වැඩ-යාන්ත්රික ශක්ති මූලධර්මය
වැඩ-චාලක ශක්ති ප්රමේයයෙන් කියැවෙන්නේ ශුද්ධ කාර්යය හෝ ශුද්ධ බලයෙන් සිදු කරන කාර්යය චාලක ශක්තියේ වෙනසට සමාන බවයි.
W ශුද්ධ = TO t – TO o = 1/2 m(v t 2 – v o 2 )
W net = ගතානුගතික බලය සහ ගතානුගතික නොවන බලය ලෙස බල වර්ග දෙකක් තිබේ. මේ අනුව, ගතානුගතික බලයක් විසින් සිදු කරන ලද කාර්යය සහ ගතානුගතික නොවන බලයක් විසින් සිදු කරන ලද කාර්යය යන දෙකෙන් ශුද්ධ කාර්යය සමන්විත යැයි සැලකිය හැකිය.
ඩබ්ලිව් ඇ + ඩබ්ලිව් එන්සී = Δකේඊ
ගතානුගතික බලයක් මගින් සිදු කරන කාර්යය විභව ශක්තියේ සෘණ වෙනසට සමාන වේ:
ඩබ්ලිව් ඇ = -ΔPE
– ΔPE + W nc = ΔKE
ඩබ්ලිව් nc = ΔPE + ΔKE
ඩබ්ලිව්එන්සී = ΔME
ඉහත සමීකරණයෙන් කියැවෙන්නේ වස්තුවක් මත ගතානුගතික නොවන බලයක් මගින් සිදු කරන කාර්යය වස්තුවේ යාන්ත්රික ශක්තියේ වෙනසට සමාන බවයි. යාන්ත්රික ශක්තිය = විභව ශක්තිය + චාලක ශක්තිය. විභව ශක්තිය ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තියේ හෝ ප්රත්යාස්ථ විභව ශක්තියේ ස්වරූපය ගත හැකිය.
උදාහරණ ප්රශ්නය: වැඩ-යාන්ත්රික ශක්ති ප්රමේයය
කිලෝග්රෑම් 2 ක පෙට්ටියක් මුලින් 10 m/s වේගයකින් චලනය වේ. ටික වේලාවකට පසු, පෙට්ටිය නතර වේ. පෙට්ටිය සහ බිම අතර චාලක ඝර්ෂණ සංගුණකය 0.2 කි. ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය 10 m/s 2 වේ . පෙට්ටියේ විස්ථාපනය කොපමණද?
සාකච්ඡා:
හඳුනාගත්: m = 2 kg, v o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 නිව්ටන්,
අසන ලද්දේ: පෙට්ටියේ විස්ථාපන ප්රමාණය (ය)
කාර්යය-යාන්ත්රික ශක්ති ප්රමේයය:
ඩබ්ලිව් එන්සී = ΔME
ඩබ්ලිව් nc = ΔPE + ΔKE
උස (h) නියතව පවතී නැතහොත් උසෙහි වෙනසක් නොමැත, එබැවින් ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තියේ වෙනසක් නොමැත.
ඩබ්ලිව්එන්සී = Δකේඊ
චාලක ඝර්ෂණ බලය මගින් සිදු කරන කාර්යය:
W nc = – f k s = μk N -s = μk w -s = μk mg -s
ඩබ්ලිව් nc = – (0.2)(2)(10)(ය) = – (4)(ය)
චාලක ඝර්ෂණ බලය ඍණ කාර්යයක් සිදු කරයි (චාලක ඝර්ෂණ බලය වස්තුවේ විස්ථාපනයට ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට පවතී)
චාලක ශක්තියේ වෙනස:
ΔKE = 1⁄2 m (v t 2 – v o 2 ) = 1⁄2 (2)(0 2 – 10 2 ) = (0 – 100) = – 100
වස්තුවේ විස්ථාපනය:
ඩබ්ලිව් එන්සී = Δකේඊ
– (4)(ය) = – 100
s = – 100 / – 4 = මීටර් 25
වැඩ-යාන්ත්රික ශක්ති මූලධර්මය පිළිබඳ සංකල්පීය ප්රශ්න 20ක් සහ පිළිතුරු:
1. ප්රශ්නය: වැඩ-යාන්ත්රික ශක්ති මූලධර්මය කුමක්ද? පිළිතුර: වැඩ-යාන්ත්රික ශක්ති මූලධර්මයේ සඳහන් වන්නේ වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය එහි යාන්ත්රික ශක්තියේ වෙනසට සමාන බවයි.
2. ප්රශ්නය: භෞතික විද්යාවේ කාර්යය අර්ථ දක්වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: කාර්යය යනු වස්තුවකට යොදන බලයේ සහ එය බලයේ දිශාවට චලනය වන දුරෙහි ගුණිතය ලෙස අර්ථ දැක්වේ.
3. ප්රශ්නය: යාන්ත්රික ශක්තිය යනු කුමක්ද? පිළිතුර: යාන්ත්රික ශක්තිය යනු වස්තුවක චාලක ශක්තිය සහ විභව ශක්තියයි.
4. ප්රශ්නය: සංවෘත පද්ධතියක මුළු යාන්ත්රික ශක්තිය නියතව පවතී.
