වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය

වස්තුවක් මත ශුද්ධ බලය ක්‍රියා කරන්නේ නම්, වස්තුව ත්වරණයට ලක් වේ (වස්තුව විස්ථාපනයට ලක් වේ). වස්තුව ත්වරණයට ලක් වන විට, වස්තුවේ වේගය වෙනස් වේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ශුද්ධ බලයෙන් සිදු කරන කාර්යය වස්තුවේ ආරම්භක සහ අවසාන වේගයට සම්බන්ධ වේ.

නියත ශුද්ධ බලය මගින් වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය:

W _{ශුද්ධ} = ΣF s

නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයෙන් කියැවෙන්නේ වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන ශුද්ධ බලයක් තිබේ නම්, එම වස්තුව ත්වරණයට ලක්වන බවයි.

W _{ශුද්ධ} = (ma) s

ශුද්ධ බලය නියත නම්, වස්තුව අත්විඳින ත්වරණය ද නියත වේ. එබැවින්, ත්වරණය (a) සහ විස්ථාපන (s) සඳහා ඒකාකාර නොවන රේඛීය චලිත සමීකරණයක් ආදේශ කළ හැකිය.

වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය 1

ඒකාකාර නොවන රේඛීය චලිත සමීකරණය වැඩ සමීකරණයට ඇතුළත් කරන්න:

වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය 2

විස්තරය: EK _t = අවසාන චාලක ශක්තිය, EK _o = ආරම්භක චාලක ශක්තිය, m = ස්කන්ධය, v _t = අවසාන වේගය, v _o = ආරම්භක වේගය

මෙම සමීකරණය වැඩ-චාලක ශක්ති ප්‍රමේයය සාදයි. වැඩ-චාලක ශක්ති ප්‍රමේයය අපට දන්වන්නේ ශුද්ධ කාර්යය හෝ වස්තුවක් මත ශුද්ධ බලය මගින් සිදු කරන කාර්යය වස්තුවේ චාලක ශක්තියේ වෙනසට සමාන බවයි. වස්තුවක චාලක ශක්තිය, වස්තුව ස්ථාවර තත්වයක සිට දී ඇති වේගයකින් චලනය වීමට වේගවත් කිරීමට අවශ්‍ය ශුද්ධ කාර්යයට සමාන බවත්, අනෙක් අතට බවත් එය අපට දන්වයි.

උදාහරණ ප්‍රශ්නය 5: වැඩ-චාලක ශක්ති ප්‍රමේයය

මෙයද බලන්න ඕම්ගේ නියමය

කිලෝග්‍රෑම් 1000 ක ස්කන්ධයක් සහිත මෝටර් රථයක් නිශ්චල තත්වයක සිට ගමන් කරයි. ක්ෂණයකින් වේගය 10 m/s දක්වා වැඩි වේ. මෝටර් රථයේ එන්ජින් මගින් සිදු කරන ශුද්ධ කාර්යය කොපමණද?

විසඳුම:

දන්නා: m = 1000 kg, v _o = ආරම්භක වේගය = 0 m/s (පළමුව, මෝටර් රථය නිශ්චලව පවතී), v _t = අවසාන වේගය = 10 m/s

අවශ්‍යයි: ජාලය

W _net = 1⁄2 m (v _t² – v _o² )

W _{ශුද්ධ} = 1/2 (1000)(10 ² – 0 ² ) = (500)(100 – 0) = (500)(100) = ජූල් 50,000

1. වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය යනු කුමක්ද? වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මයේ සඳහන් වන්නේ වස්තුවක් මත සිදු කරන ශුද්ධ කාර්යය එහි චාලක ශක්තියේ වෙනසට සමාන බවයි. ගණිතමය වශයෙන්, $W_{n e t} = Δ K E$ , මෙහි $Δ K E$ යනු ආරම්භක චාලක ශක්තිය අඩු කරන අවසාන චාලක ශක්තියයි.

2. වස්තුවක ප්‍රවේගයේ වෙනසක් සමඟ කාර්යය සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? වස්තුවක් මත කරන ලද කාර්යය එහි ප්‍රවේගය වෙනස් කළ හැකිය. නිශ්චිතවම, වස්තුවක් මත කරන ලද ශුද්ධ කාර්යය එහි චාලක ශක්තියේ වෙනසට සමාන වන අතර, චාලක ශක්තිය ප්‍රවේගයේ වර්ගයට සම්බන්ධ වේ. මේ අනුව, වස්තුවක් මත ධනාත්මක ශුද්ධ කාර්යයක් සිදු කළහොත්, එහි ප්‍රවේගය (සහ එම නිසා එහි චාලක ශක්තිය) වැඩි වේ.

3. වස්තුවක් මත සෘණ කාර්යයක් සිදු කළ විට එහි චාලක ශක්තියට කුමක් සිදුවේද? වස්තුවක් මත සෘණ කාර්යයක් සිදු කළ විට එහි චාලක ශක්තිය අඩු වේ. මෙය වස්තුව මන්දගාමී වීමට හේතු විය හැක.

