စက်မှုစွမ်းအင် တိုက်မိခြင်းနှင့် ထိန်းသိမ်းခြင်း – စမ်းသပ်ကိရိယာများနှင့် ဖြေရှင်းချက်များ

စက်မှုစွမ်းအင် တိုက်မိခြင်းနှင့် ထိန်းသိမ်းခြင်း – စမ်းသပ်ကိရိယာများနှင့် ဖြေရှင်းချက်များ

၁။ အရာဝတ္ထုနှစ်ခုသည် အလေးချိန် တူညီကြပြီး အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း m1 = m2 = 0.5 kg သည် အမြင့်တူမှ ပြုတ်ကျသည်။ စက်ဝိုင်း၏အချင်းဝက်မှာ 1/5 မီတာဖြစ်သည်။ _{အရာဝတ္ထု} နှစ်ခု ကြား _{တိုက်} မိမှုသည် လုံးဝပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသည်။ တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏အ လျင်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ ။ ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန်သည် 10 m/s2 ^{ဖြစ်သည်} ။

လူသိများသည် :

အရာဝတ္ထု၏ အလေးချိန် (m) = m₁ = မီတာ₂ = ၃၃၃ ကီလိုဂရမ်

ကနဦးအမြင့် (h ₁ ) = 1/5 မီတာ

နောက်ဆုံးအမြင့် (h ₂ ) = 0 ( လမ်းကြောင်း၏အောက်ခြေ )

အရာဝတ္ထု၏ ကနဦးအမြန်နှုန်း (v ₁ ) = 0 ( အရာဝတ္ထုသည် အစပိုင်းတွင် ရပ်တန့်နေသည် )

အရာဝတ္ထု၏ နောက်ဆုံးအမြန်နှုန်း (v ₂ ) = …. ( လမ်းကြောင်းအခြေရှိ အရာဝတ္ထု၏အမြန်နှုန်း = တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထု၏အမြန်နှုန်း )

ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန် (g) = 10 m/s

လိုချင်သည် : တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏ အမြန်နှုန်း

ဖြေရှင်းချက်

တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထုများ၏ အမြန်နှုန်း

တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထု၏အမြန်နှုန်း = လမ်းကြောင်း၏အောက်ခြေသို့ရောက်ရှိသောအခါ အရာဝတ္ထု၏အမြန်နှုန်း = အရာဝတ္ထု၏နောက်ဆုံးအမြန်နှုန်း။

ကနဦး စက်မှုစွမ်းအင် = နောက်ဆုံး စက်မှုစွမ်းအင်

ဆွဲငင်အား အလားအလာစွမ်းအင် + အရွေ့စွမ်းအင် = ဆွဲငင်အား အလားအလာစွမ်းအင် + အရွေ့စွမ်းအင်

mgh _၁ + ၁/၂ mv _၁ ^၂ = mgh _၂ + ၁/၂ mv _၂ ^၂

mgh _၁ + ၀ = ၀ + ၁/၂ mv _၂ ^၂

mgh _၁ = ၁/၂ mv _၂ ^၂

gh _၁ = ၁/၂ v _၂ ^၂

၂ gh _၁ = v _၂ ^၂

၂(၁၀)(၁/၅) = v _၂ ^၂

၂(၂) = v _၂ ^၂

၄ = v _၂ ^၂

v _၂ = √၄

v _၂ = ၂ မီတာ/စက္ကန့်

တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏ အလျင်သည် 2 m//s ဖြစ်သည်။

တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုများ၏ အမြန်နှုန်း

အရာဝတ္ထုနှစ်ခုစလုံးသည် အလေးချိန်တူညီပြီး ဆန့်ကျင်ဘက်ဦးတည်ရာများသို့ ရွေ့လျားပါက ၎င်းတို့ တိုက်မိသောအခါ အရာဝတ္ထုနှစ်ခုစလုံးသည် ၎င်းတို့၏အလျင်ပြောင်းလဲသွားသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထု A သည် 2 m/s ဖြင့်ရွေ့လျားပြီး အရာဝတ္ထု B သည် -4 m/s ဖြင့်ရွေ့လျားပါက၊ တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထု A သည် 4 m/s ဖြင့်ရွေ့လျားပြီး အရာဝတ္ထု B သည် -2 m/s ဖြင့်ရွေ့လျားသည်။ အနုတ်လက္ခဏာနှင့် အပေါင်းလက္ခဏာများသည် အရာဝတ္ထုနှစ်ခုစလုံးသည် ဦးတည်ရာကွဲပြားကြောင်း ညွှန်ပြသည်။