5. ප්රශ්නය: ගතානුගතික බලයකට උදාහරණයක් දෙන්න. පිළිතුර: ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය යනු ගතානුගතික බලයකට උදාහරණයකි.
6. ප්රශ්නය: විභව ශක්තිය චාලක ශක්තියෙන් වෙනස් වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: විභව ශක්තිය යනු බිමට ඉහළින් ඇති උස වැනි පිහිටීම නිසා ඇතිවන ශක්තිය වන අතර චාලක ශක්තිය චලිතය නිසා ඇතිවේ.
7. ප්රශ්නය: ගතානුගතික බලයක් මඟින් සිදු කරන කාර්යය විභව ශක්තියට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: ගතානුගතික බලයක් මඟින් සිදු කරන කාර්යය විභව ශක්තියේ සෘණ වෙනසට සමාන වේ.
9. ප්රශ්නය: නිදහස්ව වැටෙන වස්තුවක විභව ශක්තිය චාලක ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වීම වැඩ-යාන්ත්රික ශක්ති මූලධර්මය පැහැදිලි කරන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: වස්තුවක් වැටෙන විට, එහි විභව ශක්තිය අඩු වන අතර එහි චාලක ශක්තිය සමාන ප්රමාණයකින් වැඩි වන අතර, මුළු යාන්ත්රික ශක්තිය නියතව තබා ගනී.
10. ප්රශ්නය: ඝර්ෂණය වැනි ගතානුගතික නොවන බලවේග පද්ධතිය මත ක්රියා කරන විට එහි යාන්ත්රික ශක්තියට කුමක් සිදුවේද? පිළිතුර: ගතානුගතික නොවන බලවේග බොහෝ විට තාපය ලෙස ශක්තිය විසුරුවා හරින බැවින් යාන්ත්රික ශක්තිය අඩු වේ.
11. ප්රශ්නය: පද්ධතියක යාන්ත්රික ශක්තිය වැඩි විය හැකිද? පිළිතුර: ඔව්, පද්ධතිය මත බාහිර වැඩ සිදු කරන විට.
12. ප්රශ්නය: කාර්යය පිළිබඳ සංකල්පය ශක්තියට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: කාර්යය යනු පද්ධතියක් තුළ ශක්තිය මාරු කරන හෝ පරිවර්තනය කරන මාධ්යයයි.
13. ප්රශ්නය: වස්තුවක් නියත ප්රවේගයකින් චලනය වන්නේ නම්, ඒ මත සිදු කරන ලද ශුද්ධ කාර්යය ගැන කුමක් කිව හැකිද? පිළිතුර: ත්වරණයක් සිදු නොවන නිසා ඒ මත සිදු කරන ලද ශුද්ධ කාර්යය ශුන්ය වේ.
15. ප්රශ්නය: සම්පීඩිත වසන්තයකට විභව ශක්තියක් ඇත්තේ ඇයි? පිළිතුර: වසන්තයක් සම්පීඩනය කළ විට, ඒ මත වැඩ සිදු කරනු ලබන අතර, එය විභව ශක්තිය ලෙස ගබඩා වේ. වසන්තය මුදා හරින විට මෙම ශක්තිය මුදා හැරිය හැක.
16. ප්රශ්නය: කාර්යය-ශක්ති ප්රමේයය යනු කුමක්ද? පිළිතුර: කාර්යය-ශක්ති ප්රමේයය පවසන්නේ වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය එහි චාලක ශක්තියේ වෙනසට සමාන බවයි.
17. ප්රශ්නය: බලය කාර්යයට සම්බන්ධ වන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: බලය යනු කාර්යය සිදු කරන හෝ ශක්තිය මාරු කරන වේගයයි. එය ලෙස ගණනය කෙරේ , එහිදී යනු කාර්යය වන අතර යනු කාලයයි.
18. ප්රශ්නය: කාර්යයට සෘණ අගයක් තිබිය හැකිද? පිළිතුර: ඔව්, බලය සහ චලිතයේ දිශාව ප්රතිවිරුද්ධ වූ විට කාර්යය සෘණ වේ.
19. ප්රශ්නය: බලය සහ චලිත දිශාව අතර කෝණය අංශක 90 ක් නම්, සිදු කරන ලද කාර්යය කුමක්ද? පිළිතුර: චලිත දිශාවට බලයට සංරචකයක් නොමැති බැවින් සිදු කරන ලද කාර්යය ශුන්ය වේ.
20. ප්රශ්නය: ලීවරයක් වැනි සරල යන්ත්රයක් කාර්යය පහසු කරන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: ලීවරයක් සිදු කරන ලද මුළු කාර්යය වෙනස් නොකරයි, නමුත් බලය යොදන ආකාරය වෙනස් කරයි, එමඟින් කාර්යය වඩාත් කළමනාකරණය කළ හැකි හෝ කාර්යක්ෂම වේ.
කාර්යය පිළිබඳ සංකල්පය සහ යාන්ත්රික ශක්ති මූලධර්මය භෞතික විද්යාවේ මූලික වන අතර විවිධ පද්ධති තුළ ශක්තිය මාරු කරන ආකාරය සහ පරිවර්තනය කරන ආකාරය පිළිබඳ මූලික අවබෝධයක් සපයයි.
