ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲವು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ, ಘರ್ಷಣೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ಬಲದ ಹೆಸರಲ್ಲ. ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲವು ಬಲದ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ಮೂಲ ಸ್ಥಾನದಿಂದ ದೂರ ಸರಿದು ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ಮೂಲ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಮರಳುವವರೆಗೆ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸ ಶೂನ್ಯವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆ ಬಲವು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಬಲವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವು ವಸ್ತುವು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸದೆ ಅದರ ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಾನಗಳಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದ್ದರೆ ಅದನ್ನು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ನೀವು ಈಗಾಗಲೇ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡಿದ್ದರೆ ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಸುಲಭ . ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಕೆಳಗಿನ ಎರಡು ಉದಾಹರಣೆ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿ.
ಉದಾಹರಣೆ 1
ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಲಂಬವಾಗಿ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ವಸ್ತುವು ಲಂಬವಾಗಿ ಕೆಳಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಿ ಅದರ ಮೂಲ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಮರಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಿ.
ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ದಿಕ್ಕು ಮೇಲ್ಮುಖವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲ ಅಥವಾ ತೂಕದ (w) ದಿಕ್ಕು ಕೆಳಮುಖವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ದಿಕ್ಕು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವು ಋಣಾತ್ಮಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.
W 1 = F s = wh (cos 180) = wh (-1) = – wh = – mgh
ಒಂದು ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ಮೂಲ ಸ್ಥಾನದ ಕಡೆಗೆ ಕೆಳಮುಖವಾಗಿ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ದಿಕ್ಕು ಕೆಳಮುಖವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದ ದಿಕ್ಕು ಕೂಡ ಕೆಳಮುಖವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ದಿಕ್ಕು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದ ದಿಕ್ಕಿನಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವು ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.
W 2 = F s = wh (cos 0) = wh (1) = wh
ವಸ್ತುವು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಕೆಳಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸ ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಒಟ್ಟು W = W 1 + W 2 = – wh + wh = 0
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (m) = 1 ಕೆಜಿ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 m/s 2 ಮತ್ತು ಎತ್ತರ (h) = 1 ಮೀಟರ್, ನಂತರ W 1 = -10 ಜೂಲ್ ಮತ್ತು W 2 = 10 ಜೂಲ್. ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸ = – 10 ಜೂಲ್ + 10 ಜೂಲ್ = 0
ಉದಾಹರಣೆ 2
ಒಂದು ಕಣಿವೆಯಿಂದ ಶಿಖರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವ ಮತ್ತು ನಂತರ ಕಣಿವೆಗೆ ಹಿಂತಿರುಗುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.
ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಇಳಿಜಾರಿನ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವವರೆಗೆ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದ ಸಮತಲ ಅಂಶ (w sin theta) ಮಾತ್ರ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಕಣಿವೆಯಿಂದ ಇಳಿಜಾರಿನ ಸಮತಲದ ಮೇಲ್ಭಾಗಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಸ್ಥಳಾಂತರದ ದಿಕ್ಕು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದ ಸಮತಲ ಅಂಶದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತದೆ (w sin theta) ಆದ್ದರಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವು ಋಣಾತ್ಮಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕಣಿವೆಯಿಂದ ಶಿಖರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ.
W 1 = – F s = – (w sin theta)(s) = – ws sin theta
ಏಕೆಂದರೆ sin theta = h / s ಅಥವಾ h = s sin theta ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಮೇಲಿನ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಹೀಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ
ಪ 1 = – wh = – mgh
ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಒಂದು ಶಿಖರದಿಂದ ಕಣಿವೆಗೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಸ್ಥಳಾಂತರವು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದ ಸಮತಲ ಅಂಶದಂತೆಯೇ ಅದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವು ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಪ 2 = wh = mgh
ಒಟ್ಟು ಪ್ರಯತ್ನ
ಒಟ್ಟು = – mgh + mgh = 0
ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (m) = 1 ಕೆಜಿ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 m/s 2 ಮತ್ತು ಎತ್ತರ (h) = 1 ಮೀಟರ್, ನಂತರ W 1 = -10 ಜೂಲ್ ಮತ್ತು W 2 = 10 ಜೂಲ್. ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸ = – 10 ಜೂಲ್ + 10 ಜೂಲ್ = 0
ಉದಾಹರಣೆ 2 ರಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಒಂದು ವಸ್ತುವು s ನಷ್ಟು ಇಳಿಜಾರಾದ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಿದಾಗ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವು, ವಸ್ತುವು h ನಷ್ಟು ಲಂಬವಾಗಿ ಚಲಿಸಿದಾಗ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು.
ಆದ್ದರಿಂದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವು ಪ್ರಯಾಣಿಸಿದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ಎತ್ತರದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲದಿಂದ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವು ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.
ಈ ಎರಡು ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಬಲವು ಎರಡು ಷರತ್ತುಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಿದರೆ ಅದು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ವಸ್ತುವು ತನ್ನ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಾನದಿಂದ ದೂರ ಸರಿದು ಅದು ತನ್ನ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಮರಳುವವರೆಗೆ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಬಲವು ಮಾಡುವ ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸವು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆ 1 ಅನ್ನು ಹೋಲಿಕೆ ಮಾಡಿ). ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಬಲವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸವು ವಸ್ತುವು ತೆಗೆದುಕೊಂಡ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆ 2 ಅನ್ನು ಹೋಲಿಕೆ ಮಾಡಿ).
ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾದ ಕೆಲವು ಬಲಗಳೆಂದರೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲ, ಕಾಂತೀಯ ಬಲ.
ಉದಾಹರಣೆ 3
ಕೂಲಂಬ್ ಬಲ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲಗಳು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲಗಳಾಗಿವೆ.
ಏಕೆಂದರೆ
ಕೂಲಂಬ್ ಬಲ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲವು ದೂರದ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮಾನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ.
ಚರ್ಚೆ
ವಿದ್ಯುತ್ ಬಲ ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲಗಳು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲಗಳಾಗಿವೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಪ್ರಮಾಣವು ದೂರದ ವರ್ಗಕ್ಕೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಎರಡೂ ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಬಲಗಳಾಗಿವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಎರಡು ಬಲಗಳ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೊರೆಯನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವು ಪ್ರಯಾಣಿಸಿದ ಮಾರ್ಗ ಅಥವಾ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಹೊರೆಯ ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಾನಗಳ ಮೇಲೆ ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಒಂದು ಬಲವು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ನೋಡಿದರೆ ಅದು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಶಕ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ...
(1) ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ
(2) ವಸ್ತುವಿನ ಅಂತಸ್ಥಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.
(3) ಚಲನೆಯ ಪಥದ ಆಕಾರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿಲ್ಲ
(4) ಅಂತಸ್ಥಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿಲ್ಲ
ಚರ್ಚೆ
ಒಂದು ಬಲವು ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಸಂಪ್ರದಾಯವಾದಿ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
(1) ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ
(3) ಚಲನೆಯ ಪಥದ ಆಕಾರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿಲ್ಲ
