r₃) = 2 ម៉ែត្រ

ចង់បាន៖ លទ្ធផលនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំង

ដំណោះស្រាយ៖

កម្លាំងពេលវេលាទី 1៖

τ₁= ច₁ r₁ បាប ៣៥^o= (10)(1)(0.5) = 5 N·m

ចំពោះ ពេលនៃកម្លាំង 1 បង្វិលធ្នឹម ការប្រឆាំងតាមទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងកំណត់វិជ្ជមាន ចុះហត្ថលេខា

កម្លាំងពេលវេលាទី 2៖

τ₂= ច₂ r₂បាប ៣៥^o= (10)(1)(0.5) = -5 ញូតុនម៉ែត្រ

ចំពោះ កម្លាំងពេល 2 បង្វិលប៊ីm តាមទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងកំណត់n អវិជ្ជមាន ចុះហត្ថលេខា

កម្លាំងពេលវេលាទី 3៖

τ₃ = ច₃ r₃បាប ៣៥^o= (20)(2)(0.5√3) = -20√3 ញូតុនម៉ែត្រ

ចំពោះ កម្លាំងពេល 3 បង្វិលប៊ីm តាមទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងកំណត់អវិជ្ជមាន ចុះហត្ថលេខា

លទ្ធផលនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំង៖

Στ = τ₁ + τ₂+ τ₃

Στ = 5 – 5 – 20√3

Στ = – 20√3 N ម៉ែត្រ

ទំហំនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំងគឺ 20√3 N·m។ លទ្ធផលនៃម៉ូម៉ង់នៃកម្លាំងបង្វិលធ្នឹមតាមទ្រនិចនាឡិកា ដូច្នេះយើងផ្តល់សញ្ញាអវិជ្ជមាន។

តើរាងកាយរឹងជាអ្វី ហើយវាខុសគ្នាយ៉ាងដូចម្តេចពីរាងកាយមិនរឹង?
- ចម្លើយ: រាងកាយរឹងគឺជាវត្ថុដ៏ល្អមួយដែលចម្ងាយរវាងចំណុចពីរដែលបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងរាងកាយនៅតែថេរ ដោយមិនគិតពីកម្លាំងខាងក្រៅ ឬកម្លាំងបង្វិលជុំនោះទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ រាងកាយមិនរឹងអាចខូចទ្រង់ទ្រាយ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យចម្ងាយរវាងចំណុចនៅក្នុងរាងកាយផ្លាស់ប្តូរ។
តើម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពនៃវត្ថុរឹងមួយមានទំនាក់ទំនងយ៉ាងដូចម្តេចជាមួយនឹងការចែកចាយម៉ាស់របស់វា?
- ចម្លើយ: ម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពនៃរូបកាយរឹងមួយគឺជារង្វាស់នៃភាពធន់របស់វាចំពោះចលនាបង្វិលជុំវិញអ័ក្សដែលបានផ្តល់ឱ្យ ហើយវាអាស្រ័យលើទាំងម៉ាស់របស់រូបកាយ និងការចែកចាយរបស់វាទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សបង្វិល។ វាត្រូវបានគណនាដោយផលបូកនៃផលិតផលនៃម៉ាស់របស់ធាតុនីមួយៗ និងការ៉េនៃចម្ងាយរបស់វាពីអ័ក្សបង្វិល។

តើថាមពលចលនាបង្វិលរបស់រាងកាយរឹងដែលបង្វិលមានសារៈសំខាន់យ៉ាងណា?
- ចម្លើយ: ថាមពលចលនាបង្វិល គឺជារង្វាស់នៃថាមពលដោយសារតែការបង្វិលនៃវត្ថុរឹងមួយ។ វាអាស្រ័យទៅលើទាំងម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាព និងល្បឿនមុំនៃវត្ថុ ដែលផ្តល់ដោយ 1/2 $I ω^{2}$ , ដែលជាកន្លែងដែល $I$ គឺជាពេលនៃនិចលភាព និង $ω$ គឺជាល្បឿនមុំ។

តើមានអ្វីកើតឡើងចំពោះសន្ទុះមុំនៃប្រព័ន្ធភាគល្អិត ប្រសិនបើគ្មានកម្លាំងបង្វិលជុំខាងក្រៅធ្វើសកម្មភាពលើវា?
- ចម្លើយ: ប្រសិនបើគ្មានកម្លាំងបង្វិលជុំខាងក្រៅធ្វើសកម្មភាពលើប្រព័ន្ធភាគល្អិតទេ សន្ទុះមុំសរុបនៃប្រព័ន្ធនឹងត្រូវបានអភិរក្ស។ នេះគឺជាគោលការណ៍នៃការអភិរក្សសន្ទុះមុំ។
តើទ្រឹស្តីបទអ័ក្សស្របគ្នាជួយក្នុងការស្វែងរកម៉ូម៉ង់និចលភាពនៃរូបកាយរឹងយ៉ាងដូចម្តេច?
- ចម្លើយ: ទ្រឹស្តីបទអ័ក្សស្របគ្នាអនុញ្ញាតឱ្យយើងគណនាម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពនៃវត្ថុរឹងជុំវិញអ័ក្សណាមួយស្របទៅនឹង និងចម្ងាយមួយ $d$ ឆ្ងាយពីអ័ក្សមួយឆ្លងកាត់ចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់របស់វា។ វាបញ្ជាក់ថា $I = I_{c m} + m d^{2}$ , ដែលជាកន្លែងដែល $I_{c m}$ គឺជាពេលនៃនិចលភាពជុំវិញចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់ $m$ គឺជាម៉ាស់សរុប និង $d$ គឺជាចម្ងាយរវាងអ័ក្សទាំងពីរ។

តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងការរំកិលដោយមិនរអិល និងការរំកិលដោយមានការរអិល?
- ចម្លើយ: ការរមៀលដោយមិនរអិលកើតឡើងនៅពេលដែលរាងកាយរឹងមួយបង្វិលជុំវិញអ័ក្សថេរ ខណៈពេលដែលក៏រំកិលខ្លួនដោយគ្មានចលនាទាក់ទងគ្នារវាងរាងកាយ និងផ្ទៃ។ ការរមៀលជាមួយនឹងការរអិលមានន័យថាមានចលនាទាក់ទង ឬការរអិលរវាងរាងកាយ និងផ្ទៃ។
តើកាំនៃចលនាវិលទាក់ទងនឹងម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពយ៉ាងដូចម្តេច?
- ចម្លើយ: កាំនៃចលនាបង្វិល គឺជារង្វាស់មួយដែលពិពណ៌នាអំពីរបៀបដែលម៉ាស់របស់រាងកាយត្រូវបានចែកចាយជុំវិញអ័ក្សរង្វិលរបស់វា។ វាត្រូវបានកំណត់ថាជាឫសការ៉េនៃសមាមាត្រនៃម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពទៅនឹងម៉ាស់ ហើយផ្តល់នូវចម្ងាយសមមូលពីអ័ក្សដែលម៉ាស់ទាំងអស់អាចត្រូវបានប្រមូលផ្តុំដោយមិនផ្លាស់ប្តូរម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាព។

តើការបង្កើនម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពមានឥទ្ធិពលយ៉ាងណាទៅលើការបង្កើនល្បឿនមុំនៃរូបកាយរឹងសម្រាប់កម្លាំងបង្វិលជុំដែលបានផ្តល់ឱ្យ?
- ចម្លើយ: ចំពោះកម្លាំងបង្វិលជុំដែលបានផ្តល់ឱ្យ ការបង្កើនម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពនឹងបន្ថយល្បឿនមុំ ដូចជា $α = τ/I$ , ដែលជាកន្លែងដែល $α$ គឺជាការបង្កើនល្បឿនមុំ $τ$ គឺជាកម្លាំងបង្វិលជុំ និង $I$ គឺជាពេលនៃនិចលភាព។

តើកម្លាំងដែលអនុវត្តទៅលើរាងកាយរឹងអាចបណ្តាលឱ្យមានទាំងចលនាបកប្រែ និងចលនាបង្វិលបានទេ? សូមពន្យល់ពីរបៀប។
- ចម្លើយ: មែនហើយ កម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅលើរាងកាយរឹងអាចបណ្តាលឱ្យមានទាំងចលនាបកប្រែ និងចលនាបង្វិល។ ប្រសិនបើកម្លាំងត្រូវបានអនុវត្តនៅចំណុចមួយដែលមិនស្របគ្នានឹងចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់ វាអាចបណ្តាលឱ្យរាងកាយបកប្រែ (ផ្លាស់ទីជាលីនេអ៊ែរ) ហើយបង្វិល។ ចលនាបកប្រែត្រូវបានកំណត់ដោយកម្លាំងសុទ្ធ ខណៈពេលដែលចលនាបង្វិលអាស្រ័យលើកម្លាំងបង្វិលជុំដែលបង្កើតឡើងដោយកម្លាំងជុំវិញចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់។

ហេតុអ្វីបានជាអ្នកជិះស្គីលើទឹកកកវិលលឿនជាងមុននៅពេលពួកគេទាញដៃរបស់ពួកគេឱ្យជិតនឹងខ្លួន?

ចម្លើយ: តាមរយៈការទាញដៃរបស់ពួកគេឱ្យជិតនឹងខ្លួន អ្នកជិះស្គីលើទឹកកកកាត់បន្ថយម៉ូម៉ង់និចលភាពរបស់ពួកគេ។ យោងតាមការអភិរក្សសន្ទុះមុំ ប្រសិនបើម៉ូម៉ង់និចលភាពថយចុះ ហើយគ្មានកម្លាំងបង្វិលជុំខាងក្រៅត្រូវបានអនុវត្តទេ ល្បឿនមុំត្រូវតែកើនឡើង។ ដូច្នេះ អ្នកជិះស្គីវិលលឿនជាងមុន។

សូមមើលផងដែរ កំណត់ទីតាំងរបស់វត្ថុមួយក្នុងចលនារបស់គ្រាប់ផ្លោង

សំណួរ និងចម្លើយទាំងនេះផ្តល់នូវការយល់ដឹងអំពីគោលគំនិតសំខាន់ៗទាក់ទងនឹងការបង្វិលនៃវត្ថុរឹង។