நேரியல் இயக்கத்தில் உள்ள இயற்பியலின் அளவுகள்

நேரியல் இயக்கத்தில் உள்ள இயற்பியலின் அளவுகள் பற்றிய கட்டுரை

1. நேர இடைவெளி

ஒரு பொருள் ஓரிடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு நகரும்போது, ​​அதற்கு ஒரு குறிப்பிட்ட கால இடைவெளி தேவைப்படுகிறது. நேரத்தின் குறியீடு t (நேரம்) ஆகும். நேரத்தின் பன்னாட்டு அலகு வினாடி (s) ஆகும்.

2. தூரம் மற்றும் இடப்பெயர்வு

தொலைவு என்பது ஒரு பொருள் பயணிக்கும் பாதையின் நீளம் ஆகும். தொலைவு ஒரு திசையிலா அளவு (scalar quantity) ஆகும், மேலும் இந்த அளவு திசையைச் சார்ந்தது அல்ல. தொலைவின் குறியீடு d மற்றும் அதன் பன்னாட்டு அலகு மீட்டர் (m) ஆகும்.

இடப்பெயர்வு என்பது ஒரு பொருளின் நிலையில் ஏற்படும் மாற்றமாகும். இடப்பெயர்வு ஒரு திசையளவு என்பதால், இடப்பெயர்வின் எண்மதிப்பு மற்றும் அதன் திசை ஆகியவை இடப்பெயர்வில் அடங்கும். இடப்பெயர்வு அதன் திசையைப் பொறுத்து நேர்மறையாகவோ அல்லது எதிர்மறையாகவோ இருக்கலாம். கார்ட்டீசியன் ஆயத்தொலைவுகளில் கணக்கிட்டால், அதன்படி, இடப்பெயர்வின் திசையானது நேர்மறை x-அச்சு மற்றும் நேர்மறை y-அச்சின் திசையில் இருந்தால், இடப்பெயர்வு நேர்மறையாக இருக்கும். இதற்கு மாறாக, இடப்பெயர்வின் திசையானது எதிர்மறை x-அச்சு மற்றும் எதிர்மறை y-அச்சின் திசையில் இருந்தால், இடப்பெயர்வு எதிர்மறையாக இருக்கும். இடப்பெயர்வின் திசையானது பொதுவாக வடக்கு, கிழக்கு, தெற்கு, மேற்கு என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது. இடப்பெயர்வின் குறியீடு d மற்றும் அதன் சர்வதேச அலகு மீட்டர் (m) ஆகும்.

மாதிரிச் சிக்கல் 1:

ஒரு மாணவர் கிழக்கு நோக்கி 2 மீட்டர் தூரம் நகர்கிறார். அந்த மாணவரின் இடப்பெயர்வு தூரம் மற்றும் அதன் எண்மதிப்பு என்ன?

a = ஆரம்ப நிலை, b = இறுதி நிலை.

தூரம் (d) = 2 மீ

இடப்பெயர்ச்சியின் அளவு (d) = 2 மீ. இடப்பெயர்ச்சியின் திசை = கிழக்கு.

மாதிரிச் சிக்கல் 2:

ஒரு மாணவர் கிழக்கு நோக்கி 2 மீட்டர் தூரமும், பின்னர் மேற்கு நோக்கி 2 மீட்டர் தூரமும் நகர்கிறார். அந்த மாணவரின் இடப்பெயர்ச்சியின் தூரம் மற்றும் அளவு என்ன?

a = தொடக்க நிலை மற்றும் இறுதி நிலை

தூரம் (d) = 2 மீ + 2 மீ = 4 மீ

இடப்பெயர்ச்சியின் அளவு (d) = 2 மீ – 2 மீ = 0. இறுதி நிலை = ஆரம்ப நிலை, அதனால் இடப்பெயர்ச்சி இல்லை.

மாதிரிச் சிக்கல் 3:

ஒரு மாணவர் கிழக்கு நோக்கி 2 மீட்டர் தூரமும், பின்னர் மேற்கு நோக்கி 1 மீட்டர் தூரமும் நகர்கிறார். அந்த மாணவரின் இடப்பெயர்ச்சியின் தூரம் மற்றும் எண்மதிப்பு என்ன?

a = தொடக்க நிலை, b = இறுதி நிலை.

