Te Mārama ki te Pūngao Ā-Mīhini i roto i te Ahupūngao
Ko te pūngao tētahi o ngā ariā tino taketake o te ahupūngao nā te mea ka āwhina i a tātou ki te mārama he aha ngā mea ka taea te neke, te tū, te wera, te huri rānei i te āhua. I roto i ngā momo pūngao maha, ko te pūngao miihini te mea e kitea pinepinetia ana i roto i ngā kōrero o ia rā mō te nekehanga o ngā mea—mai i te pōro hurihuri ki te piu hurihuri ki te motuka e taraiwa ana i te rori. Ka matapakihia e tēnei tuhinga te whakamāramatanga o te pūngao miihini i roto i te ahupūngao, ōna wāhanga, ngā tātai, me ngā tauira o tōna whakamahinga i roto i te oranga o ia rā.
He aha te Pūngao Mīhini?
Ko te pūngao miihini te pūngao e mau ana i tētahi mea nā tōna nekehanga me/ranei tōna tūranga i roto i tētahi pūnaha. I roto i te ahupūngao, ko te pūngao miihini he huarahi whai hua hei "tātai" i te kaha o tētahi mea ki te mahi i ngā mahi nā ngā āhuatanga miihini, inā koa ka neke te mea i raro i te awe o ngā kaha pēnei i te kaha ā-papa, te kaha puna rānei.
I te nuinga o te wā, ko te pūngao miihini te tapeke o:
1. Pūngao nekeneke (Ek): pūngao nā te nekehanga o tētahi mea
2. Pūngao Pūmanawa (Ep): pūngao nā te tūranga, te tūnga rānei o tētahi mea
Nō reira, ka taea te tuhi i te pūngao miihini penei:
Em = Ek + Ep
He rahinga tauine te pūngao miihini (kāore he ahunga) ā, ko tōna waeine i roto i te Pūnaha Ao (SI) ko Joule (J).
Ngā Wāhanga Pūngao Mīhini
1. Pūngao Nekeneke (Pūngao Nekeneke)
Ko te pūngao nekeneke te pūngao kei roto i tētahi mea i a ia e neke ana. Ka nui ake te papatipu o tētahi mea, ka nui ake hoki tōna tere, ka nui ake hoki tōna pūngao nekeneke. Ko te tātai mō te pūngao nekeneke mō te nekehanga whakawhiti (nekehanga rārangi) ko:
Ek = ½ m v²
Ngā Mōhiohio:
– Ek = pūngao nekeneke (J)
– m = te papatipu o te mea (kg)
– v = tere o te mea (m/s)
He tauira māmā: he pūngao nekeneke tō te pōro i whanahia. Mēnā ka kaha ake te whana i te pōro, ka piki ake tōna tere, ka piki anō hoki tōna pūngao nekeneke mā te tapawhā o te tere. Ko te tikanga o tēnei, mā te whakarea i te tere ka whakawhā te pūngao nekeneke.
2. Pūngao Pūmanawa (Pūngao Tūnga)
Ko te pūngao pūmanawa he pūngao e rongoatia ana e te tūranga o tētahi mea i roto i tētahi āpure kaha. E rua ngā momo pūngao pūmanawa e kōrerohia ana i roto i te pūngao miihini:
a) Pūngao Pūmanawa Ā-Toi
E pā ana te pūngao pūmanawa ā-papa ki te teitei o tētahi mea e pā ana ki tētahi pūwāhi tohutoro (hei tauira, te mata o te whenua). Ko te tātai:
Ep = mgh
Ngā Mōhiohio:
– Ep = pūngao pūmanawa ā-papa (J)
– m = papatipu (kg)
– g = te whakaterenga nā te kaha ā-papa (m/s²), i runga i te Ao he 9,8 m/s² te nuinga (he maha ngā wā ka whakaawhiwhia ki te 10 m/s²)
– h = teitei (m)
Ka teitei ake te teitei o tētahi mea, ka nui ake tōna kaha pūmanawa ā-papa. Hei tauira, he nui te kaha pūmanawa o tētahi toka i te taha o te pari; ki te hinga, ka taea te huri i taua kaha hei kaha nekeneke.
b) Pūngao Pūmanawa o te Puna (Pūngāwerewere)
Mō ngā mea e honoa ana e ngā puna, e pāngia ana rānei e te ngāwari, ka taea te penapena i te pūngao pūmanawa nā te totoro, te pēhi rānei o te puna. Ko te tātai:
Ep(puna) = ½ k x²
Ngā Mōhiohio:
– k = pūmau puna (N/m)
– x = te pikinga o te roa, te whakapoto rānei o te puna (m)
He maha ngā wā ka kitea te pūngao pūmanawa o te puna i roto i ngā catapult, i ngā pūnaha whakatārewatanga waka, i ngā taonga tākaro puna rānei.
Tātai Pūngao Mīhini
Nā te mea ko te pūngao miihini te tapeke o te pūngao nekeneke me te pūngao pūmanawa, koia ēnei:
Em = Ek + Ep
Mō te take o te kaha ā-papatipu:
Em = ½ m v² + mgh
Mō ngā pūnaha puna (hei tauira, ngā puna i runga i te mata papatahi, kāore he pānga nui o te kaha ā-papa ki te ahunga o te nekehanga):
Em = ½ m v² + ½ k x²
Mā tēnei tātai tātou e āwhina ki te tātari i ngā huringa pūngao ina huri te tūranga, te tere rānei o tētahi mea.
