නිව්ටන්ගේ චලිත නියමය

නිව්ටන්ගේ චලිත නියමය පිළිබඳ ලිපිය

1. බලය පිළිබඳ අර්ථ දැක්වීම

බලය යනු දේවල් වේගවත් වීමට හේතු වන දෙයකි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, බලය යනු වස්තුවක චලනය, නතර කිරීම හෝ චලනය වන දිශාව වෙනස් කරන දෙයකි. බලය යනු දෛශික ප්‍රමාණයක් වන අතර එම නිසා එයට විශාලත්වයක් සහ දිශාවක් ඇත. බල සංකේතය F (බලය) වේ. F යනු බලයේ සාමාන්‍ය සංකේතයකි. බල වර්ග කිහිපයක් ඇති අතර සියලුම බලවලට F සංකේතය නොමැත. ජාත්‍යන්තර පද්ධති ඒකකය kg m/s2 හෙවත් නිව්ටන් වේ.

2. ශුද්ධ බලයේ අර්ථ දැක්වීම

ප්‍රතිඵල බලය (ΣF) යනු වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන සියලුම බලවල එකතුවයි. බලය යනු දෛශික ප්‍රමාණයක් වන බැවින්, දෛශික එකතු කිරීමේ රීතිය මත පදනම්ව මුළු බලය ගණනය කෙරේ.

මුළු බලය = නිව්ටන් 10, මුළු බලය දකුණට යොමු වන දිශාව.

මුළු බලය = නිව්ටන් 8, මුළු බලය දකුණට යොමු වන දිශාව.

මුළු බලය = 0

මුළු බලය = 0

3. නිව්ටන්ගේ චලිත නීති

නිව්ටන්ගේ චලිත නියමයන් යනු ඉංග්‍රීසි භෞතික විද්‍යාඥ අයිසැක් නිව්ටන් විසින් යෝජනා කරන ලද වස්තුවක චලිතය පිළිබඳ භෞතික විද්‍යාවේ නියමයන් වේ.

3.1 නිව්ටන්ගේ පළමු නියමය

නිව්ටන්ගේ පළමු නියමය පවසන්නේ නිශ්චලව පවතින සෑම වස්තුවක්ම නිශ්චලව පවතින බවයි, නැතහොත් නියත වේගයකින් කෙළින්ම චලනය වන සෑම වස්තුවක්ම

වස්තුව මත ක්‍රියා කරන මුළු බලය ශුන්‍ය නම් නියත වේගයකින් කෙළින්ම ගමන් කිරීම දිගටම කරගෙන යනු ඇත.

ΣF = 0

මෙම සමීකරණය නිව්ටන්ගේ පළමු නියමයෙන් ලබාගත් ගණිතමය ප්‍රකාශනයකි.

ඔබ වටා ඇති වස්තුවක්, උදාහරණයක් ලෙස මේසයක්, ගලක් හෝ ඕනෑම වස්තුවක් බලන්න. නිශ්චලව පවතින මේසයක් චලනය නොකළහොත් හෝ තල්ලු කිරීමක් හෝ ඇදීමක් වැනි බාහිර බලයක් ලබා නොදුන්නත් නිශ්චලව පවතිනු ඇත. මේස හෝ පාෂාණ හෝ නිශ්චලව ඇති වස්තූන් මත ක්‍රියා කරන බලයක් නැද්ද? වස්තුව මත ක්‍රියා කරන බලයක් ඇත, නමුත් වස්තුව මත ක්‍රියා කරන සියලුම බලවල එකතුව හෝ මුළු බලය ශුන්‍ය වේ. පෘථිවිය වැනි ග්‍රහලෝක මතුපිට තවමත් පවතින වස්තූන් මත ක්‍රියා කරන බලවේග ගුරුත්වාකර්ෂණය (w) සහ සාමාන්‍ය බලය (N) වේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ දිශාව පෘථිවියේ මධ්‍යයට ලම්බක වේ, සාමාන්‍ය බලයේ දිශාව ඉහළට ලම්බක වේ. මෙම බල දෙකෙහි විශාලත්වය සමාන වේ, නමුත් ඒවාට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාව ඇත, එබැවින් මුළු බලය ශුන්‍යයට සමාන වේ.

