အလားအလာရှိသော စွမ်းအင် - ပြဿနာများနှင့် ဖြေရှင်းချက်များ

အလားအလာရှိသော စွမ်းအင် - ပြဿနာများနှင့် ဖြေရှင်းချက်များ

ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်

၁။ ၅၀ ကီလိုဂရမ်အလေးချိန်ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုကို h အမြင့်သို့ မြှောက်ရန်အသုံးပြုသော စွမ်းအင် ၄၉၀၀ ဂျိုးလ်။ h ၏ အမြင့်ကား မည်မျှနည်း။ ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန်မြှင့်ခြင်း (g) = 9.8 ms ^-2 ။

လူသိများသည် :

အလားအလာစွမ်းအင် ပြောင်းလဲမှု (ΔPE) = ၄၉၀၀ ဂျိုးလ်

အရာဝတ္ထု၏ အလေးချိန် (မီတာ) = 50 kg

ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန် (g) = 9.8 m/s ²

လိုအပ်သည်- အမြင့် (Δh)

ဖြေရှင်းချက်

ΔPE = မီလီဂရမ် Δh

၄၉၀၀ = (၅၀)(၉.၈) Δh

၄၉၀၀ = ၄၉၀ Δh

Δh = ၁၀ မီတာ

နွေဦးရာသီ အလားအလာစွမ်းအင်

၂။ အောက်ဖော်ပြပါဇယားတွင် စပရိန်၏ အား (F) နှင့် x (အရှည်ပြောင်းလဲမှု) အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ပြသထားသည်။ စပရိန်၏ အရှည်ပြောင်းလဲမှုသည် 8 cm ရှိပါက စပရိန်၏ အလားအလာစွမ်းအင်ကား အဘယ်နည်း။

လူသိများသည် :

အား (F) = 2 နယူတန်

အရှည်ပြောင်းလဲမှု ၁ (x) = ၁ စင်တီမီတာ = ၁/၁၀၀ မီတာ = ၀.၀၁ မီတာ

အရှည်ပြောင်းလဲမှု ၂ = ၈ စင်တီမီတာ = ၈/၁၀၀ မီတာ = ၀.၀၈ မီတာ

လိုအပ်သည်- နွေဦးရာသီ၏ အလားအလာစွမ်းအင်

ဖြေရှင်းချက်

နွေဦးရာသီ၏ ကိန်းသေ:

နွေဦးရာသီ အလားအလာစွမ်းအင်:

∆PE = 1/2 kx ²

∆PE = 1/2 (200 N/m)(0.08 m) ²

∆PE = (100 N/m)(0.0064 ^m2 )

∆PE = 0.64 Nm

၃။ အောက်ပါဇယားအရ F = အရာဝတ္ထု၏အလေးချိန်၊ ∆L = စပရိန်၏အရှည်ပြောင်းလဲမှု။ စပရိန်ပေါ်တွင် မည်သည့်အလုပ်လုပ်ဆောင်ခဲ့သနည်း၊ ထို့ကြောင့် စပရိန်၏အရှည်ပြောင်းလဲမှုမှာ ၁၀ စင်တီမီတာဖြစ်သည်။

လူသိများသည် :

စပရိန်၏ အရှည်ပြောင်းလဲမှု (∆L) = 10 cm = 0.1 m

အလိုရှိသည်- နွေဦးရာသီတွင် လုပ်ဆောင်ရမည့်အလုပ်

ဖြေရှင်းချက်

နွေဦးရာသီ၏ ကိန်းသေ:

k = F / ∆x = 20 N / 0.04 m = 500 N/m

k = F / ∆x = 30 N / 0.06 m = 500 N/m

k = F / ∆x = 40 N / 0.08 m = 500 N/m

စပရိန်ရဲ့ ကိန်းသေက 500 N/m ပါ

အလုပ်ကို စပရိန်ပေါ်တွင် လုပ်ဆောင်ပြီးဖြစ်သောကြောင့် စပရိန်၏ အရှည်ပြောင်းလဲမှုမှာ ၁၀ စင်တီမီတာဖြစ်သည်။

W = 1/2 k ∆L ² = 1/2 (500 N/m)(0.1 m) ² = (250 N/m)(0.01 m ² ) = 2.5 N m = 2.5 Joules။

