භෞතික විද්‍යා ව්‍යාපාරය

ඔබ පොතක් මේසයක් මතට තල්ලු කරන්නේ නම්, එය චලනය වන තුරු ඔබ පොත මත වැඩ කරමින් සිටී. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයෙන් ඇදී යන නිසා වස්තුවක් පෘථිවිය මතුපිටට වැටෙන විට , ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය වස්තුව මත ක්‍රියා කරයි. අනෙක් අතට, ඔබ දහඩියෙන් තෙමී යන තෙක් ඔබේ මුළු ශක්තියෙන් වස්තුවක් තල්ලු කළත් වස්තුව චලනය නොවේ නම්, ඔබ වස්තුව මත වැඩ කර නැත. එදිනෙදා ජීවිතයේදී, ඔබ වස්තුවක් තල්ලු කරමින් වැඩ හෝ වෙහෙස මහන්සි වී වැඩ කර ඇති බව කියනු ලැබේ, නමුත් භෞතික විද්‍යාවට අනුව, ඔබ වස්තුව මත වැඩ කර නැත, මන්ද වස්තුව විස්ථාපනය අත්විඳින්නේ නැත (වස්තුව ස්ථානය වෙනස් නොකරයි).

කාර්යය නියත බලයකින් (බලයේ විශාලත්වය සහ දිශාව සැමවිටම එලෙසම පවතී) හෝ විචල්‍ය බලයකින් (බලයේ විශාලත්වය සහ දිශාව වෙනස් වේ) සිදු කළ හැකිය. නියත විශාලත්වයක් සහ දිශාවක් සහිත බලයකට උදාහරණයක් වන්නේ පෘථිවි පෘෂ්ඨය අසල වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි. විචල්‍ය විශාලත්වයක් සහ දිශාවක් සහිත බලයකට උදාහරණයක් වන්නේ දඟරයක බලයයි. ඔබ දඟරයක් දිගු කරන්නේ නම්, ඔබ එය වැඩි වැඩියෙන් දිගු කරන තරමට, ඔබ එය තදින් ඇද ගන්නා බැවින්, දඟරය දිගු වන විට බලයේ විශාලත්වය නියත නොවේ. තවත් උදාහරණයක් නම්, රොකට්ටුවක් අභ්‍යවකාශයට ගමන් කරන විට, එය පෘථිවි පෘෂ්ඨයෙන් දුරස් වන තරමට, රොකට්ටුව මත ක්‍රියා කරන පෘථිවියේ ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය අඩු වේ.

1.1 නියත බලයකින් කරන ලද කාර්යයක්
ගණිතමය වශයෙන්, නියත බලයක් මගින් වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය පහත සඳහන් ගුණිතයේ වේ. විස්ථාපනය වස්තුවේ විස්ථාපනයට සමාන දිශාවකට බලයක් හෝ බල සංරචකයක් සහිත වස්තුවක්.

තල්ලු කිරීමේ බලය (F) මගින් සිදු කරන කාර්යය:
W = (F)(s)(cos θ) = F s (cos 0) = F s (1) = F s
තිරස් දිශාවට (F cos θ) බලයේ සංරචකය මගින් සිදු කරන කාර්යය:
W = (F cos θ)(s)(cos 0) = (F cos θ)(s)(1) = F s cos θ
චාලක ඝර්ෂණ බලය (fk) මගින් කරන ලද කාර්යය:
ඩබ්ලිව් = (එෆ්_k කොස් θ)(කොස් 180) = (f_k )(ය)(-1) = – එෆ්_k s
සාමාන්‍ය බලයෙන් කරන ලද කාර්යය (N):
W = (N)(ය)(කොස් 90)^o) = (N)(ය)(0) = 0
ගුරුත්වාකර්ෂණය (w) මගින් කරන ලද කාර්යය:
W = (w)(s)(cos 90)^o) = (w)(s)(0) = 0
විස්තරය: W = උත්සාහය හෝ කාර්යය (ජූල්ස්), s = විස්ථාපනය (මීටර), θ = විස්ථාපනය සමඟ බලයෙන් සාදන ලද කෝණය

පෙර උදාහරණයේ දී, සිදු කරන ලද කාර්යය ගුරුත්වාකර්ෂණය (w) ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ දිශාව ලම්බකව (90° කෝණයක් සාදමින්) ඇති බැවින් අගය ශුන්‍ය වේ.^o) වස්තුවේ විස්ථාපන දිශාව (චලිත දිශාව) සමඟ. ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ දිශාව විස්ථාපන දිශාවට සමාන හෝ ප්‍රතිවිරුද්ධ නම් බර මගින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍ය නොවන බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය.

a රූපයේ දැක්වෙන නිදහසේ වැටෙන වස්තුව මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය (w) මගින් සිදු කරන කාර්යය:
W = F s (cos θ) = wh (cos 0) = wh (1) = wh = mgh
b රූපයේ සිරස් අතට ඉහළට චලනය වන වස්තුව මත ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය (w) මගින් සිදු කරන කාර්යය:
W = F s (cos θ) = wh (cos 180) = wh (-1) = -wh = -mgh

විස්තරය: w = බර (නිව්ටන්), h = උස (මීටර), m = ස්කන්ධය (kg), g = ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය (තත්පරයට මීටර් වර්ග කර ඇත)

