අනම්‍ය ගැටුම්

අනම්‍ය ගැටුම්

චාලක ශක්ති සංරක්ෂණ නියමය අනම්‍ය ගැටුම් වලදී අදාළ නොවේ. ගම්‍යතා සංරක්ෂණ නියමය අනම්‍ය ගැටුම් වලදී අදාළ වන්නේ ගැටෙන වස්තූන් දෙක මත කිසිදු බාහිර බලයක් ක්‍රියා නොකරන්නේ නම් පමණි. අනම්‍ය ගැටුමකදී, ගැටීමෙන් පසු වස්තූන් දෙකක් එකට ඇලී හෝ එකිනෙකට බැඳී ඇත.

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 1.

වස්තූන් දෙකක් එකම ස්කන්ධයකින් යුක්ත වේ, එනම් කිලෝග්‍රෑම් 1 කි. වස්තුව 1 තත්පරයට මීටර් 10 ක වේගයෙන් පැතලි තලයක ගමන් කර නිශ්චලව පවතින දෙවන වස්තුව සමඟ ගැටේ. ගැටීමෙන් පසු, වස්තූන් දෙක එකට ඇලී සිටී. ගැටීමෙන් පසු වස්තූන් දෙකෙහි වේගය කොපමණද?

දන්නා:

m ₁ = 1 kg, m ₂ = 1 kg, v ₁ = 10 m/s, v ₂ = 0

අවශ්‍යයි : v'

විසඳුම:

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

(කිලෝග්‍රෑම් 1)(මීටර් 10/තත්පර) + 0 = (කිලෝග්‍රෑම් 1 + කිලෝග්‍රෑම් 1) v'

10 kg m/s = (2 kg) v'

v' = 10 kg m/s : 2 kg = 5 m/s

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 2.

බ්ලොක් තුනක් 3 ms ^-1 ක වේගයෙන් චලනය වන අතර , නිශ්චලතාවයේදී තවත් බ්ලොක් එකක් ගැටේ.

ගැටුම අනම්‍යයි. ගැටුමෙන් පසු බ්ලොක් එකේ ප්‍රවේගයේ අනුපිළිවෙල , විශාලතම සිට කුඩාම දක්වා ...

විසඳුම:

රූපය 1:

අවසාන ගම්‍යතාව = ආරම්භක ගම්‍යතාව

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v

(මීටර් 4)(3) + (මීටර්)(0) = (මීටර් 4 + මී) v

මීටර් 12 + 0 = (මීටර් 5) v

මීටර් 12 = මීටර් 5 වී

v = මීටර් 12 / මීටර් 5 = 12/5 = මීටර් 2.4/තත්පර

රූපය 2:

අවසාන ගම්‍යතාව = ආරම්භක ගම්‍යතාව

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v

(m)(3) + (3m)(0) = (m + 3m) v

මීටර් 3 + 0 = (මීටර් 4) v

මීටර් 3 = මීටර් 4 වී

v = මීටර් 3 / මීටර් 4 = 3/4 = මීටර් 0.75/තත්පර

රූපය 3:

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v

(m)(3) + (m)(0) = (m + m) v

මීටර් 3 + 0 = (මීටර් 2) v

මීටර් 3 = මීටර් 2 වී

v = මීටර් 3 / මීටර් 2 = 3/2 = මීටර් 1.5/තත්පර

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 3.

_{පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි m 1} = 2 kg සහ m ₂ = 1 kg ස්කන්ධයක් සහිත බෝල දෙකක් v ₁ = 2 ms ^-1 සහ v ₂ = 4 ms ^-1 වේගයෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ගමන් කරයි . ගැටුමක් අනම්‍ය නම්, ගැටුමෙන් පසු බෝල දෙකෙහිම වේගය කුමක්ද?

