Tsanangudzo uye Fomura yeKufurirwa
Kufungidzira chinhu chikuru mufizikisi, kunyanya mukudzidza nezvemakanika, iyo inobata nekufamba kwezvinhu nemasimba. Pfungwa iyi inowanzo buda pakukurukura nezvekuroverana, zvakaita sekurohwa kwebhora, kuroverana kwemotokari, kana mutambi achibata bhora. Kunyangwe zviitiko izvi zviri zvipfupi, mhedzisiro yazvo inogona kuva yakakosha nekuti zvinosanganisira shanduko mukufamba. Kuti tinzwisise zvizere kufungidzira, tinofanira kunzwisisa tsananguro yaro, fomura, hukama nepfungwa, uye mienzaniso yekushandiswa kwaro muhupenyu hwezuva nezuva.
Kunzwisisa Kufungidzira
Kazhinji, kusundidzira kunogona kutsanangurwa sechibereko chesimba rinoshanda pachinhu uye nguva iyo simba rinoshanda. Kusundidzira kunotsanangura "kusundidzira" kunoitwa nesimba kwenguva yakatarwa. Nekuti zviitiko zvakawanda zvepanyika zvinosanganisira masimba makuru asi anokurumidza (semuenzaniso, kana nyundo ikarova chipikiri), kusundidzira chishandiso chiri nyore chekuongorora shanduko mukufamba kunoitika.
Kufuridzira kunogonawo kunzwisiswa sechiyero chekuti simba rinogona kuchinja sei kufamba kwechinhu. Kana kupfuridzira kukashandiswa pachinhu, kunowanzo chinja kumhanya kwacho, gwara rekufamba kwacho, kana zvese zviri zviviri. Izvi zvinoreva kuti kupfudzira kwakabatana zvakanyanya nekuchinja kwesimba.
Hukama huripo pakati peImpulse neMomentum
Momentum inhamba chaiyo inoratidza kuoma kwekumisa chinhu chinofamba. Momentum inotsanangurwa se:
\[
p = m \cdot v
\]
ne:
– \(p\) = simba (kg·m/s)
– \(m\) = huremu hwechinhu (kg)
– \(v\) = kumhanya kwechinhu (m/s)
Hukama huripo pakati pepfungwa dzinokurudzira (impulse) nepfungwa dzinokurudzira (momentum) hunotaurwa mudzidziso dzinoti:
\[
Ini = \Delta p
\]
Izvi zvinoreva kuti kumanikidzwa kwakaenzana nekuchinja kwesimba rechinhu. Kuchinja kwesimba kunogona kuitika nekuda kwekuchinja kwesimba, kuchinja kwenzira, kana zvese zviri zviviri. Kana chinhu chakatanga kuzorora chobva chafamba nekuda kwekusundidzirwa, kumanikidzwa kwacho kwakaenzana nesimba raiva naro mushure mekusundidzirwa. Kusiyana neizvi, kana chinhu chichifamba chobva chamira, kumanikidzwa kwacho kwakaipa nekuti simba racho rakaderera.
Fomura Yekuvhunduka
Fomura inonyanya kushandiswa ye impulse ndeiyi:
\[
Ini = F \cdot \Delta t
\]
ne:
– \(I\) = kuvhunduka (N·s)
– \(F\) = simba (N)
– \(\Delta t\) = nguva iyo simba rinoita basa (s)
Chikamu chepfungwa ye "impulse" ndicho chechipiri cheNewton (N·s). Kana tikaongorora zvikamu, Newton i kg·m/s², saka:
\[
N \cdot s = (kg \cdot m/s^2) \cdot s = kg \cdot m/s
\]
Mhedzisiro yacho yakafanana nechikamu che momentum, zvichisimbisa kuti impulse yakafanana nekuchinja kwe momentum.
Kana ichibatanidzwa ne momentum, impulse inogonawo kunyorwa seizvi:
\[
Ini = \Delta p = p_{end} – p_{start}
\]
kana kuti zvakazara:
\[
I = m\cdot v_{end} – m\cdot v_{beginning}
\]
Kana huremu hwechinhu chacho hukaramba hwakafanana, saka:
\[
Ini = m (v_{end} – v_{beginning})
\]
Fomura iyi inobatsira zvikuru pakugadzirisa matambudziko anosanganisira kuchinja kwespeed nekuda kwesimba munguva yakati.