தூரம் (d) = 2 மீ + 1 மீ = 3 மீ

இடப்பெயர்ச்சியின் அளவு (d) = 2 மீ – 1 மீ = 1 மீ. இடப்பெயர்ச்சியின் திசை = கிழக்கு.

3. வேகம் மற்றும் திசைவேகம்

வேகம் என்பது ஒரு ஸ்கேலார் அளவு, அதே சமயம் திசைவேகம் என்பது ஒரு வெக்டார் அளவு. திசைவேகம் என்பது திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு மற்றும் திசைவேகத்தின் திசை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. திசைவேகத்தின் குறியீடு v மற்றும் திசைவேகத்தின் குறியீடு v (திசைவேகம்) ஆகும். வேகம் மற்றும் திசைவேகத்தின் சர்வதேச அலகு மீட்டர்/வினாடி (m/s) ஆகும்.

அ. சராசரி வேகம் மற்றும் சராசரி திசைவேகம்

மாதிரிச் சிக்கல் 1:

ஒரு மாணவர் 1 வினாடிக்கு 2 மீட்டர் தூரம் கிழக்கு நோக்கி நகர்கிறார். அந்த மாணவரின் சராசரி வேகம் மற்றும் சராசரி திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு என்ன?

சராசரி திசைவேகத்தின் திசை = இடப்பெயர்ச்சியின் திசை = கிழக்கு நோக்கி

மாதிரிச் சிக்கல் 2:

ஒரு மாணவர் 1 வினாடிக்கு 2 மீட்டர் கிழக்குத் திசையிலும், பின்னர் 2 வினாடிகளுக்கு 1 மீட்டர் மேற்குத் திசையிலும் நகர்கிறார். அந்த மாணவரின் சராசரி வேகம் மற்றும் சராசரி திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு என்ன?

சராசரி திசைவேகத்தின் திசை = இடப்பெயர்ச்சியின் திசை = கிழக்கு நோக்கி

b. உடனடி வேகம் மற்றும் உடனடி திசைவேகம்

கணநேர வேகம் = மிகக் குறுகிய நேர இடைவெளியில் கடக்கப்பட்ட மிகச் சிறிய தூரம். கணநேர திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு = மிகக் குறுகிய நேர இடைவெளியில் கடக்கப்பட்ட மிகச் சிறிய இடப்பெயர்ச்சி. நீங்கள் எப்போதாவது மோட்டார் சைக்கிள் அல்லது கார் ஓட்டியிருந்தால், நிச்சயமாக வேகமானியைப் பார்த்திருப்பீர்கள். மோட்டார் சைக்கிள் ஓட்டும்போது, ​​அதன் வேகம் மாறும், அது வேகமானியால் காட்டப்படும்.

இயற்பியலில், உடனடி வேகம் பெரும்பாலும் 'வேகம்' (speed) என்று சுருக்கப்படுகிறது. அதேபோல், உடனடி திசைவேகம் பெரும்பாலும் 'திசைவேகம்' (velocity) என்று சுருக்கப்படுகிறது. திசைவேகத்தின் அளவை நாம் 'வேகம்' என்று மாற்றலாம் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். ஏனெனில், திசைவேகத்தின் அளவு 'வேகத்திற்கு' சமமாகக் கருதப்படுகிறது. திசைவேகத்தின் அளவு 'வேகத்திற்கு' சமமாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் தொலைவு மிகச் சிறியதாக இருந்தால், இடப்பெயர்ச்சியின் அளவும் தொலைவும் சமமாக இருக்கும். தொலைவும் இடப்பெயர்ச்சியின் அளவும் எப்போதும் சமமாக இருப்பதில்லை என்றாலும் (தொலைவு மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி பற்றிய விவாதத்துடன் ஒப்பிடுக), தொலைவும் இடப்பெயர்ச்சியின் அளவும் மிகச் சிறியதாக இருந்தால், அவை ஒரே மதிப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.

4. முடுக்கம்

முடுக்கம் ஒரு திசையளவு என்பதால், முடுக்கத்திற்கு எண்மதிப்பும் திசையும் உண்டு. முடுக்கத்தின் குறியீடு a (முடுக்கம்) ஆகும். முடுக்கத்தின் SI அலகு மீட்டர்/விநாடி² (m/s²) ஆகும்.²).