දන්නා:

බෝලයේ ස්කන්ධය 1 (මී₁) = 2 කිලෝග්‍රෑම්

බෝලයේ ස්කන්ධය 2 (m ₂ ) = 1 kg

ගැටීමට පෙර බෝලයේ ප්‍රවේගය 1 (v ₁ ) = 2 m/s

ගැටීමට පෙර බෝලය 2 හි ප්‍රවේගය (v ₂ ) = -4 m/s

ධන සහ සෘණ ලකුණු වලින් දැක්වෙන්නේ බෝල දෙකම ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ගමන් කරන බවයි.

අවශ්‍යයි : ගැටීමෙන් පසු බෝලවල ප්‍රවේගය (v')

විසඳුම:

m ₁ v ₁ + m ₂ v ₂ = (m ₁ + m ₂ ) v'

(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'

4 – 4 = (3) v'

0 = (3) v'

v' = 0

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 4.

_{එක් එක් වස්තුවේ ස්කන්ධයක් සහිත A සහ ​​B යන වස්තූන් දෙකක්, 1.5-kg බරින් යුක්ත වන අතර, v A} = 4 ms ^-1 සහ v _B = 5 ms ^-1 වේගයකින් එකිනෙකට ළඟා වේ . ගැටුම අනම්‍ය නම්, ගැටුමෙන් පසු වස්තූන් දෙකෙහිම වේගය කොපමණද?

දන්නා:

A වස්තුවේ ස්කන්ධය (m _A ) = 1.5 kg

B වස්තුවේ ස්කන්ධය (m _B ) = 1.5 kg

A වස්තුවේ ගැටීමට පෙර ප්‍රවේගය (v _A ) = 4 m/s (ධන ලකුණ, දකුණට)

ගැටීමට පෙර B වස්තුවේ ප්‍රවේගය (v _B ) = -5 m/s (ඍණ ලකුණ, වමට)

අවශ්‍යයි: ගැටීමෙන් පසු වස්තූන් දෙකෙහිම වේගය

විසඳුම:

රේඛීය ගම්‍යතාව සංරක්ෂණය කිරීම:

m _A v _A + m _B v _B = (m _A + m _B ) v'

(1.5)(4) + (1.5)(-5) = (1.5 +1.5) v'

6 – 7.5 = (3) v'

-1.5 = (3) v'

v' = -1.5 / 3

v' = -0.5 m/s

අඩු ලකුණෙන් දැක්වෙන්නේ වස්තූන් දෙකම වමට ගමන් කරන බවයි.

අනම්‍ය ගැටුම් පිළිබඳ සංකල්පීය ප්‍රශ්න 20ක් සහ පිළිතුරු:

1. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුමක් නිර්වචනය කරන්නේ කුමක්ද? පිළිතුර: අනම්‍ය ගැටුමකදී, ගම්‍යතාව සංරක්ෂණය වුවද, චාලක ශක්තිය සංරක්ෂණය නොවේ. ආරම්භක චාලක ශක්තියෙන් කොටසක් වෙනත් ආකාරයේ ශක්ති බවට පරිවර්තනය වේ.

2. ප්‍රශ්නය: පරිපූර්ණ අනම්‍ය ගැටුමක් අර්ධ අනම්‍ය ගැටුමකින් වෙනස් වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: පරිපූර්ණ අනම්‍ය ගැටුමකදී, ගැටීමෙන් පසු වස්තූන් එකට ඇලී සිටී. අර්ධ අනම්‍ය ගැටුමකදී, වස්තූන් වෙන් වේ, නමුත් තවමත් චාලක ශක්තිය නැති වී යයි.

3. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුම් ඇතුළුව සියලු වර්ගවල ගැටුම් වලදී සංරක්ෂණය කර ඇත්තේ කුමක්ද? පිළිතුර: ගම්‍යතාවය සෑම ගැටුමකදීම, ඒවායේ නම්‍යතාවය නොසලකා සෑම විටම සංරක්ෂණය කර ඇත.

4. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුම් වලදී චාලක ශක්තිය සංරක්ෂණය නොවන්නේ ඇයි? පිළිතුර: සමහර චාලක ශක්තිය විභව ශක්තිය, තාපය හෝ ශබ්දය වැනි වෙනත් ශක්ති ආකාර බවට පරිවර්තනය වේ.

5. ප්‍රශ්නය: ගැටුමට පෙර සහ පසු ප්‍රවේග නිරීක්ෂණය කිරීමෙන් පමණක් අනම්‍ය ගැටුමක් හඳුනා ගන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: ගැටුමට පෙර මුළු චාලක ශක්තිය ගැටුමෙන් පසු මුළු චාලක ශක්තියට වඩා වැඩි වනු ඇත.

6. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුම් එක් මානයකින් පමණක් සිදුවිය හැකිද? පිළිතුර: නැත, අනම්‍ය ගැටුම් එක්, ද්වි හෝ ත්‍රිමාණවලින් සිදුවිය හැකිය. මූලධර්ම එලෙසම පවතී, දෛශික ගණනය කිරීම් පමණක් වඩාත් සංකීර්ණ වේ.

7. ප්‍රශ්නය: අංශු භෞතික විද්‍යාවේ සන්දර්භය තුළ, අනම්‍ය ගැටුම්වල පොදු ප්‍රතිඵලය කුමක්ද? පිළිතුර: අංශු භෞතික විද්‍යාවේදී, අනම්‍ය ගැටුම් බොහෝ විට ගැටෙන අංශු විවිධ අංශු බවට පරිවර්තනය වීමට හේතු වේ.

8. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුමකදී අහිමි වන ශක්ති ප්‍රමාණය ඔබට තීරණය කළ හැක්කේ කෙසේද? පිළිතුර: මුළු ආරම්භක චාලක ශක්තිය සහ මුළු අවසාන චාලක ශක්තිය අතර වෙනස ගණනය කිරීමෙන්.

9. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුම් ශක්ති සංරක්ෂණ නීතිය උල්ලංඝනය නොකරන්නේ ඇයි? පිළිතුර: ශක්තිය තවමත් සංරක්ෂණය කර ඇත; එය හුදෙක් චාලක ශක්තිය ලෙස රැඳී සිටීමට වඩා එක් ආකාරයක (චාලක) සිට තවත් ආකාරයකට (තාපය හෝ ශබ්දය වැනි) පරිවර්තනය වේ.

10. ප්‍රශ්නය: බොහෝ සැබෑ ලෝකයේ ගැටුම් අනම්‍යද? පිළිතුර: ඔව්, බොහෝ සැබෑ ලෝකයේ ගැටුම් අනම්‍ය වේ, මන්ද සාමාන්‍යයෙන් චාලක ශක්තිය වෙනත් ආකාර බවට පරිවර්තනය වන බැවිනි.

11. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුමකදී, වස්තූන් දෙකක් එකට ඇලී ඇත්නම්, ඒවායේ ඒකාබද්ධ ප්‍රවේගය ගැන කුමක් කිව හැකිද? පිළිතුර: ඒවායේ ඒකාබද්ධ ප්‍රවේගය තීරණය වන්නේ ගම්‍යතා සංරක්ෂණය මගිනි. ගැටීමෙන් පසු වස්තූන් දෙක පොදු ප්‍රවේගයකින් චලනය වනු ඇත.

12. ප්‍රශ්නය: ප්‍රතිස්ථාපන සංගුණකය අනම්‍ය ගැටුම් වලට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: $�e$ ලෙස දැක්වෙන ප්‍රතිස්ථාපන සංගුණකය, ගැටුමක "පිපිරීමේ හැකියාව" මනිනු ලබයි. පරිපූර්ණ අනම්‍ය ගැටුම් සඳහා, $e=0$.

13. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුමකින් ශබ්දයක් ඇති විය හැක්කේ ඇයි? පිළිතුර: ගැටුම නිසා ගැටෙන වස්තූන් තුළ කම්පන ඇති විය හැකි අතර එමඟින් අවට මාධ්‍යයේ ශබ්ද තරංග ඇති විය හැක.