නියත වේගයෙන් කෙළින්ම චලනය වන දේවල් ගැන කුමක් කිව හැකිද? මෙම ගැටළුව පැහැදිලි කිරීම සඳහා, ඔබ වස්තුවක්, උදාහරණයක් ලෙස ලෝහ කැබැල්ලක්, බිම මතුපිටට තල්ලු කළා යැයි සිතමු. තල්ලු කිරීමෙන් පසු, ලෝහය මන්දගාමී වී ඝර්ෂණය හේතුවෙන් නතර විය. ලෝහ කැබලි දුර හෝ දිගු කාලයක් ගමන් කිරීමට නම්, ඔබ ලෝහ තහඩුවේ බිම මතුපිට සහ මතුපිට සුමට කළ යුතුය. බිම මතුපිට සුමට නම් සහ ඝර්ෂණයක් නොමැති නම්, ලෝහ තහඩුව චලනය වෙමින් පවතින අතර නතර නොවේ. පරිපූර්ණ, සුමට තට්ටුවේ මතුපිට චලනය වන ලෝහ තහඩුව මත ක්‍රියා කරන බලයක් නැද්ද? ලෝහ තහඩු මත ක්‍රියා කරන බලවේග තිබේ, එනම් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සහ සාමාන්‍ය බලය. මෙම බලවේග දෙකම සිරස් දිශාවකට ක්‍රියා කරන අතර බිම සුමට නම් තිරස් දිශාවට ලෝහ තහඩු චලනයට බලපාන්නේ නැත.

3.2 නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය

නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය පවසන්නේ වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන මුළු බලය ශුන්‍යයට සමාන නොවේ නම්, වස්තුව ත්වරණය වන බවයි. ත්වරණයේ විශාලත්වය මුළු බලයේ විශාලත්වයට සමානුපාතික වන අතර වස්තුවේ ස්කන්ධයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. ත්වරණයේ දිශාව මුළු බලයේ දිශාවට සමාන වේ.

ΣF = මා

ΣF = මුළු බලය (kg m/s ² ), m = ස්කන්ධය (kg), a = ත්වරණය (m/s ² )

1.2 සමීකරණය නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයෙන් ලබාගත් ගණිතමය ප්‍රකාශනයකි.

ත්වරණය ශුන්‍යයට සමාන නම් (a = 0) 1.2 සමීකරණය 1.1 සමීකරණයට වෙනස් වේ. එබැවින්, නිව්ටන්ගේ පළමු නියමය නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයේ විශේෂ අවස්ථාවකි. 1.2 සමීකරණය මත පදනම්ව, බලය වැඩි වන තරමට ත්වරණය වැඩි වන බව නිගමනය කෙරේ. අනෙක් අතට, ස්කන්ධය වැඩි වන තරමට ත්වරණය කුඩා වේ. මේ සම්බන්ධයෙන් ඔබ අත්හදා බැලීමක් සිදු කිරීමෙන් පසු බලය, ස්කන්ධය සහ ත්වරණය අතර සම්බන්ධතාවය වඩා හොඳින් අවබෝධ වේ.

නියැදි ගැටලුව 1:

ඉහත රූපය මත පදනම්ව වස්තූන්ගේ ත්වරණයේ විශාලත්වය සහ දිශාව තීරණය කරන්න...

විසඳුමක්:

ΣF = මා

4 kg m/s ² = (1 kg) a

a = 4 kg m/s ² : 1 kg = 4 m/s ²

ත්වරණයේ විශාලත්වය = 4 m/s ² , දකුණට ත්වරණයේ දිශාව.

නියැදි ගැටලුව 2:

ඉහත රූපය මත පදනම්ව ත්වරණයේ විශාලත්වය සහ දිශාව තීරණය කරන්න...

විසඳුමක්:

ΣF = මා

4 kg m/s ² – 1 kg m/s ² = (1 kg) a

3 kg m/s ² = (1 kg) a

a = 3 kg m/s ² : 1 kg

a = 3 m/s ²

ත්වරණයේ විශාලත්වය = 3 m/s ² , දකුණට ත්වරණයේ දිශාව.

3.2.1 බර (w)

බර යනු ස්කන්ධ වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි.

ΣF = මා

w = mg

1.3 සමීකරණය යනු වස්තුවක බර ගණනය කිරීම සඳහා වන සමීකරණයයි.

w = බර (kg m/s ² ), m = ස්කන්ධය (kg), g = ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය (m/s ² ). පෘථිවි පෘෂ්ඨය මත ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණයේ (g) විශාලත්වය 9.8 m/s ^{2 වේ. ගණනය කිරීම් සරල කිරීම සඳහා, g 10 m/s 2} ට වට කර ඇත.

3.2.2 සාමාන්‍ය බලය (N)

සාමාන්‍ය බලය යනු එකිනෙකා ස්පර්ශ කරන වස්තූන් දෙකක් මත ක්‍රියා කරන බලය වන අතර, එහිදී සාමාන්‍ය බලයේ දිශාව ස්පර්ශ තලයේ මතුපිටට ලම්බක වේ.

