Galuega e faia i le malosi
1.1 Fa'amatalaga o Galuega
Afai e te tuleia se tusi i luga o le laulau se'ia o'o ina se'e ese le tusi, e ta'u atu ia te oe ua e faia se galuega i le tusi. Afai e pa'ū se mea i le eleele ona o le tosoina o le malosi o le kalave, e ta'u atu ua faia e le malosi o le kalave se galuega i le mea. I se isi itu, afai e te tuleia se mea ma lou malosi atoa se'ia o'o ina e afu tele, ae e le minoi lava le mea, e ta'u atu e te le'i faia se galuega i le mea. I le olaga i aso faisoo, e ono fai mai tagata ua e faia se galuega mamafa e ala i le tuleia o le mea ae i le Fisiki, e te le faia se galuega i le mea aua e leai se se'e ese o le mea.
E mafai ona faia le galuega i luga o se mea faitino e ala i se malosi e le suia (o le aofaʻi ma le itu e tutusa) poʻo se malosi e fesuisuiaʻi (o le aofaʻi ma le itu e fesuisuiaʻi). O se faʻataʻitaʻiga o le malosi e tutusa le aofaʻi ma le itu e tutusa o se malosi o le kalave, lea e galue i luga o se mea faitino pe a latalata le mea faitino i le eleele. A paʻu saʻoloto se mea faitino i tafatafa o le eleele, o le aofaʻi ma le itu o le faʻavavevaveina o le paʻu saʻoloto o le mea faitino e tutusa ona o le aofaʻi ma le itu o le malosi o le kalave e faʻavavevaveina ai le mea faitino e tutusa. O se faʻataʻitaʻiga o le malosi e le tutusa le aofaʻi (ae o loʻo i ai se itu e tutusa) o le malosi o le spring . O le isi faʻataʻitaʻiga o se roketi e faʻalauiloa i le vateatea poʻo le toe foʻi mai i le fogaeleele o le lalolagi. A faʻalauiloa se roketi, o le aofaʻi o le malosi o le kalave o loʻo galue i ai e suia i se fua faʻafeagai i le mamao faʻatafafa mai le ogatotonu o le lalolagi.
1.1.1 Galuega na faia e malosiaga faifai pea
I le fa'amatematika, o le galuega e faia e se malosi tumau i luga o se mea faitino ua fa'amatalaina o le si'itia fa'ateleina i le malosi po'o se vaega o le malosi lea e tutusa le itu ma le si'itia o le mea faitino. Mata'ituina se mea faitino i luga o se fogāeleele mafolafola ma le si'itia i le taumatau e mafua mai i le malosi tulei (F).
Ata 1. (Pito i luga) O le itu o le fesiitaiga o le mea faitino e tutusa ma le malosi F. (Pito i lalo) O le itu o le fesiitaiga o le mea faitino e tutusa ma le vaega o le malosi F i se itu faalava (F cos).
O le galuega e faia e le malosi tulei (F) e faapea:
W = (F)(s)(cos θ) = Fs (cos 0) = Fs (1)
W = Fs
O le galuega e faia e le vaega o le malosi F i se itu faalava (F cos θ) e faapea:
W = (F cos θ)(s)(cos 0) = (F cos )(s)(1)
W = F s cos θ
O le galuega e faia e le malosi o le feteʻenaʻiga kinetic (f k ) e faapea:
W = (f k )(s)(cos 180) = (f k )(s)(-1)
W = – (f k )(s)
O le galuega e faia e le malosi masani (N) e faapea:
W = (N)(s)(cos 90) = (N)(s)(0) = 0
O le galuega e faia e le mamafa (w) e faapea:
W = (w)(s)(cos 90) = (w)(s)(0) = 0
Fa'amatalaga: W = galuega, s = aofa'i o le si'itia, θ = tulimanu i le va o le malosi ma le si'itia.
Ata 2.
(a) O loʻo pa'ū saʻoloto le mea faitino. O loʻo i le itu lava e tasi le mamafa ma le tulaga o le siʻitia (b) O loʻo agai saʻo i luga le mea faitino. O le itu o le mamafa e faʻafeagai ma le itu o le siʻitia.
I le faʻataʻitaʻiga muamua, o le galuega e faia e le mamafa (w) e iai lona tau o le zero auā o le itu o le mamafa o le mea e faʻasaga saʻo i le itu o le feʻaveaʻi o le mea. E tatau ona maitauina o le galuega e faia e le mamafa o le a leai sona tau o le zero pe afai o le itu o le mamafa e tutusa pe faʻafeagai ma le itu o le feʻaveaʻi o le mea.
