සිරස් චලිතය - ගැටළු සහ විසඳුම්
1. A බෝලය 10 m/s වේගයෙන් සිරස් අතට ඉහළට විසි කරයි . තත්පර 1 කට පසුව, එම ස්ථානයේ සිට, B බෝලය 25 m/s වේගයෙන් එම මාර්ගය ඔස්සේ සිරස් අතට ඉහළට විසි කරනු ලැබේ. B බෝලය A බෝලයට මුහුණ දෙන විට එහි උස කොපමණද?
විසඳුම:
සිරස් චලිතය පිළිබඳ ගැටළුව විසඳීමේදී , ඉහළට යන දෛශික ප්‍රමාණයට ධන ලකුණක් ලබා දෙන අතර, පහළට යන දෛශික ප්‍රමාණයට සෘණ ලකුණක් ලබා දේ.
දන්නා:
A බෝලයේ ආරම්භක වේගය (v o ) = 10 m/s
A බෝලයේ කාල පරතරය (t) = x
B බෝලයේ ආරම්භක වේගය (v o ) = 25 m/s
B බෝලයේ කාල පරතරය (t) = x – 1
ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ඇතිවන ත්වරණය (g) = -10 m/s 2 ( ගුරුත්වාකර්ෂණ දිශාව පහළට ඇති බැවින් සෘණ ලකුණ ලබා දී ඇත)
අවශ්‍යයි : A බෝලය හමුවන විට B බෝලයේ උස (h)
h A = h බී
v o t + ½ gt 2 = v o t + ½ gt 2
10x + ½ (-10) x 2 = 25 (x-1) + ½ (-10) (x-1) 2
10x – 5x 2 = 25 (x-1) – 5 (x-1) 2
10x – 5x 2 = 25x – 25 – 5 (x 2 -2x+1)
10x – 5x 2 = 25x – 25 – 5x 2 + 10x – 5
10x – 5x 2 – 25x + 25 + 5x 2 – 10x + 5 = 0
– 5x 2 + 5x 2 + 10x – 25x – 10x + 25 + 5 = 0
10x – 25x – 10x + 25 + 5 = 0
– 25x + 25 + 5 = 0
– 25x + 30 = 0
– 25x = – 30
x = -30/-25
x = තත්පර 1.2
B පන්දුව හමුවීමට පෙර වාතයේ A පන්දුවේ කාල පරතරය = තත්පර 1.2
A පන්දුව හමුවීමට පෙර වාතයේ B පන්දුව සඳහා කාල පරතරය = තත්පර 1.2 – තත්පර 1 = තත්පර 0.2.
B බෝලය හමුවන විට A බෝලයේ උස:
h = v o t + ½ gt 2 = (10)(1.2) + 1/2 (-10)(1.2) 2 = 12 – 5(1.44) = 12 – 7.2 = මීටර් 4.8 තත්පර
A බෝලය හමුවන විට B බෝලයේ උස:
h = v o t + ½ gt 2 = (25)(0.2) + 1/2 (-10)(0.2) 2 = 5 – 5(0.04) = 5 – 0.2 = මීටර් 4.8 තත්පර
1. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද?
පිළිතුර: සිරස් චලිතය යනු සාමාන්‍යයෙන් ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ බලපෑම යටතේ වස්තුවක ඉහළට හෝ පහළට චලනයයි.
2. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතයේදී ගුරුත්වාකර්ෂණය (g) නිසා ඇතිවන ත්වරණය වැදගත් වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: පෘථිවි පෘෂ්ඨය අසල ඇති සියලුම වස්තූන් නියත ත්වරණයක් අත්විඳිති, , එය ආසන්න වශයෙන් 9.81 m/s² පහළට වේ.
3. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතයේදී වස්තුවකට ආරම්භක ප්‍රවේගයක් තිබිය හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, වස්තූන්ගේ සිරස් චලිතය ආරම්භ වන විට ඒවාට ආරම්භක ඉහළට හෝ පහළට ප්‍රවේගයක් තිබිය හැකිය.
4. ප්‍රශ්නය: නිදහසේ වැටෙන වස්තුවක ප්‍රවේගයට කුමක් සිදුවේද?
පිළිතුර: පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් නිදහසේ වැටෙන වස්තුවක ප්‍රවේගය සෑම තත්පරයකටම ආසන්න වශයෙන් 9.81 m/s කින් වැඩි වේ.
5. ප්‍රශ්නය: සිරස් අතට විසි කරන ලද වස්තුවක් සඳහා නැගීමේ කාලය බැසීමේ කාලයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: ඉහළට විසි කර නැවත වැටීමට ඉඩ දෙන වස්තුවක් සඳහා, නැගීමේ කාලය බැසීමේ කාලයට සමාන වේ.
6. ප්‍රශ්නය: වස්තුවක උපරිම උසෙහි දී එහි ප්‍රවේගය කොපමණද?