၂။ အောက်ပါပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အရာဝတ္ထု A ၏ အလေးချိန်မှာ 2-kg ဖြစ်ပြီး အရာဝတ္ထု B ၏ အလေးချိန်မှာ 3 kg ဖြစ်သည်။ အရာဝတ္ထုနှစ်ခုစလုံးသည် C အမှတ်တွင် တိုက်မိကြသည်။ တိုက်မိမှုသည် လုံးဝပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသည်။ ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန်သည် 10 m/s ဖြစ်သည် ။ ^၂။ တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထု A ၏ အမြန်နှုန်းနှင့် အရာဝတ္ထု B ၏ အမြန်နှုန်းကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

လူသိများသည် :

အရာဝတ္ထု A ၏ အလေးချိန် (m)₁) = ၂ ကီလိုဂရမ်

အရာဝတ္ထု B ၏ အလေးချိန် (m2 ₎ = 3 kg

ကနဦးအမြင့် (h ₁ ) = 5 မီတာ

နောက်ဆုံးအမြင့် (h ₂ ) = 0 ( လမ်းကြောင်း၏အောက်ခြေ )

အရာဝတ္ထု၏ ကနဦးအမြန်နှုန်း (v ₁ ) = 0 ( အစပိုင်းတွင် အရာဝတ္ထု ရပ်တန့်နေချိန် )

အရာဝတ္ထု၏ နောက်ဆုံးအမြန်နှုန်း (v ₂ ) = …. ( လမ်းကြောင်းအောက်ခြေရှိအမြန်နှုန်း = တိုက်မိခြင်းမပြုမီအမြန်နှုန်း )

ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန် (g) = 10 m/s

လိုချင်သည် : တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏ အမြန်နှုန်း

ဖြေရှင်းချက်

တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထုများ၏ အမြန်နှုန်း

တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထု၏အမြန်နှုန်း = လမ်းကြောင်းအောက်ခြေရှိ အရာဝတ္ထု၏အမြန်နှုန်း

အစပိုင်းစက်မှုစွမ်းအင် = နောက်ဆုံးစက်မှုစွမ်းအင်

ဆွဲငင်အား အလားအလာစွမ်းအင် = kinetic စွမ်းအင်

mgh _၁ = ၁/၂ mv _၂ ^၂

gh _၁ = ၁/၂ v _၂ ^၂

၂ gh _၁ = v _၂ ^၂

၂(၁၀)(၅) = v _၂ ^၂

၁၀၀ = v _၂ ^၂

v _၂ = √၄

v _၂ = ၁၀ မီတာ/စက္ကန့်

တိုက်မိခြင်းမပြုမီ အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏ အလျင် = 10 m/s။

တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုများ၏ အမြန်နှုန်း

အရာဝတ္ထုနှစ်ခုစလုံးတွင် မတူညီသော အလေးချိန်ရှိပြီး မတူညီသော ဦးတည်ချက်များဖြင့် ရွေ့လျားသောကြောင့် တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏ အမြန်နှုန်းကို ဤညီမျှခြင်းကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်သည်။

တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီ၏ အမြန်နှုန်း

1. elastic collision နဲ့ inelastic collision ရဲ့ ကွာခြားချက်က ဘာလဲ။
   • အဖြေ: elastic collision တွင် kinetic energy နှင့် momentum နှစ်မျိုးလုံးကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။ inelastic collision တွင် momentum ကို ထိန်းသိမ်းထားသော်လည်း kinetic energy မှာမူ ထိန်းသိမ်းထားခြင်း မရှိပါ။ perfectly inelastic collision တွင် အရာဝတ္ထုများသည် တိုက်မိပြီးနောက် အတူတကွ ကပ်နေကြသည်။
2. တိုက်မိမှုတစ်ခုမှာ အရှိန်အဟုန်ဟာ elastic ဖြစ်စေ inelastic ဖြစ်စေ ဘယ်လိုထိန်းသိမ်းမလဲ။
   • အဖြေ: နယူတန်၏ တတိယနိယာမကြောင့် တိုက်မိမှုတွင် အရှိန်အဟုန်ကို ထိန်းသိမ်းထားပြီး၊ ယင်းနိယာမအရ လုပ်ဆောင်ချက်တိုင်းအတွက် ညီမျှပြီး ဆန့်ကျင်ဘက် တုံ့ပြန်မှုရှိသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ တိုက်မိမှုမဖြစ်မီ စနစ်၏ စုစုပေါင်းအရှိန်အဟုန်သည် တိုက်မိပြီးနောက် စုစုပေါင်းအရှိန်အဟုန်နှင့် ညီမျှသည်။
3. တိုက်မိမှုတစ်ခုမှာ ဘာကြောင့် kinetic energy ကို အမြဲတမ်း ထိန်းသိမ်းထားလေ့မရှိတာလဲ။
   • အဖြေ: အစပိုင်း kinetic စွမ်းအင်အချို့သည် အသံ၊ အပူ သို့မဟုတ် အရာဝတ္ထုများ၏ ပုံပျက်ခြင်းကဲ့သို့သော အခြားစွမ်းအင်ပုံစံများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားသောကြောင့် inelastic collisions များတွင် kinetic စွမ်းအင်ကို ထိန်းသိမ်းမထားပါ။
4. တိုက်မိမှုတစ်ခုအတွင်းမှာ စနစ်တစ်ခုရဲ့ စုစုပေါင်းစက်မှုစွမ်းအင် ပြောင်းလဲနိုင်ပါသလား။ ပြောင်းလဲနိုင်တယ်ဆိုရင် ဘယ်လိုပြောင်းလဲမလဲ။
   • အဖြေ: ဟုတ်ကဲ့၊ စုစုပေါင်းစက်မှုစွမ်းအင်သည် မလိုက်လျောညီထွေဖြစ်မှုအတွင်း ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ စုစုပေါင်းစက်မှုစွမ်းအင် (kinetic + potential) ကို သီးခြားစနစ်တစ်ခုတွင် ထိန်းသိမ်းထားသော်လည်း၊ မလိုက်လျောညီထွေဖြစ်မှုတွင်၊ အချို့သော kinetic စွမ်းအင်ကို အပူ သို့မဟုတ် အသံကဲ့သို့သော စက်မှုမဟုတ်သောပုံစံများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သည်။
5. တိုက်မိမှုမတိုင်မီနှင့် တိုက်မိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုများကို ကြည့်ရှုခြင်းဖြင့် တိုက်မိမှုသည် elastic သို့မဟုတ် inelastic ဖြစ်သည်ကို မည်သို့ဆုံးဖြတ်နိုင်မည်နည်း။
