சீரான வட்ட இயக்கம்

சீரான வட்ட இயக்கத்தைப் பற்றிய கட்டுரை

அன்றாட வாழ்வில், சீரான வட்ட இயக்கத்தில் இயங்கும் பொருட்களை நாம் அடிக்கடி காண்கிறோம். சீரான வட்ட இயக்கத்திற்கு உட்படும் பொருட்களுக்கு எடுத்துக்காட்டாக, அனலாக் கடிகாரத்தில் உள்ள வினாடி முள், நிமிட முள் மற்றும் கடிகார முள் ஆகியவற்றைக் கூறலாம். வினாடி முள் எப்போதும் 60 வினாடிகளுக்கு (ஒரு நிமிடம்) 360 ^° கோணத்தில் சுழலும் அல்லது ஒரு வினாடிக்கு 6 ^° கோணத்தில் சுழலும் . நிமிட முள் எப்போதும் 60 நிமிடங்களுக்கு (ஒரு மணி நேரம்) 360 ^° கோணத்தில் சுழலும் அல்லது ஒரு நிமிடத்திற்கு 6 ^{° கோணத்தில் சுழலும். மணி முள்ளும் எப்போதும் 24 மணி நேரத்திற்கு (ஒரு நாள்) 360 °} கோணத்தில் சுழலும் . வினாடி முள், நிமிட முள் அல்லது கடிகார முள் போன்ற ஒரு பொருள் சீரான வட்டத்தில் இயங்கினால், அப்பொருட்கள் வட்ட இயக்கத்தில் இயங்குவதாகக் கூறப்படுகிறது. வட்ட இயக்கத்தில் இயங்கும் பொருட்களுக்கு உங்களால் உதாரணங்களைக் கூற முடியுமா?

சீரான வட்ட இயக்கத்தின் வரையறை

சீரான வட்ட இயக்கம் என்பதற்கு இரண்டு அர்த்தங்கள் உள்ளன. முதலாவதாக, ஒரு பொருள் வட்டத்தில் நகரும் வரை, அதன் வேகம் எப்போதும் மாறாமல் இருந்தாலோ அல்லது அதன் ஒவ்வொரு பகுதியின் வேகமும் எப்போதும் மாறாமல் இருந்தாலோ, அப்பொருள் சீரற்ற வட்ட இயக்கத்தில் ஈடுபடுவதாகக் கூறப்படுகிறது. இரண்டாவதாக, ஒரு பொருளின் கோண வேகம் எப்போதும் மாறாமல் இருந்தால், அப்பொருள் சீரான வட்ட இயக்கத்தில் ஈடுபடுவதாகக் கூறப்படுகிறது. கோண வேகம் என்பது ஒரு திசையளவு ஆகும். எனவே, கோண வேகம் என்பது அதன் எண்மதிப்பு மற்றும் திசையைக் கொண்டுள்ளது. சீரான வட்ட இயக்கத்தின் அர்த்தத்தை நன்கு புரிந்துகொள்ள, பின்வரும் விளக்கப்படத்தைப் பார்க்கவும்.

கோணத் திசைவேகம் (ω) மாறிலியாகும்

ஒரு அனலாக் சுவர் கடிகாரத்தில் உள்ள வினாடி முள்ளைப் பற்றிப் பார்ப்போம். வினாடி முள் சுழலும்போது, ​​அதன் முனையில், நடுவில் மற்றும் அச்சுக்கு அருகில் உள்ள அனைத்துப் பாகங்களும் ஒன்றாகச் சுழலும். வினாடி முள்ளின் அனைத்துப் பாகங்களும் ஒன்றாகச் சுழல்வதால், அந்த முள் 360 ^{° கோணத்தில் (ஒரு முழுச் சுற்று) சுழலும்போது, ​​வினாடி முள்ளின் அனைத்துப் பாகங்களும் 360 °} கோணத்தில் (ஒரு முழுச் சுற்று) சுழலும் . வினாடி முள் 60 வினாடிகளுக்கு (ஒரு நிமிடம்) 360 ^° கோணத்தில் சுழலும்போது , ​​வினாடி முள்ளின் அனைத்துப் பாகங்களும் 60 வினாடிகளுக்கு (ஒரு நிமிடம்) 36 ^° கோணத்தில் சுழலும்.

இரண்டாவது ஊசியின் கோண வேகம் 6 ^° /வி ஆகும்.

ω = கோண வேகம், θ = கோணம், t = நேரம்

இரண்டாவது ஊசியின் கோண வேகம் எப்போதும் 6 ^° /வி ஆகவும், அதன் கோண வேகத்தின் திசை (சுழற்சியின் திசை) எப்போதும் மாறிலியாகவும் இருக்கும்.