၄။ အောက်ဖော်ပြပါ ဂရပ်သည် အား (F) နှင့် အလျားပြောင်းလဲမှု (x) အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ပြသထားသည်။ အောက်ဖော်ပြပါ ဂရပ်ကို အခြေခံ၍ စပရိန်၏ အလားအလာစွမ်းအင်ကား အဘယ်နည်း။

လူသိများသည် :

F = ၃၃၀ နယူတန်

Δx = 0.08 မီတာ

လိုအပ်သည်- နွေဦးရာသီ အလားအလာစွမ်းအင်

ဖြေရှင်းချက်

နွေဦးရာသီ၏ ကိန်းသေ:

k = F / Δx

နွေဦးရာသီ အလားအလာစွမ်းအင်:

PE = ½ k Δx ² = ½ (F/Δx) Δx ² = ½ F Δx၊

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

1. အလားအလာရှိတဲ့ စွမ်းအင်ဆိုတာ ဘာလဲ။
   • အဖွေ: အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အနေအထား သို့မဟုတ် အခြေအနေကြောင့် ရရှိသော စွမ်းအင်သည် အလုပ်လုပ်ရန် အလားအလာရှိသော်လည်း လောလောဆယ်တွင် ရွေ့လျားမှုကို မဖြစ်စေသော စွမ်းအင်ဖြစ်သည်။
2. ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်သည် အမြင့်ပေါ်တွင် မည်သို့မူတည်သနည်း။
   • အဖွေ: ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်သည် ရည်ညွှန်းအမှတ်အထက်ရှိ အရာဝတ္ထု၏အမြင့်နှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်။ ဖော်မြူလာမှာ PE ဖြစ်သည်။$=mgh$PE သည် အလားအလာစွမ်းအင်ဖြစ်ပြီး၊ $m$ အစုလိုက်အပြုံလိုက်ဖြစ်သည်၊ $g$ ဒြပ်ဆွဲအား အရှိန်မြှင့်ခြင်း ဖြစ်ပြီး၊ $h$ အမြင့်။
3. ဆန့်ထားသော သို့မဟုတ် ဖိသိပ်ထားသော စပရိန်တွင် အဘယ်ကြောင့် အလားအလာစွမ်းအင်ရှိသည်ဟု ဆိုရသနည်း။
   • အဖွေစပရိန်တစ်ခုကို ၎င်း၏မျှခြေအနေအထားမှ ဆန့်ထုတ်ခြင်း သို့မဟုတ် ဖိသိပ်ခြင်းပြုလုပ်သောအခါတွင် ၎င်းသည် စွမ်းအင်ကို သိုလှောင်ထားသည်။ စပရိန်သည် ၎င်း၏မျှခြေအခြေအနေသို့ ပြန်ရောက်သွားသောအခါတွင် ဤစွမ်းအင်သည် အလုပ်လုပ်နိုင်သည့် အလားအလာရှိသည်။ ဤသိုလှောင်ထားသော စွမ်းအင်ကို elastic potential energy ဟုခေါ်သည်။
4. ဆွဲငင်အားစက်ကွင်းမှာ အရာဝတ္ထုတစ်ခုရဲ့ မူလအမြင့်ကို နှစ်ဆမြှင့်လိုက်ရင် သူ့ရဲ့ potential energy ဘယ်လိုပြောင်းလဲသွားလဲ။
   • အဖွေအရာဝတ္ထုတစ်ခုကို မူလအမြင့်၏ နှစ်ဆအထိ မြှောက်လိုက်လျှင် ၎င်း၏ ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်သည် နှစ်ဆတိုးလာသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အလားအလာစွမ်းအင်သည် အမြင့်ပေါ်တွင် မျဉ်းဖြောင့်အတိုင်း မှီခိုနေသောကြောင့်ဖြစ်သည်။
5. အရာဝတ္ထုတစ်ခုတွင် အနုတ် potential energy ရှိနိုင်ပါသလား။ ရှင်းပြပါ။
   • အဖွေဟုတ်ကဲ့၊ ရည်ညွှန်းအမှတ်ရွေးချယ်မှုပေါ် မူတည်၍ အတည်စွမ်းအင်သည် အနုတ်ဖြစ်နိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင်ပြဿနာများတွင်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် မကြာခဏဆိုသလို အလားအလာစွမ်းအင် သုညဟု သတ်မှတ်လေ့ရှိသည်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခုသည် ဤရည်ညွှန်းအမှတ်အောက်တွင် (ရေတွင်းတစ်ခုကဲ့သို့) ရှိနေပါက၊ ၎င်း၏ အလားအလာစွမ်းအင်သည် ရွေးချယ်ထားသော ရည်ညွှန်းချက်နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် အနုတ်ဖြစ်လိမ့်မည်။