O le galuega na faia e le mamafa (w) i luga o le mea o loʻo paʻuʻū saʻoloto o loʻo faʻaalia i le ata a e faapea:
W = Fs (cos θ) = wh (cos 0) = wh (1) = wh = mgh
O le galuega e faia e le mamafa (w) i luga o le mea o loʻo agai saʻo i luga e pei ona faʻaalia i le ata b o le:
W = Fs (cos θ) = wh (cos 180) = wh (-1) = – wh = – mgh
Fa'amatalaga: w = mamafa (Newton), h = maualuga (mita), m = mamafa (kg), g = fa'avavevaveina o le kalave (mita i le sikuea sekone).
E tusa ai ma le faʻamatalaga muamua, o faʻaiʻuga nei ua faia: Muamua, afai e le oʻo i se mea faitino se feʻaveaʻi, o le malosi o loʻo faʻaaogaina i le mea faitino e le faia se galuega. Afai s = 0, W = 0; Lua, afai o se malosi e fausia se tulimanu tuʻuina atu agai i le feʻaveaʻi o se mea faitino, naʻo le vaega o le malosi e tutusa le itu ma le feʻaveaʻi o le mea faitino e galue i le mea faitino; Tolu, o se malosi i se itu e faʻasaga saʻo i le itu o le feʻaveaʻi o se mea faitino o le a fausia ai se tulimanu o le 90 o . Cos 90 = 0; Fa, o le galuega e ono i ai se faʻailoga lelei pe leaga. Afai o le malosi o loʻo i le itu lava e tasi ma le feʻaveaʻi o le mea faitino ma fausia ai se tulimanu o le 0 o , e faia se galuega lelei i le mea faitino. I se isi itu, afai o le malosi e i ai se itu e faʻafeagai ma le itu o le feʻaveaʻi o le mea faitino ma fausia ai se tulimanu o le 180 o , e faia se galuega leaga i le mea faitino.
Ata 3. Kalafi o le malosi (F) – le si'itia (s). E tutusa le galuega ma le vaega ua fa'alanuina.
O le galuega e faia e se malosi faifai pea i luga o se mea faitino pe a oo i ai le fesiitaiga e tutusa ma le vaega ua valivali i le kalafa o le malosi (F) – tulaga (s).
O le galuega ua fa'ailoa mai o le W (mata'itusi tetele), ma le mamafa ua fa'ailoa mai o le w (mata'itusi laiti). O le iunite SI o le galuega o le Newton ∙ mita (N m). E tutusa ma le Joule, ua fa'apu'upu'uina o le J.
Na faaigoaina faapena e faamamalu ai le fomaʻi Peretania o le seneturi lona 19 , o James Prescott Joule.
Faataitaiga fesili 1: Galuega e faia e se malosi faifai pea
O loʻo tumau se mea i luga o le fola e leai se feteʻenaʻiga. O loʻo faʻaaogaina i luga o le mea se malosi e 10 N, ma fausia ai se tulimanu e 30-tikeri e faʻasaga i le fola. Afai e alu ese le mea i le 1 mita le mamao, o le a le tele o le galuega e faia e le malosi i luga o le mea?
fofo:
Ua iloa: F = 10 N, s = 1 mita
Sailia: Galuega (W)
W = (F)(s)(cos 30 o ) = (10 N)(1 m)(1/2 √ 3) = 5 √ 3 N m
Faʻataʻitaʻiga fesili 2: Galue i se malosi faifai pea
O se popo e 0.2 kg o loʻo pa'ū saʻoloto mai le maualuga e 10 mita mai luga aʻe o le eleele. Afai o le faʻavavevaveina o le kalave e 10 m/s 2 , o le a le tele o le galuega e faia e le mamafa i luga o le popo?
