බල මොහොත (ව්‍යවර්ථය)

බලයේ මොහොත (ව්‍යවර්ථ) ද්‍රව්‍යය

විලාසිතා අවි
දොරක් වැනි භ්‍රමණය වන වස්තුවක් සලකා බලන්න. දොර විවෘත කළ විට හෝ වැසූ විට එය භ්‍රමණය වේ. දොර බිත්තියට සම්බන්ධ කරන සරනේරුව භ්‍රමණ අක්ෂය ලෙස ක්‍රියා කරයි.
ඉහතින් පෙනෙන දොරේ රූපය. බල දෙකකින් දොරක් තල්ලු කරන උදාහරණයක් සලකා බලන්න, එහිදී බල දෙකම එකම විශාලත්වය සහ දිශාව ඇති අතර; බලයේ දිශාව දොරට ලම්බක වේ.
මුලින්ම දොර F බලයකින් තල්ලු කරනු ලැබේ.₁ r දුරින් පිහිටා ඇති₁ භ්‍රමණ අක්ෂයෙන්. ඉන්පසු දොර F බලයකින් තල්ලු කරනු ලැබේ.₂ r දුරින් පිහිටා ඇති₂ භ්‍රමණ අක්ෂයේ සිට. F1 බලයේ විශාලත්වය සහ දිශාව F ට සමාන වුවද₂, බලය F₂ දොර F බලයට වඩා වේගයෙන් භ්‍රමණය වීමට හේතු වේ.₁වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, F බලය₂ F බලයට වඩා වැඩි කෝණික ත්වරණයක් ඇති කරයි.₁. ඔබට මෙය ඔප්පු කළ හැකිය.
භ්‍රමණය වන වස්තුවක කෝණික ත්වරණයේ විශාලත්වය බලයෙන් පමණක් නොව බලයේ ක්‍රියාකාරී ලක්ෂ්‍යය සහ භ්‍රමණ අක්ෂය (r) අතර දුරින් ද බලපායි. ඉහත උදාහරණයේ මෙන් බලයේ දිශාව වස්තුවේ මතුපිටට ලම්බක නම්, බලයේ අත (l) බලයේ ක්‍රියාකාරී ලක්ෂ්‍යය සහ භ්‍රමණ අක්ෂය (r) අතර දුරට සමාන වේ. බලයේ දිශාව වස්තුවේ මතුපිටට ලම්බක නොවේ නම් කුමක් කළ යුතුද?
ඉහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි තවත් උදාහරණ දෙකක් සමාලෝචනය කරන්න. F2 සහ F3 බලවල විශාලත්වයන් සමාන වුවද, බල දෙකෙහි දිශාවන් වෙනස් වන බැවින් බලයේ (l) බාහු වෙනස් වේ. මත රූපය c, බලයේ ක්‍රියාකාරී රේඛාවේ දිශාව භ්‍රමණ අක්ෂය සමඟ සමපාත වන බැවින් බලයේ හස්තය ශුන්‍ය වේ. භ්‍රමණ අක්ෂයේ සිට බලයේ ක්‍රියාකාරී රේඛාව දක්වා රේඛාවක් ඇඳීමෙන් බල හස්තය දැනගත හැකිය, එහිදී භ්‍රමණ අක්ෂයේ සිට රේඛාව ලම්බකව හෝ 90 ක කෝණයක් සෑදිය යුතුය.^o බලයේ ක්‍රියාකාරී රේඛාව සමඟ.
ආදරණීය රූපය b එවිට ඔබට පහත බල බාහු සූත්‍රයේ ව්‍යුත්පන්නය වඩා හොඳින් තේරුම් ගත හැකිය.
තොරතුරු :
l = බලයේ බාහුව, r = භ්‍රමණ අක්ෂයේ සිට බලයේ ක්‍රියාකාරී ලක්ෂ්‍යයේ දුර
බල අත ගණනය කිරීම සඳහා සමීකරණය 1 භාවිතා කරයි.
F, r ට ලම්බක නම්, සාදනු ලබන කෝණය 90 වේ.^o.
l = r පාපය 90^o = (ආර්)(1)
එල් = ආර්
F r සමඟ සමපාත වුවහොත් සාදනු ලබන කෝණය 0 වේ.^o.
l = r පාපය 0^o = (ආර්)(0)
එල් = 0

බලයේ හෝ ව්‍යවර්ථයේ මොහොත
විශාල බල මොහොතක්
ගණිතමය වශයෙන්, බලයේ ඝූර්ණයේ විශාලත්වය යනු බලයේ විශාලත්වය (F) බලයේ (l) බාහුවෙන් ගුණ කිරීමේ ප්‍රතිඵලයකි.
බලයේ ඝූර්ණයේ විශාලත්වය ගණනය කිරීම සඳහා සමීකරණය 2 භාවිතා කරයි.
ව්‍යවර්ථයේ ජාත්‍යන්තර ඒකකය නිව්ටන් මීටරය වන අතර එය කෙටියෙන් N.m ලෙස හැඳින්වේ. ව්‍යවර්ථයේ ජාත්‍යන්තර ඒකකය කාර්යය සහ ශක්තියේ ඒකකයට සමාන වේ, නමුත් ව්‍යවර්ථය ශක්තිය නොවේ, එබැවින් එහි ඒකකය ජූල් ඒකකය සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ. භෞතික විද්‍යාඥයින් බොහෝ විට ව්‍යවර්ථය යන යෙදුම භාවිතා කරන අතර ඉංජිනේරුවන් බොහෝ විට බලයේ මොහොත යන යෙදුම භාවිතා කරයි.