6. ပိတ်ထားသောစနစ်တွင် အလားအလာစွမ်းအင်သည် အရွေ့စွမ်းအင်နှင့် မည်သို့ဆက်စပ်နေသနည်း။
   • အဖွေပြင်ပအားများမရှိသော ပိတ်ထားသောစနစ်တွင် စုစုပေါင်းစွမ်းအင် (kinetic + potential) သည် မပြောင်းလဲပါ။ ဤမူသည် စွမ်းအင်ထိန်းသိမ်းရေးအပေါ် အခြေခံသည်။ potential စွမ်းအင်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ kinetic စွမ်းအင် လျော့ကျလာပြီး ပြောင်းပြန်ဖြစ်သည်။
7. ပန်းသီးတစ်လုံး သစ်ပင်ပေါ်ကနေ ပြုတ်ကျတဲ့အခါ သူ့ရဲ့ ဆွဲငင်အား အလားအလာစွမ်းအင် ဘာဖြစ်သွားလဲ။
   • အဖွေပန်းသီးကြွေကျလာတာနဲ့အမျှ ကမ္ဘာနဲ့ ပိုနီးလာတဲ့အတွက် သူ့ရဲ့ ဆွဲငင်အားအလားအလာစွမ်းအင် လျော့ကျသွားပါတယ်။ ဒီဆုံးရှုံးသွားတဲ့ အလားအလာစွမ်းအင်ကို kinetic စွမ်းအင်အဖြစ် ပြောင်းလဲပြီး ပန်းသီးကြွေကျလာတာနဲ့အမျှ ပိုမြန်လာပါတယ်။
8. ဘာကြောင့် ချိန်သီးတစ်ခုဟာ သူ့ရဲ့ လှုပ်ခါမှု အထွတ်အထိပ်မှာ အလားအလာရှိတဲ့ စွမ်းအင် အများဆုံးရှိတာလဲ။
   • အဖွေချိန်သီး၏ ယိမ်းထိုးမှု အထွတ်အထိပ်တွင် ချိန်သီးသည် ၎င်း၏ အနားယူနေသော အနေအထားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အမြင့်ဆုံးအမှတ်တွင် ရှိနေသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ၎င်းတွင် အမြင့်ဆုံး အမြင့်ရှိပြီး ထို့ကြောင့် အမြင့်ဆုံး ဆွဲငင်အား အလားအလာ စွမ်းအင်ရှိသည်။ ၎င်း အောက်သို့ ယိမ်းထိုးသွားသည်နှင့်အမျှ ဤစွမ်းအင်သည် kinetic စွမ်းအင်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားသည်။
9. အရာဝတ္ထုတစ်ခုဟာ ဆွဲငင်အားစက်ကွင်းထဲမှာ မရှိရင်တောင်မှ potential energy ရှိနိုင်ပါသလား။
   • အဖွေဟုတ်ကဲ့။ အတည်စွမ်းအင်သည် ဆွဲငင်အားစက်ကွင်းများတွင်သာ သီးသန့်မဟုတ်ပါ။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အာကာသစခန်းတစ်ခုပေါ်ရှိ ဖိသိပ်ထားသော စပရိန်တစ်ခု (ဆွဲငင်အားအကျိုးသက်ရောက်မှု အနည်းဆုံးနေရာ) တွင် elastic potential စွမ်းအင်ရှိနေသေးသည်။ အလားတူပင်၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်းရှိ အားသွင်းမှုများတွင် လျှပ်စစ် potential စွမ်းအင်ရှိသည်။

10. အရာဝတ္ထုတစ်ခုရဲ့ ဒြပ်ထုက ၎င်းရဲ့ ဆွဲငင်အား အလားအလာစွမ်းအင်ကို ဘယ်လို လွှမ်းမိုးသလဲ။

    • အဖွေဒြပ်ဆွဲအားအလားအလာစွမ်းအင်သည် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ဒြပ်ထုနှင့် တိုက်ရိုက်အချိုးကျသည်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ဒြပ်ထုကို နှစ်ဆတိုးပါက ၎င်း၏ ဒြပ်ဆွဲအားအလားအလာစွမ်းအင် (အမြင့်တူတွင်) လည်း နှစ်ဆတိုးလိမ့်မည်။