පිළිතුර: උපරිම උසකදී, වස්තුවක් පහළට යාමට පෙර එහි සිරස් ප්‍රවේගය ශුන්‍ය වේ.
8. ප්‍රශ්නය: වායු ප්‍රතිරෝධය සිරස් චලිතයට බලපාන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: වායු ප්‍රතිරෝධය චලිතයට විරුද්ධ වන අතර, වැටෙන වස්තූන් සඳහා ත්වරණය සහ පර්යන්ත ප්‍රවේගය අඩු කරයි.
9. ප්‍රශ්නය: පර්යන්ත ප්‍රවේගය යනු කුමක්ද?
පිළිතුර: පර්යන්ත ප්‍රවේගය යනු වායු ප්‍රතිරෝධය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට සමාන වන විට වැටෙන වස්තුවක් ළඟා වන නියත උපරිම ප්‍රවේගයයි.
10. ප්‍රශ්නය: ඉහළට චලනය වන විට වස්තුවකට සෘණ ත්වරණයක් තිබිය හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, වස්තුවක් ගුරුත්වාකර්ෂණයට එරෙහිව ඉහළට ගමන් කරන විට, එයට -g ට සමාන සෘණ ත්වරණයක් ඇත.
12. ප්‍රශ්නය: ඉහළට විසි කරන ලද වස්තූන් සඳහා ත්වරණය ඍණ වන්නේ ඇයි?
පිළිතුර: ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් සිදුවන ත්වරණය පහළට ක්‍රියා කරන බැවින්, ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට චලනය වන වස්තූන් සඳහා එය සෘණ ලෙස සැලකේ.
14. ප්‍රශ්නය: නිදහස් වැටීම යනු කුමක්ද?
පිළිතුර: නිදහස් වැටීම යනු ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ බලපෑම යටතේ වෙනත් කිසිදු බලයක් ක්‍රියා නොකර වස්තුවක චලනයයි.
15. ප්‍රශ්නය: වස්තුවක් පහළට විසි කරන විට එහි චලිතය සහ බිම හෙළන විට එහි චලිතය වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: දෙකම ගුරුත්වාකර්ෂණය නිසා ත්වරණය අත්විඳිති. කෙසේ වෙතත්, පහළට විසි කරන ලද වස්තුවකට අමතර ආරම්භක ප්‍රවේගයක් ඇති අතර, එමඟින් එය බිමට වැටෙන එකක් වඩා වේගයෙන් බිමට ළඟා වේ.
16. ප්‍රශ්නය: වස්තුවක පර්යන්ත ප්‍රවේගයට බලපාන සාධක මොනවාද?
පිළිතුර: සාධක අතරට වස්තුවේ ස්කන්ධය, හැඩය, මතුපිට වර්ගඵලය සහ එය වැටෙන මාධ්‍යයේ ඝනත්වය සහ දුස්ස්‍රාවීතාවය ඇතුළත් වේ.
17. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතයේ ඇති වස්තුවකට චාලක ශක්තියක් සහ විභව ශක්තියක් තිබේද?
පිළිතුර: ඔව්, වස්තුවක් වැටෙන විට එහි චාලක ශක්තිය වැඩි වන අතර, එහි විභව ශක්තිය අඩු වන අතර, නැඟීමේදී අනෙක් අතටද සිදුවේ.
18. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතයේදී වස්තුවක ප්‍රවේගය වෙනස් වන්නේ ඇයි?
පිළිතුර: ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය නියත ත්වරණයක් ඇති කරයි, එමඟින් වස්තුවේ ප්‍රවේගය පර්යන්ත ප්‍රවේගයට ළඟා වන තෙක් හෝ දිශාව වෙනස් වන තෙක් වෙනස් කරයි.
19. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතය ඒකාකාරව ත්වරණ චලිතයක් ලෙස විස්තර කළ හැකිද?
පිළිතුර: ඔව්, වායු ප්‍රතිරෝධයක් නොමැති විට, ගුරුත්වාකර්ෂණය යටතේ සිරස් චලිතය ත්වරණයකින් ඒකාකාරව වේගවත් වේ.
20. ප්‍රශ්නය: සිරස් චලිතයට ශක්ති සංරක්ෂණ මූලධර්මය යෙදෙන්නේ කෙසේද?
පිළිතුර: වායු ප්‍රතිරෝධයට ශක්ති හානියක් සිදු නොවන බව උපකල්පනය කරමින් සිරස් චලිතයේදී චාලක සහ විභව ශක්තියේ එකතුව නියතව පවතී.
සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ දී සිරස් චලිතය අවබෝධ කර ගැනීම අත්‍යවශ්‍ය වන අතර ක්‍රීඩා විද්‍යාවේ සිට ඉංජිනේරු සහ ආරක්ෂක රෙගුලාසි දක්වා ප්‍රායෝගික යෙදීම් එහි ඇත.