Te Ture Tiaki i te Pūngao Mīhini
Ko tētahi o ngā mātāpono nui o te ahupūngao ko te ture tiaki i te pūngao ā-pūkaha. E mea ana tēnei ture mēnā kāore he kaha kore-tiaki (pēnei i te waku, te ātete hau, te pana rānei o te miihini e huri ana i te pūngao hei wera), ka noho pūmau tonu te pūngao ā-pūkaha katoa o tētahi pūnaha.
Arā, i raro i ngā āhuatanga tino pai:
Tīmatanga = mutunga
Ko te tikanga o tēnei, ka rerekē noa te āhua o te pūngao mai i te pūmanawa ki te nekeneke, mai i te ritenga kē rānei, engari ka noho tonu te tapeke o te pūngao.
Heoi, i te ao tūturu, he maha ngā wā ka puta te waku me te ātete hau, ka huri ai te pūngao miihini hei pūngao wera, hei pūngao oro rānei. I ēnei āhuatanga, kāore e tiakina te pūngao miihini, ahakoa kei te tiakina tonu te pūngao katoa (arā, te pūngao i ngā āhua katoa) e ai ki te ture whānui o te tiaki pūngao.
Ngā Tauira o te Pūngao Mīhini i te Oranga o Ia Rā
1. Ngā Hua e Hinga Ana i te Rākau
He pūngao kaha ā-papa tō te hua o te rākau nā tōna teitei. I te tīmatanga o te hinga o te hua, ka whakaitihia tēnei pūngao kaha, ka hurihia hei pūngao nekeneke. I mua tata tonu i te pānga ki te whenua, kua eke te pūngao nekeneke o te hua ki tōna taumata teitei (ki te kore e arohia te ātete hau).
2. Piki (Pendulum)
I runga i te tūru, i tōna wāhi teitei rawa, tata kore te tere, nō reira he iti te pūngao nekeneke, engari ko te pūngao pūmanawa te mōrahi. I te nekenga o te tūru ki tōna wāhi iti rawa, ka heke te pūngao pūmanawa, ka piki hoki te pūngao nekeneke. Ka mahi anō tēnei tukanga, ka puta he nekehanga tauutuutu.
3. Teihana Rererangi
Ka whakawhirinaki ngā waka hurihuri ki ngā panonitanga o te pūngao miihini. I a rātou e piki ana i te tihi o te ara, ka piki ake te pūngao pūmanawa. I a rātou e heke ana, ka hurihia te pūngao pūmanawa ki te pūngao nekeneke, ka whakatere i te tereina. Kātahi ka hurihia e te pūnaha aukati te pūngao miihini ki te pūngao wera mā te waku hei whakamutu haumaru i te tereina.
4. Ngā Kaikōpere me ngā Pere
Ka rongoa e te kopere kua kumea te pūngao pūmanawa ngāwari. Ina tukuna, ka hurihia tēnei pūngao pūmanawa hei pūngao nekeneke i roto i te pere, ka pana whakamua.
Ngā Take e Pā Ana ki te Nui o te Pūngao Mīhini
He maha ngā taurangi matua e pāngia ana te nui o te pūngao miihini:
– Papatipu (m): ka nui ake te papatipu, ka nui ake te pūngao nekeneke me te pūngao pūmanawa.
– Tere (v): he nui te pānga o te tere ki te pūngao nekeneke nā te mea e whakawhirinaki ana ki te v².
– Teitei (h): ka teitei ake te tūnga o te mea, ka nui ake te pūngao pūmanawa ā-papa.
– Te pūmau puna (k) me te nekehanga (x): te whakatau i te pūngao pūmanawa rapa.
He mea nui te mārama ki ēnei āhuatanga mō te tātari i ngā pūnaha mīhini, i roto i ngā whakamātautau ahupūngao me te hangarau hangarau pēnei i te hoahoa waka, ngā taputapu hākinakina, me ngā mīhini ahumahi.
Whakamutunga
I roto i te ahupūngao, ko te pūngao miihini te pūngao katoa e mau ana i tētahi mea nā tōna nekehanga (pūngao nekeneke) me tōna tūranga (pūngao pūmanawa). I roto i te pāngarau, ka whakaatuhia te pūngao miihini ko Em = Ek + Ep. I raro i ngā āhuatanga pai me te kore he waku, he ātete rānei, ka tiakina te pūngao miihini, arā, ka huri noa i te āhua me te kore e heke te nui katoa. He tino whai hua tēnei ariā mō te mārama ki ngā āhuatanga nekehanga rerekē i roto i te taiao me ngā tono hangarau, mai i ngā mea e hinga ana, ngā tūru, ngā waka hurihuri, ki ngā pūnaha puna me te ihu.
Ki te hiahia koe, ka taea hoki e au te tāpiri i ngā pātai whakaharatau me ō rātou matapakinga kia pai ake ai te tuhinga nei hei rauemi ako.