බල මොහොතේ දිශාව
බලයේ ඝූර්ණය යනු දෛශික ප්‍රමාණයකි, එබැවින්, එහි විශාලත්වයට අමතරව, එයට දිශාවක් ද ඇත. බලයේ ඝූර්ණයේ දිශාව දකුණු අත රීතිය භාවිතයෙන් පහසුවෙන් තීරණය කළ හැකිය. ඔබේ දකුණු අතේ ඇඟිලි හතර කරකවන්න, ඔබේ දකුණු මාපටැඟිල්ල කෙළින් තබා ගන්න. ඇඟිලි හතරේ භ්‍රමණ දිශාව භ්‍රමණ දිශාව වන අතර, මාපටැඟිල්ලෙන් යොමු කරන දිශාව බලයේ ඝූර්ණයේ දිශාව වේ.
බලයේ මොහොතෙහි දිශාව ඉහළට (ධන y-අක්ෂය දිගේ) හෝ දකුණට (ධන x-අක්ෂය දිගේ) නම්, බලයේ හෝ ව්‍යවර්ථයේ මොහොත ධනාත්මක වේ. ප්‍රතිවිරුද්ධව, බලයේ මොහොතෙහි දිශාව පහළට (y-අක්ෂය දිගේ) හෝ වමට (x-අක්ෂය දිගේ) නම්, බලයේ මොහොත ඍණ වේ.
වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, වස්තුවේ භ්‍රමණය දක්ෂිණාවර්තව නම්, බලයේ මොහොත ඍණ වේ. අනෙක් අතට, වස්තුවේ භ්‍රමණය වාමාවර්තව නම්, බලයේ මොහොත ධන වේ.

ගැටළු උදාහරණය

1. පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි බල පහක් පැති 10 cm සහිත චතුරස්‍රයක් මත ක්‍රියා කරයි. චතුරස්‍රයේ විකර්ණ ඡේදනය වන ස්ථානයේ අක්ෂය සමඟ බලවල ප්‍රතිඵල ඝූර්ණය වන්නේ...

සාකච්ඡා

එය දන්නවා:

විකර්ණයේ දිග = 5√2 cm = (5)(1,4) cm = 7 cm = 0,07 m

Sin 45 ^o = 0,5√2 = (0,5)(1,4) = 0,7

අසන ලද්දේ: ප්‍රතිඵල ව්‍යවර්ථය

පිළිතුර:

ව්‍යවර්ථය 1:

τ ₁ = (10 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 Nm

ව්‍යවර්ථය 1 චතුරස්‍රය වාමාවර්තව භ්‍රමණය වීමට හේතු වන බැවින්, සම්මුතිය අනුව එයට ධනාත්මක ලකුණක් ලබා දී ඇත.

ව්‍යවර්ථය 2:

τ ₂ = (4 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (4 N)(0,07 m)(0,7) = 0,196 Nm

ව්‍යවර්ථය 2 චතුරස්‍රය වාමාවර්තව භ්‍රමණය වීමට හේතු වන බැවින්, සම්මුතිය අනුව එයට ධනාත්මක ලකුණක් ලබා දී ඇත.

ව්‍යවර්ථය 3:

τ ₃ = (10 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 Nm

ව්‍යවර්ථය 3 චතුරස්‍රය වාමාවර්තව භ්‍රමණය වීමට හේතු වන බැවින්, සම්මුතිය අනුව එයට ධනාත්මක ලකුණක් ලබා දී ඇත.

ව්‍යවර්ථය 4:

τ ₄ = (5√2 N)(0,07 m)(sin 90 ^o ) = (7 N)(0,07 m)(1) = 0,49 Nm

ව්‍යවර්ථය 4 චතුරස්‍රය වාමාවර්තව භ්‍රමණය වීමට හේතු වන බැවින්, සම්මුතිය අනුව එයට ධනාත්මක ලකුණක් ලබා දී ඇත.

ව්‍යවර්ථය 5:

τ ₅ = (9 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (9 N)(0,07 m)(0,7) = -0,44 Nm

ව්‍යවර්ථය 5 චතුරස්‍රය දක්ෂිණාවර්තව භ්‍රමණය වීමට හේතු වන බැවින්, සම්මුතිය අනුව එයට සෘණ ලකුණක් ලබා දී ඇත.

ප්‍රතිඵල ව්‍යවර්ථය:

τ = 0,49 + 0,196 + 0,49 + 0,49 - 0,44 = 1,47 + 0,196 - 0,44 = 1,666 - 0,44 = 1,226 Nm