   • အဖြေ: အရာဝတ္ထုများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ပြန်ကန်ထွက်ပြီး တိုက်မိမှုမပြုမီ စုစုပေါင်း အရွေ့စွမ်းအင်သည် တိုက်မိပြီးနောက် စုစုပေါင်း အရွေ့စွမ်းအင်နှင့် ညီမျှပါက ၎င်းသည် elastic collision ဖြစ်သည်။ အရာဝတ္ထုများ ကပ်နေပါက သို့မဟုတ် စုစုပေါင်း အရွေ့စွမ်းအင် လျော့နည်းသွားပါက inelastic collision ဖြစ်သည်။
6. တိုက်မိမှုများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရာတွင် ပြန်လည်ပေးဆပ်မှုကိန်းဂဏန်း၏ အခန်းကဏ္ဍကား အဘယ်နည်း။
   • အဖြေ: ပြန်လည်ပေးဆပ်မှုကိန်းဂဏန်း (များသောအားဖြင့် $e$) သည် တိုက်မိမှုတစ်ခု မည်မျှ “ခုန်ပေါက်” သည်ကို တိုင်းတာသည့် တိုင်းတာမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းကို ခွဲထွက်မှု၏ နှိုင်းရအမြန်နှုန်းကို ချဉ်းကပ်မှု၏ နှိုင်းရအမြန်နှုန်းဖြင့် စားခြင်းအဖြစ် သတ်မှတ်ထားသည်။ ပြီးပြည့်စုံသော elastic collision အတွက်၊ $e=1$ပြီးတော့ လုံးဝဥဿုံ မဆန့်နိုင်တဲ့ တိုက်မိမှုအတွက်၊ $e=0$.
7. ထောင့်မှန်အဟုန်ထိန်းသိမ်းမှုသည် တိုက်မိမှုများတွင် မည်သို့သက်ရောက်မှုရှိသနည်း။
   • အဖြေ: ပြင်ပ torque မပါဝင်သော တိုက်မှုတစ်ခုတွင်၊ ထောင့်မှန် momentum ကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။ ၎င်းသည် လည်ပတ်နေသော အရာဝတ္ထုများ သို့မဟုတ် ရေခဲပြင်စကိတ်စီးသူများ ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ လည်ပတ်ရန် လက်များကို ဆွဲယူခြင်းကဲ့သို့သော အခြေအနေများတွင် သက်ဆိုင်နိုင်သည်။
8. ဘာကြောင့် တကယ့်ကမ္ဘာက တိုက်မိမှုတွေက မကြာခဏ မလိုက်လျောညီထွေဖြစ်တတ်တာလဲ။
   • အဖြေ: လက်တွေ့ကမ္ဘာတိုက်မိမှုများတွင် အသံ၊ အပူ သို့မဟုတ် ပုံပျက်ခြင်းတို့ကြောင့် kinetic energy ဆုံးရှုံးမှုအချို့ ပါဝင်လေ့ရှိသည်။ ဤစွမ်းအင်ပြောင်းလဲမှုများသည် လက်တွေ့ကမ္ဘာတိုက်မိမှုအများစုကို တစ်နည်းနည်းဖြင့် မတည်မငြိမ်ဖြစ်စေသည်။
9. အလေးချိန်တူ အရာဝတ္ထုနှစ်ခုကြားရှိ တစ်ဖက်မြင် elastic collision တွင်၊ တိုက်မိပြီးနောက် ၎င်းတို့၏ အလျင်များ ဘာဖြစ်သွားသနည်း။
   • အဖြေ: အလေးချိန်တူညီသော အရာဝတ္ထုနှစ်ခုကြားရှိ တစ်ဖက်မြင် elastic collision တွင်၊ ၎င်းတို့၏ အလျင်များသည် တိုက်မိပြီးနောက်တွင် ရိုးရိုးရှင်းရှင်းပြောင်းလဲသွားသည်။ အရာဝတ္ထု ၁ သည် အရာဝတ္ထု ၂ ၏ ကနဦးအလျင်ဖြင့် အဆုံးသတ်ပြီး အရာဝတ္ထု ၂ ၏ မူလအလျင်ဖြင့် အဆုံးသတ်သည်။
10. အရာဝတ္ထုနှစ်ခုဟာ ဆန့်နိုင်အားရှိတဲ့ တိုက်မိမှုတစ်ခုမှာ အတူတကွ ကပ်ငြိနိုင်ပါသလား။

• အဖြေ: မဟုတ်ပါ၊ အရာဝတ္ထုနှစ်ခု ပူးကပ်နေပါက တိုက်မိမှုသည် လုံးဝ မလျော့ရဲပါ။ လျော့ရဲသော တိုက်မိမှုတွင် အရာဝတ္ထုများသည် တစ်ခုမှတစ်ခု ပြန်ကန်ထွက်လာရမည်ဖြစ်ပြီး စုစုပေါင်း kinetic စွမ်းအင်ကို ထိန်းသိမ်းရမည်။