පෙර පැහැදිලි කිරීම මත පදනම්ව, පහත සඳහන් කරුණු නිගමනය කළ හැකිය:
පළමුවන, වස්තුව විස්ථාපනය අත්විඳින්නේ නැත්නම්, විස්ථාපනය මත ක්‍රියා කරන බලය ක්‍රියා නොකරයි. s = 0 නම් W = 0.
දෙවැනිබලය වස්තුවේ විස්ථාපනයට යම් කෝණයක් සාදයි නම්, වස්තුවේ විස්ථාපනයේ දිශාවට ඇති බලයේ සංරචකය පමණක් වස්තුව මත ක්‍රියා කරයි.
කෙටිගා, වස්තුවක විස්ථාපනයට ලම්බක බලයක් වස්තුව මත කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොකරයි. බලය විස්ථාපනයට ලම්බක නම්, සාදනු ලබන කෝණය 90° වේ.^o. කොස් 90^o = 0.
හතරවන, වෑයම ධන හෝ සෘණ විය හැක. බලය වස්තුවේ විස්ථාපනයට සමාන දිශාවකට නම්, සාදනු ලබන කෝණය 0 වේ.^o එවිට බලය ධනාත්මක කාර්යයක් කරයි, බලය විස්ථාපනයට ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට නම් ප්‍රතිවිරුද්ධව, සෑදෙන කෝණය 180 වේ.^o එවිට බලය වස්තුව මත ඍණාත්මක කාර්යයක් සිදු කරයි.
වස්තුවක් විස්ථාපනය අත්විඳින අතරතුර නියත බලයක් මගින් වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය, බල (F) සහ විස්ථාපන (ය) ප්‍රස්ථාරයේ සෙවන ලද ප්‍රදේශයට සමාන වේ.
කාර්යය සඳහා සංකේතය W (ලොකු අකුර) වන අතර බර සඳහා සංකේතය w (කුඩා අකුර) වේ. කාර්යය සඳහා ජාත්‍යන්තර පද්ධති ඒකකය නිව්ටන් මීටරය (N m) වේ. නිව්ටන් මීටරය සඳහා තවත් නමක් වන්නේ ජූල්, කෙටියෙන් J, 19 වන සියවසේ බ්‍රිතාන්‍ය භෞතික විද්‍යාඥ ජේම්ස් ප්‍රෙස්කොට් ජූල්ට ගෞරවයක් ලෙස නම් කරන ලදී.

1.2. නියත නොවන බලයකින් සිදු කරන කාර්යය
විචල්‍ය බලයකට උදාහරණයක් වන්නේ දුනු බලයයි. දුනු බලයේ විශාලත්වය සැමවිටම වෙනස් වන බැවින්, නියත බලයකින් කරන ලද කාර්යය සඳහා සූත්‍රය භාවිතයෙන් වස්තුවක් මත දුනු බලයෙන් කරන ලද කාර්යය ගණනය කළ නොහැක.

දඟරය දිගු කර ඇත්නම්, දඟරය දිගු වන තරමට අවශ්‍ය බලය වැඩි වේ. ඒ හා සමානව, අනෙක් අතට, පීඩනය වැඩි වන තරමට, දඟරය තද කරන විට බලය කෙටි වන තරමට, අවශ්‍ය බලය වැඩි වේ. දඟරය තද කර හෝ දිගු කරන තාක් කල්, දඟර බලය 0 (x = 0) සිට උපරිම (F = kx) දක්වා වෙනස් වේ, එබැවින් දඟර බලය සාමාන්‍යය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ. සාමාන්‍ය දඟර බලය:
එෆ් = ½ (0 + කිx) = ½ කිx
දඟර බලය මගින් වස්තුවක් මත සිදු කරන කාර්යය:
W = F x = ½ kx²
විස්තරය: W = කාර්යය (ඒකක ජූල්), x = දුනු දිග වැඩිවීම (ඒකක මීටර්), F = දුනු බලය (ඒකක නිව්ටන්).

2. ප්‍රතිඵල කාර්යය හෝ සම්පූර්ණ කාර්යය (සම්පූර්ණ බලයෙන් කරන ලද කාර්යය)
වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන එකම බලය එහි විස්ථාපනයේදී පවතින්නේ නම්, මුළු බලයෙන් කරන කාර්යය එම බලයෙන් කරන කාර්යයට සමාන වේ. උදාහරණයක් ලෙස, වස්තුවක් නිදහස් වැටීමක පවතින විට සහ වායු ප්‍රතිරෝධය නොසලකා හරින විට, වස්තුව මත ක්‍රියා කරන එකම බලය ගුරුත්වාකර්ෂණයයි.
ඩබ්ලිව්= ඩබ්ලිව්_{ගුරුත්වාකර්ෂණය}
වස්තුවක් චලනය වන විට එම වස්තුව මත බල කිහිපයක් ක්‍රියා කරන්නේ නම්, එම බලයෙන් සිදු කරන කාර්යය, එම වස්තුව මත ක්‍රියා කරන සියලුම බල මගින් සිදු කරන කාර්යයේ එකතුවට සමාන වේ.
ඩබ්ලිව් = ඩබ්ලිව්₁ + ඩබ්ලිව්₂ + ඩබ්ලිව්₃ + ... + එච්_n
වස්තුවක් මත ක්‍රියා කරන බල කිහිපයක් මගින් සිදු කරන කාර්යය ගණනය කළ හැක්කේ පළමුව මුළු බලයේ විශාලත්වය සොයා ගෙන පසුව එය විස්ථාපනයේ විශාලත්වයෙන් ගුණ කිරීමෙනි.
W = (ප්‍රතිඵල බලය)(විස්ථාපනය) = (ප්‍රතිඵල F)(ය)

යොමුව