ගතානුගතික ශෛලිය සහ ගතානුගතික නොවන ශෛලිය

1. ගතානුගතික විලාසය
වස්තුවක් එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට චලනය වීමට පටන් ගෙන එය නැවත එහි ආරම්භක ස්ථානයට පැමිණෙන තෙක් බලයක් මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍යයට සමාන නම්, එම බලය ගතානුගතික බලයක් ලෙස හැඳින්වේ.
ගතානුගතික විලාසයන් සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් මෙන්න.

1.1. ගුරුත්වාකර්ෂණය
උපරිම උසකට ළඟා වන තෙක් සිරස් අතට ඉහළට ගමන් කරන වස්තුවක් සලකා බලා පසුව එහි මුල් ස්ථානයට පහළට ගමන් කරයි. එය h දුරක් සිරස් අතට ඉහළට ගමන් කරන විට, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වස්තුවේ විස්ථාපනයට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ඇත. එය වස්තුවේ විස්ථාපනයට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ඇති බැවින්, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වස්තුව මත සෘණ ක්‍රියාකාරිත්වයක් සිදු කරයි.
W = wh cos (180)^o) = – wh = – mgh
උපරිම උසට ළඟා වූ පසු, වස්තුව එහි මුල් ස්ථානය දෙසට h දුරකින් පහළට ගමන් කරයි. පහළට ගමන් කරන විට, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වස්තුවේ විස්ථාපනයට සමාන දිශාවකට යොමු වේ. එය විස්ථාපනයට සමාන දිශාවකට යොමු වන බැවින්, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය ධනාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
W = wh cos (0)^o) = – wh = – mgh
වස්තුවේ ස්කන්ධය (m), ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය (g) සහ උස (h) සමාන වේ, එබැවින් වස්තුව සිරස් අතට ඉහළට ගමන් කිරීමට පටන් ගන්නා විට එය එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණෙන තෙක් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍යයට සමාන වේ.
W = mgh – mgh
W=0

1.2. ස්ප්‍රින්ග් බලය
තිරස් අතට තබා ඇති ස්ප්‍රින්ගයක් සලකා බලන්න. ස්ප්‍රින්ගයේ දකුණු කෙළවර වමට තල්ලු කර හෝ සම්පීඩනය කළහොත්, ස්ප්‍රින්ගය දකුණට බලයක් ද යොදයි. ස්ප්‍රින්ගය සම්පීඩනය කිරීමෙන් ඔබට මෙය ඔප්පු කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, ස්ප්‍රින්ගයේ දකුණු කෙළවරේ වස්තුවක් තබා එය වමට ඔබන්න. ස්ප්‍රින්ගය අපගමනය වූ පසු, ඔබේ අත බරින් සහ ස්ප්‍රින්ගයෙන් ඉවත් කරන්න. ඔබේ අත තවදුරටත් ස්ප්‍රින්ගය ස්පර්ශ නොකරන විට, වස්තුව බර දකුණට තල්ලු කරයි. වස්තුව වමට චලනය වන විට, වස්තුවේ චලනයේ දිශාව ස්ප්‍රින්ග් බලයේ දිශාවට ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ. බලය ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවන්හි ඇති බැවින්, ස්ප්‍රින්ග් බලය සෘණ කාර්යයක් සිදු කරයි.
W = – ½ කිx²
වස්තුවක් දකුණට චලනය වන විට, බරෙහි චලනයේ හෝ විස්ථාපනයේ දිශාව දුනු බලයේ දිශාවට සමාන වේ. ඒවා එකම දිශාවකට පිහිටා ඇති බැවින්, දුනු බලය ධනාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
W = ½ kx²
භාවිතා කරන ලද දුනු සමාන වේ, එබැවින් දුනු නියතය (k) සමාන වේ. දුනු විස්ථාපනය ද එසේම වේ. එබැවින්, වස්තුව වමට x දුරක් ගමන් කිරීමට පටන් ගෙන පසුව දකුණට x දුරක් ආපසු යන විට ගුරුත්වාකර්ෂණය මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍යයට සමාන වේ.
W = ½ kx² – ½ කි.²
වස්තුවක් එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණෙන තෙක් චලනය වන විට ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සහ දඟර බලය මගින් කරන කාර්යය ශුන්‍ය වේ. වස්තුවක් එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණෙන තෙක් චලනය වන විට බලයක් මගින් කරන කාර්යය ශුන්‍ය නම්, එම බලය ගතානුගතික බලයක් ලෙස හැඳින්වේ.

2. ගතානුගතික නොවන ශෛලිය

වස්තුවක් එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණෙන තෙක් චලනය වීමට පටන් ගන්නා විට බලයක් මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍යයට සමාන නොවේ නම්, එම බලය ගතානුගතික නොවන බලයක් ලෙස හැඳින්වේ.
ගතානුගතික ටැග් විලාසයන් සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් මෙන්න.
2.1 තෙරපුම් බලය සහ චාලක ඝර්ෂණ බලය
දකුණට තල්ලු කර නැවත වමට තල්ලු කරන ලද වස්තුවක් සලකා බලන්න. එය දකුණට චලනය වන විට හෝ මාරු වන විට, වස්තුවේ විස්ථාපනයේ දිශාව තල්ලු කිරීමේ බලයේ (F) දිශාවට සමාන වන අතර චාලක ඝර්ෂණ බලයේ (f) දිශාවට ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ._k). එය විස්ථාපනයේ දිශාවටම ඇති නිසා, තල්ලු කිරීමේ බලය වස්තුව මත ධනාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
W = F s

අනෙක් අතට, චාලක ඝර්ෂණය වස්තුවක් මත ඍණාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
ඩබ්ලිව් = – එෆ්_k s
වස්තුවක් වමට චලනය වන විට හෝ මාරු වන විට, වස්තුවේ විස්ථාපනයේ දිශාව තල්ලු කිරීමේ බලයේ දිශාවට සමාන වන අතර චාලක ඝර්ෂණ බලයේ දිශාවට ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ. එය විස්ථාපනයේ දිශාවටම ඇති බැවින්, තල්ලු කිරීමේ බලය වස්තුව මත ධනාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
W = F s
අනෙක් අතට, චාලක ඝර්ෂණය වස්තුවක් මත ඍණාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
ඩබ්ලිව් = – එෆ්_k s
වස්තුවක් එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට නැවත එහි ආරම්භක ස්ථානයට පැමිණෙන තෙක් චලනය වීමට පටන් ගන්නා විට තල්ලු කිරීමේ බලය සහ චාලක ඝර්ෂණ බලය මගින් වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය W = 2 Fs වන අතර W = -2 f වේ._k s
වස්තුව එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට චලනය වීමට පටන් ගෙන නැවත එහි ආරම්භක ස්ථානයට පැමිණෙන තෙක් තල්ලු කිරීමේ බලය සහ චාලක ඝර්ෂණ බලය මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍යයට සමාන නොවේ.
වස්තුවක් එහි ආරම්භක ස්ථානයේ සිට එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණෙන තෙක් චලනය වීමට පටන් ගන්නා විට බලයක් මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍යයට සමාන නොවේ නම්, එම බලය ගතානුගතික නොවන බලයක් ලෙස හැඳින්වේ.

යොමුව