14. ප්‍රශ්නය: ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තිය අනම්‍ය ගැටුම් සඳහා සාධකයක් විය හැකිද? පිළිතුර: ඔව්, විශේෂයෙන් ගැටීමෙන් වස්තූන්ගේ උස හෝ පිහිටීම වෙනස් වී චාලක ශක්තිය ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ නම්.

15. ප්‍රශ්නය: රබර් බෝල “පිම්බෙන සුළු” වුවද, පරිපූර්ණ අප්‍රත්‍යස්ථ ගැටුම්වලට භාජනය නොවන්නේ ඇයි? පිළිතුර: රබර් බෝල ප්‍රත්‍යාස්ථ හෝ ආසන්න ප්‍රත්‍යාස්ථ ගැටුම්වලට භාජනය වන්නේ ඒවා ඒවායේ චාලක ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් රඳවා තබාගෙන ආපසු පැන්නීමට නැඹුරු වන බැවිනි. ඒවා එකට ඇලී නොසිටින අතර, එය පරිපූර්ණ අප්‍රත්‍යස්ථ ගැටුමක ලක්ෂණයකි.

16. ප්‍රශ්නය: මෘදු මැටි බෝල දෙකකට පරිපූර්ණ අනම්‍ය ගැටුමක් පෙන්නුම් කළ හැකිද? පිළිතුර: ඔව්, මන්ද මෘදු මැටි බෝල දෙකක් ගැටෙන විට, ඒවා එකට ඇලී සිටීමට නැඹුරු වන අතර ආපසු පැන්නේ නැත, එය පරිපූර්ණ අනම්‍ය ගැටුමක ලක්ෂණයකි.

17. ප්‍රශ්නය: ශබ්දයක් හෝ තාප ජනනයක් නොමැතිව අනම්‍ය ගැටුමක් සිදුවිය හැකිද? පිළිතුර: එය දුර්ලභයි, නමුත් හැකි ය. ශක්තිය වෙනත් සියුම් ආකාරවලින් විසුරුවා හැරිය හැකිය, නැතහොත් අභ්‍යන්තර විභව ශක්තිය ලෙස ගබඩා කළ හැකිය.

18. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුම් ආපසු හැරවිය හැකිද? පිළිතුර: සාමාන්‍යයෙන්, අනම්‍ය ගැටුම් ආපසු හැරවිය නොහැක, මන්ද චාලක ශක්තිය වෙනත් ආකාරවලට පරිවර්තනය වීම ආරම්භක තත්ත්වයට ආපසු යාම දුෂ්කර කරයි.

19. ප්‍රශ්නය: වායු ප්‍රතිරෝධය අනම්‍ය ගැටුම් වලට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: වායු ප්‍රතිරෝධය නිසා චාලක ශක්තියෙන් කොටසක් තාපය ලෙස විසුරුවා හැරීමෙන් ගැටුම් වඩාත් අනම්‍ය විය හැක.

20. ප්‍රශ්නය: අනම්‍ය ගැටුම් මෝටර් රථ බිඳවැටීමේ කලාප වැනි ආරක්ෂිත සැලසුම්වලට බලපෑම් ඇති කරයිද? පිළිතුර: ඔව්, මෝටර් රථවල අනම්‍ය ගැටුම් කලාප නිර්මාණය කර ඇත්තේ චාලක ශක්තිය අවශෝෂණය කර ගනිමින් මගීන් මත ක්‍රියා කරන බලවේග අඩු කිරීම සඳහා ය.

භෞතික විද්‍යාවේ සංරක්ෂණ නීති තේරුම් ගැනීමේදී අනම්‍ය ගැටුම් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන අතර බොහෝ ප්‍රායෝගික යෙදීම් සහ ආරක්ෂක සැලසුම් වල අනිවාර්ය වේ.