මෙයද බලන්න වැඩ-යාන්ත්‍රික ශක්ති මූලධර්මය

4. වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? නිව්ටන්ගේ දෙවන නියමය මඟින් බලයක් වස්තුවක චලිතයට බලපාන ආකාරය විස්තර කරන අතර, වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය මඟින් එම බලය මඟින් සිදු කරන කාර්යය චාලක ශක්තියේ වෙනසට සම්බන්ධ කරයි. සංකල්ප දෙකම සම්බන්ධ වන්නේ බලවේගවලට වස්තුවක චලිත තත්ත්වය සහ ශක්තිය වෙනස් කළ හැකි බවට ඇති අදහස හරහා ය.

5. වස්තුවක චාලක ශක්තිය සෘණ විය හැකිද? නැත, චාලක ශක්තිය සැමවිටම සෘණ නොවේ. එය $K E = 1/2 m v^{2}$ සූත්‍රය මගින් ලබා දී ඇත , එහිදී m යනු ස්කන්ධය වන අතර v යනු ප්‍රවේගයයි. ස්කන්ධය සහ ප්‍රවේගයේ වර්ග දෙකම ධන බැවින්, චාලක ශක්තිය ද ධන හෝ ශුන්‍ය වේ.

6. වෘත්තාකාර මාර්ගයක චලනය වන වස්තුවකට වැඩ-චාලක ශක්ති මූලධර්මය අදාළ වන්නේ කෙසේද? නියත වේගයකින් වෘත්තාකාර මාර්ගයක චලනය වන වස්තුවක් සඳහා, එහි වේගය නොවෙනස්ව පවතින බැවින් එහි චාලක ශක්තිය නියතව පවතී. කෙසේ වෙතත්, එහි ප්‍රවේගයේ දිශාව අඛණ්ඩව වෙනස් වේ. කේන්ද්‍රාපසාරී බල (ආතතිය හෝ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වැනි) පමණක් වස්තුව මත ක්‍රියා කරන්නේ නම්, මෙම බල මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍ය වේ, මන්ද ඒවා චලිතයේ දිශාවට ලම්බකව ක්‍රියා කරයි. මේ අනුව, ශුද්ධ කාර්යයක් සිදු නොවන අතර චාලක ශක්තියේ වෙනසක් නොමැත.

7. බාහිර බලවේග නොමැති විට, වස්තුවක චාලක ශක්තිය වෙනස් වන්නේ කෙසේද? බාහිර බලවේග නොමැති විට, වස්තුව මත කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොවේ, එනම් එහි චාලක ශක්තිය නියතව පවතී. මෙය ශක්ති සංරක්ෂණය පිළිබඳ ප්‍රකාශනයකි.

මෙයද බලන්න බලහත්කාරයෙන් කරන ලද වැඩ

8. වස්තුවක් මත සිදු කරන ලද ශුද්ධ කාර්යය ශුන්‍ය වූ විට එයින් අදහස් කරන්නේ කුමක්ද? වස්තුවක් මත සිදු කරන ලද ශුද්ධ කාර්යය ශුන්‍ය වූ විට, එයින් අදහස් වන්නේ වස්තුවේ චාලක ශක්තිය වෙනස් වී නොමැති බවයි. වස්තුව තවමත් චලනය විය හැකි නමුත් එහි වේගය නියතව පවතී.

9. වස්තුවකට කිසිදු කාර්යයක් සිදු කර නොමැති වුවද චාලක ශක්තිය තිබිය හැකිද? ඔව්, යම් කාල රාමුවක් තුළ කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොකර වස්තුවකට චාලක ශක්තිය තිබිය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, අභ්‍යවකාශයේ (ගුරුත්වාකර්ෂණ වස්තූන්ගෙන් ඈත්ව) දැනටමත් චලනය වන වස්තුවක් එහි චාලක ශක්තිය රඳවා තබා ගන්නා අතර කිසිදු බාහිර බලවේගයක් ඒ මත ක්‍රියා නොකළද නියත ප්‍රවේගයකින් චලනය වේ.

10. ගතානුගතික නොවන බලවේග මගින් සිදු කරන කාර්යය වස්තුවක චාලක ශක්තියට බලපාන්නේ කෙසේද? ගතානුගතික නොවන බලවේග මගින් සිදු කරන කාර්යය වස්තුවක චාලක ශක්තිය වැඩි කිරීමට හෝ අඩු කිරීමට හැකිය, එය වස්තුවේ චලිතයට සාපේක්ෂව බලයේ දිශාව සහ විශාලත්වය මත රඳා පවතී. උදාහරණයක් ලෙස, ඝර්ෂණය, ගතානුගතික නොවන බලයක්, සාමාන්‍යයෙන් සෘණ කාර්යයක් සිදු කරයි, එමඟින් වස්තුවක චාලක ශක්තිය අඩු කරයි.