මේසයේ මතුපිටට ඉහළින් තවමත් ඇති වස්තූන් නිරීක්ෂණය කරන්න. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය හෝ බර ද වස්තුව මත ක්‍රියා කරයි. සාමාන්‍ය බලයක් ඇති බැවින් ගසකින් වැටෙන පලතුරු මෙන් වස්තූන් නිදහසේ වැටෙන්නේ නැත. බර (w) සහ සාමාන්‍ය (N) සමාන නමුත් ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවන් වන බැවින් වස්තුවක් මත ඇති මුළු බලය ශුන්‍ය වේ.

ΣF = 0

N – w = 0

එන් = ඩබ්ලිව්

3.3 නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමය

නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමය පවසන්නේ වස්තුව 1 වස්තුව 2 ට බලය ලබා දෙන්නේ නම්, ඒ සමඟම වස්තුව 2 වස්තුව 1 ට බලය ලබා දෙන බවයි. බල දෙකම සමාන වේ, නමුත් බල දෙකෙහි දිශාව ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ. එක් බලයක් ක්‍රියාව ලෙසද, අනෙක ප්‍රතික්‍රියාව ලෙසද හැඳින්වේ.

F ක්‍රියාව = – F ප්‍රතික්‍රියාව

1.3 සමීකරණය නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමයෙන් ලබාගත් ගණිතමය ප්‍රකාශනයකි. 1.3 සමීකරණයේ සෘණ ලකුණ බලයේ දිශාව පැහැදිලි කරයි.

නිව්ටන්ගේ තුන්වන නියමය වඩා හොඳින් තේරුම් ගැනීමට අත්හදා බලන්න. ඔබට ස්කේට්බෝඩ් එකක් තිබේ නම්, ස්කේට්බෝඩ් එකක සිටගෙන බිත්තිය තල්ලු කරන්න. බිත්තිය තල්ලු කිරීමෙන් පසු, ස්කේට්බෝඩ් එක පසුපසට ගමන් කරයි. ඔබේ බලයේ දිශාව ඉදිරියට වන අතර, ස්කේට්බෝඩ් එකේ දිශාව පසුපසට වේ.

මෙයින් ඇඟවෙන්නේ බිත්තිය ද ඔබව බලහත්කාරයෙන් බලගන්වන බවයි. ඔබ බිත්තිය තල්ලු කරන විට, ඒ සමඟම, බිත්තිය ද ඔබව තල්ලු කරයි. ඔබේ තල්ලු බලය බිත්තිය මත ක්‍රියා කරන අතර, බිත්තියේ තල්ලු බලය ඔබ මත ක්‍රියා කරයි. බල දෙකම එකම දිශාවලට නමුත් ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට පවතී. ඔබට එක් බලයක් ක්‍රියාවක් ලෙසත් තවත් බලයක් ප්‍රතික්‍රියාවක් ලෙසත් හැඳින්විය හැකිය.

තවත් අත්හදා බැලීමක් කළ හැක්කේ රබර් බැලුනයක් පිඹීම සහ රබර් බැලුනය වාතයෙන් පිරී ඇති නිසා ප්‍රසාරණය වූ පසු බැලුනය මුදා හැරීමයි. මුදා හැරීමෙන් පසු බැලුනය "පියාඹනවා". බැලුන චලනයේ දිශාව බැලූනයෙන් වාතය පිටවන දිශාවට ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ. මෙය පැහැදිලි කරන්නේ කෙසේද?

බැලූනයේ මුඛය මුදා හරින විට, බැලූනය වාතය පිටතට තල්ලු කරයි. ඒ සමඟම වාතය බැලූනය ද තල්ලු කරයි. වායු තල්ලු බලය නිසා බැලූනය පියාසර කරයි. බැලූනයේ බලය වාදනය කරමින් ක්‍රියා කරයි, වාතයේ බලය බැලූනය මත ක්‍රියා කරයි. බල දෙකම සමාන වේ, නමුත් දිශාව ප්‍රතිවිරුද්ධ වේ.

රූපය 2 නිරීක්ෂණය කර එය රූපය 3 සමඟ සසඳන්න. වස්තුවක් (N) මත ක්‍රියා කරන සාමාන්‍ය බලය යනු මේසයේ මතුපිටක් වැනි පැතලි මතුපිටකින් ලබා දෙන බලයයි. ඒ සමඟම, වස්තූන් මේසයේ මතුපිටට (N ') බලය ද ලබා දෙයි. මෙම සාමාන්‍ය බල දෙකම (N සහ N') එකම විශාලත්වයක් ඇති නමුත් ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට පිහිටා ඇති අතර විවිධ වස්තූන් මත ක්‍රියා කරයි. එකම විශාලත්වයක් ඇති සහ එකම වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන w සහ N මෙන් නොව. එබැවින් N සහ N 'ක්‍රියා-ප්‍රතික්‍රියා බල වේ.