அ. சராசரி முடுக்கம்

மாதிரிச் சிக்கல்:

ஒரு கார் ஓய்வு நிலையிலிருந்து கிழக்கு நோக்கி நகர்ந்து, 5 வினாடிகளுக்கு 10 மீ/வி வேகத்தை அடைகிறது. சராசரி முடுக்கத்தின் அளவைக் கணக்கிடுங்கள்!

சராசரி முடுக்கத்தின் திசை கிழக்கு நோக்கியதாகும்.

சராசரியாக, காரின் வேகம் ஒவ்வொரு வினாடிக்கும் 2 மீ/வி அதிகரிக்கிறது. காரின் முடுக்கத்தின் அளவு மாறிலியாக இருந்தால், காரின் வேகம் எப்போதும் ஒவ்வொரு வினாடிக்கும் 2 மீ/வி அதிகரிக்கும். காரின் முடுக்கத்தின் அளவு மாறிலியாக இல்லாவிட்டால், காரின் வேகம் எப்போதும் ஒவ்வொரு வினாடிக்கும் 2 மீ/வி அதிகரிப்பதில்லை. ஒருவேளை காரின் வேகம் முதல் வினாடியில் 1 மீ/வி அதிகரித்து, பின்னர் அடுத்த வினாடியில் 3 மீ/வி அதிகரிக்கலாம். ஆனால் சராசரியாக, 5 வினாடிகள் பயணிக்கும்போது, ​​காரின் திசைவேகத்தின் அளவு ஒவ்வொரு வினாடிக்கும் 2 மீ/வி அதிகரிக்கிறது.

b. உடனடி குறுக்கீடு

உடனடி முடுக்கம் என்பது மிகக் குறுகிய நேர இடைவெளியில் திசைவேகத்தில் ஏற்படும் மாற்றமாகும். உடனடி முடுக்கம் பெரும்பாலும் முடுக்கம் என்றே அழைக்கப்படுகிறது. எனவே, முடுக்கம் என்று கூறப்பட்டால், அது உடனடி முடுக்கத்தையே குறிக்கிறது. ஒரு பொருளின் திசைவேகம் மாறினால், அப்பொருள் முடுக்கத்திற்கு உள்ளாகிறது என்று கூறப்படுகிறது. திசைவேகமும் ஒரு திசையளவு ஆகும், இது திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு மற்றும் திசைவேகத்தின் திசை ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. எனவே, ஒரு நகரும் பொருள் முடுக்கத்திற்கு உள்ளாகிறது என்று கூறப்படுவதற்கு மூன்று நிபந்தனைகள் உள்ளன. முதலாவதாக, திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு அல்லது வேகம் மாறினால் (திசைவேகத்தின் திசை மாறாமல் இருந்தால்), அப்பொருள் முடுக்கத்திற்கு உள்ளாகிறது என்று கூறப்படுகிறது.

முதல் எடுத்துக்காட்டில், ஒரு கார் ஆரம்பத்தில் ஓய்வு நிலையில் உள்ளது (v = 0). ஒரு வினாடி கழித்து அதன் வேகம் 5 மீ/வி ஆக அதிகரிக்கிறது. காரின் வேகம் அதிகரிப்பதால், அது முடுக்கம் அடைகிறது என்று கூறப்படுகிறது. இரண்டாவது எடுத்துக்காட்டில், ஒரு கார் ஆரம்பத்தில் 5 மீ/வி வேகத்தில் செல்கிறது. ஒரு வினாடி கழித்து கார் நின்றுவிடுகிறது. காரின் வேகம் குறைகிறது, ஏனெனில் கார் ஒரு எதிர்மறை முடுக்கத்தை அல்லது ஒரு எதிர்முடுக்கத்தை அடைகிறது என்று கூறப்படுகிறது. இரண்டாவதாக, ஒரு பொருளின் திசைவேகத்தின் திசை மாறினால் (திசைவேகத்தின் அளவு அல்லது வேகம் மாறாமல் இருந்தால்), அந்தப் பொருள் முடுக்கத்தை அடைகிறது என்று கூறப்படுகிறது. திசைவேகத்தின் திசை = இடப்பெயர்ச்சியின் திசை = இயக்கத்தின் திசை. மூன்றாவதாக, ஒரு பொருளின் திசைவேகத்தின் அளவு மற்றும் திசை ஆகிய இரண்டும் மாறினால், அந்தப் பொருள் முடுக்கத்தை அடைகிறது என்று கூறப்படுகிறது.