fofo:
Ua iloa: m = 0.2 kg, h = 10 m, g = 10 m/s 2
Manaomia: Galuega (W) i le mamafa (w)
W = F s = wh = mgh = (0.2 kg)(10 m/s 2 )(10 m) = 20 kg m 2 /s 2 = 20 N m = 20 Joules
1.1.2 Galuega e ala i malosiaga fesuisuiai
O se faʻataʻitaʻiga o le malosi fesuisuiaʻi o le malosi o le spring. E fesuisuiaʻi pea le aofaʻi o le malosi o le spring. O le mea lea, e le mafai ona fuafuaina le galuega e faia e le malosi o le spring i luga o se mea e faʻaaoga ai le fua faʻatatau o galuega o malosiaga tumau (W = F s cos θ). Afai e faʻaloaloa se spring, o le tele o le faʻaloaloa o le spring, o le tele foʻi lea o le malosi e manaʻomia e faʻaloaloa ai le spring. Ma afai e faʻapipiʻi le spring, o le tele o le faʻapipiʻiina o le spring, o le tele foʻi lea o le malosi e manaʻomia e tulei ai. A faʻapipiʻi pe faʻaloaloa le spring, e suia le malosi o le spring mai le 0 (x = 0) i se tau maualuga (F = kx). O lea la, o le aofaʻi o le malosi o le spring e fuafuaina e faʻaaoga ai le averesi. O le averesi o le malosi o le spring e:
O le galuega e faia e le malosi o le spring i luga o se mea faitino e faapea:
W = galuega, x = Δx = le eseesega o le spring (mita), F = le malosi o le spring (Newton).
Faʻataʻitaʻiga fesili 3: Galuega e ala i se malosiaga fesuisuiaʻi
O loʻo i luga o se spring le mamafa e 1 kg le mamafa, o lea e faʻaloaloa ai le spring i le 2 cm. Afai o le faʻavavevaveina o le kalave e 10 m/s 2 , fuafua (a) le tumau o le spring (b) le galuega e faia e le malosi o le spring i luga o le mamafa.
fofo:
Ua iloa: m = 1 kg, g = 10 m/s 2 , x = Δx = 2 cm = 0.02 m.
(a) le tumau o le tautotogo
(b) o le galuega na faia e le malosi o le spring i luga o le mamafa
W = -1/2 kx 2 = -1/2 (500)(0.02) 2 = – (250)(0.0004) = -0.1 Joule
O le galuega e faia e le malosi o le spring i luga o le mamafa e iai sona taua leaga auā o le itu o le malosi o le spring e faafeagai ma le itu o le siʻitia o le mamafa (o le malosi o le spring e i le itu i luga, ae o le mamafa e i le itu i lalo).
1.2 Galuega Fa'aputu po'o Galuega e ala i le Malosiaga Fa'aputu
Afai e na'o le tasi le malosi e galue i luga o se mea faitino pe a o'o le mea faitino i se tulaga e le gaoioi ai, o le galuega e faia e le malosi atoa e tutusa ma le galuega e faia e le malosi. Mo se fa'ata'ita'iga, afai o lo'o pa'u'ū sa'oloto se mea faitino ma e le amana'iaina le fa'atapula'aina o le ea, na'o le malosi e galue i luga o le mea faitino o le malosi o le kalave. I lenei tulaga, o le malosi atoa e galue i luga o le mea faitino o le malosi o le kalave (tagai i le ata 2).
W net = W kalave
Afai o loʻo galulue nisi malosiaga i luga o se mea faitino aʻo iai le suiga i le mea faitino, o le galuega e faia e le malosiaga atoa e tutusa ma le galuega atoa e faia e malosiaga uma o loʻo galulue i luga o le mea faitino (tagai ata 1).
W net = W 1 + W 2 + W 3 + W 4
E mafai foi ona fuafuaina le galuega e faia e le malosi atoa i luga o se mea faitino e ala i le sailia muamua o le malosi atoa ona faateleina lea i le aofaiga o le si'itia.
W = ΣF s
Fa'ata'ita'iga fesili 4: Feso'ota'iga
O se pusa e le minoi i luga o le fola ua tuleia i le malosi e 20 N seia oo ina minoi le pusa i le 1 mita le mamao. Afai o le malosi tulei e tutusa le itu ma le si'itia o le pusa ma e galue le pusa i se malosi fe'ese'esea'i e 2 N, fuafua le aofa'i o galuega mama na faia e le malosi mama i luga o le pusa.
fofo:
Ua iloa: F = 20 N, f k = 2 N, s = 1 m
W 1 = F s = (20 N)(1 m) = 20 Nm = 20 Joules
W 2 = f k s = – (2 N)(1 m) = – 2 Nm = – 2 Joules
Galuega fa'aputu po'o galuega e faia e le malosi fa'aputu
W upega = W 1 – W 2 = 20 J – 2 J = 18 J
Fa'ata'ita'iga fesili 4) O le malosi tulei (F) e faia galuega lelei, o le malosi fe'ese'esea'i kinetic (f k ) e faia galuega leaga