Kufuridzira muSimba Risingagari Nguva Dzose
Mune zvimwe zviitiko, simba rinoshanda pachinhu harisi nguva dzose rakafanana. Semuenzaniso, kana bhora rikasvetuka, simba rekubata rinoshanduka panguva yese yekurovera. Kana simba richichinja nekufamba kwenguva, simba rekubata rinoverengerwa senzvimbo iri pasi pegirafu yesimba-nguva:
\[
Ini = \int F \, dt
\]
Mukufunga, izvi zvinoreva kuti kurudziro "kuunganidzwa kwesimba" kubva pakutanga kusvika kumagumo enguva yekudyidzana. Zvisinei, mumatambudziko mazhinji echikoro, simba rinowanzo fungidzirwa kuti harichinji, saka fomura \(I = F \cdot \Delta t\) yakakwana.
Mienzaniso yekushandiswa kwezvishuvo muhupenyu hwezuva nezuva
Pfungwa ye "impulse" haingori yakakosha mumabhuku chete, asiwo inoshandiswa zvakanyanya muhunyanzvi uye dhizaini yekuchengetedza. Heano mimwe mienzaniso yekushandiswa kwayo:
1. Mabhegi emhepo mumotokari
Kana paine tsaona, airbag inoputika uye inowedzera nguva inotorwa kuti muviri wemunhu umire. Sezvo simba rekufema riri \(F \cdot \Delta t\), kana \(\Delta t\) rikawedzerwa kuti pave nekuchinja kwakafanana kwesimba rekufema, simba \(F\) rinonzwa rinodzikira. Izvi zvinoderedza njodzi yekukuvara.
2. Ngowani yekuchengetedza
Ngowani dzinowedzera nguva iyo musoro unorova chinhu chakaoma uye dzinotora simba, zvichideredza simba rekurova. Nheyo yacho yakafanana: wedzera nguva yekurova kuderedza simba repakati.
3. Bata bhora nekudhonza maoko ako kumashure
Mutambi webaseball kana muchengeti webhora anowanzo dhonza ruoko rwake kumashure paanobata bhora. Chinangwa ndechekuwedzera nguva yekubata bhora, nokudaro kuderedza simba rinonzwiwa neruoko, kunyangwe shanduko yekufamba kwebhora ichiramba yakafanana.
4. Nyundo nezvipikiri
Kana nyundo yarova chipikiri, simba guru rinoita basa kwenguva pfupi zvekuti simba racho rakakura zvakakwana kuti richinje simba racho uye rirove chipikiri.
Mibvunzo yemuenzaniso iri nyore
Ngatitii bhora rine huremu hwe 0,2 kg rakatanga kuzorora. Bhora rinorohwa zvekuti kumhanya kwaro kunowedzera kusvika 10 m/s panguva yekubata ye 0,05 s. Chii chinonzi impulse uye simba repakati rinoshanda?
Zvinozivikanwa:
– \(m = 0{,}2\) kg
– \(v_{awal}=0\) m/s
– \(v_{akhir}=10\) m/s
– \(\Delta t = 0{,}05\) s
Pulse:
\[
Ini = m(v_{end}-v_{start}) = 0{,}2(10-0) = 2 \text{N·s}
\]
Maitiro akaenzana:
\[
F = \frac{I}{\Delta t} = \frac{2}{0{,}05} = 40 \text{N}
\]
Kubva pakuverenga uku zvinogona kuonekwa kuti simba repakati nepakati rakakura, kunyangwe nguva yekubata iri pfupi kwazvo.
Mhedziso
Impulse huwandu hwemuviri hunoratidza chibereko chesimba nenguva iyo simba rinoita basa. Fomura yekutanga ndeiyi \(I = F \cdot \Delta t\) uye impulse yakaenzanawo nekuchinja kwesimba, kureva \(I = \Delta p\). Pfungwa iyi yakakosha zvikuru pakunzwisisa zviitiko zvakasiyana-siyana zvekuroverana uye shanduko mukufamba kwenguva pfupi. Nekunzwisisa impulse, tinogona kutsanangura kuti nei kuwedzera nguva yekuroverana kunogona kuderedza simba rekuroverana, musimboti unoshandiswa mungowani, mabhegi emhepo, uye matekiniki ekubata bhora. Impulse haisi pfungwa yedzidziso chete, asiwo inobatsira zvikuru muhupenyu chaihwo uye mashandisirwo emazuva ano einjiniya.
Kana muchida, ndinogona kuwedzera chinyorwa "chipfupi" chebasa rechikoro, kana chinyorwa "chakadzama" chine magirafu enguva yekumanikidza uye matambudziko akasiyana-siyana emuenzaniso.