வேகம் (v) மாறிலி ஆகும்

இரண்டாவது ஊசி 60 விநாடிகளுக்கு (ஒரு நிமிடம்) சுழலும்போது, ​​அச்சிற்கு அருகில் உள்ள அல்லது அச்சிலிருந்து தொலைவில் உள்ள அதன் அனைத்துப் பகுதிகளும் 60 விநாடிகளுக்கு (ஒரு நிமிடம்) சுழல்கின்றன. இரண்டாவது ஊசியின் அனைத்துப் பகுதிகளுக்குமான கால இடைவெளி 60 விநாடிகள் என ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், அதன் ஒவ்வொரு பகுதியின் வழியாகவும் செல்லும் பாதையின் நீளம் மாறுபடுகிறது. அச்சிற்கு அருகில் உள்ள இரண்டாவது ஊசியின் பகுதி ஒரு குறுகிய பாதையையும், அச்சிலிருந்து தொலைவில் உள்ள இரண்டாவது ஊசியின் பகுதி ஒரு நீண்ட பாதையையும் கொண்டுள்ளது.

v = வேகம், d = நீளம், t = நேர இடைவெளி, T = அலைவுக்காலம் (ஒரு சுற்று சுழலத் தேவைப்படும் நேரம்), r = சுழற்சி அச்சிலிருந்து உள்ள தூரம்.

வேகத்தின் சூத்திரத்தின் அடிப்படையில், இரண்டாவது ஊசியின் ஒவ்வொரு பகுதியின் வேகமும் சுழற்சி அச்சிலிருந்து அதன் தூரத்தை (r) சார்ந்துள்ளது என்று முடிவு செய்யலாம். அச்சிலிருந்து தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க (அதிகரிக்க), வேகம் அதிகமாக இருக்கும். ஊசியின் ஒவ்வொரு பகுதியின் வேகமும் வேறுபட்டிருந்தாலும், அதன் வேகம் எப்போதும் மாறாமல் இருக்கும்.

மையநோக்கு முடுக்கம்

வட்ட இயக்கத்தில் கோண முடுக்கம் மற்றும் நேரியல் முடுக்கம் என இரண்டு வகையான முடுக்கங்கள் உள்ளன. கோண வேகம் அல்லது கோண வேகத்தின் திசை மாறும் போது கோண முடுக்கம் ஏற்படுகிறது. மாறாக, வேகம் அல்லது வேகத்தின் திசை மாறும் போது நேரியல் முடுக்கம் ஏற்படுகிறது. சீரான வட்ட இயக்கத்தில், கோண வேகமும் கோண வேகத்தின் திசையும் எப்போதும் மாறிலியாக இருக்கும். எனவே, சீரான வட்ட இயக்கத்தில் கோண முடுக்கம் இல்லை. சீரான வட்ட இயக்கத்தில், வேகம் மட்டுமே எப்போதும் மாறிலியாக இருக்கும். வேகத்தின் திசை தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கும் அல்லது மாறிலியாக இருக்காது. நேரியல் வேகத்தின் திசை தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருப்பதால், சீரான வட்ட இயக்கத்தில் நேரியல் முடுக்கம் இருந்தே ஆக வேண்டும்.

திசைவேகத்தின் திசையில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் உண்டாகும் முடுக்கம் மையநோக்கு முடுக்கம் எனப்படும். மையநோக்கு முடுக்கம் ஆர முடுக்கம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. மையநோக்கு முடுக்கம் அல்லது ஆர முடுக்கம் என்பது ஒரு வகை நேரியல் முடுக்கம் ஆகும். மையநோக்கு முடுக்கம் ஒரு திசையளவு ஆகும். எனவே, மையநோக்கு முடுக்கத்திற்கு ஒரு எண்மதிப்பும் திசையும் உண்டு.

மையநோக்கு முடுக்கத்தின் அளவு:

a _c = மையநோக்கு முடுக்கத்தின் எண்மதிப்பு

v = வேகம்

r = அச்சிலிருந்து உள்ள தூரம்

ω = கோண வேகம்

சீரான வட்ட இயக்கம் பற்றிய கருத்து சார்ந்த கேள்விகள் மற்றும் பதில்கள்

1. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கம் என்பதன் பொருள் என்ன? பதில்: சீரான வட்ட இயக்கம் என்பது ஒரு பொருள் மாறாத வேகத்தில் வட்டப் பாதையில் செல்லும் இயக்கத்தைக் குறிக்கிறது.
2. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருள் எவ்வகை முடுக்கத்தை உணர்கிறது? பதில்: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருள், வட்டப் பாதையின் மையத்தை நோக்கியே எப்போதும் செயல்படும் ஒரு மையநோக்கு முடுக்கத்தை அனுபவிக்கிறது.
3. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் திசைவேகம் எவ்வாறு மாறுகிறது? பதில்: சீரான வட்ட இயக்கத்தில், திசைவேகத்தின் எண்மதிப்பு மாறாமல் இருக்கும், ஆனால் அதன் திசை தொடர்ந்து மாறுவதால், திசைவேகம் மாறிலியாக இருப்பதில்லை.
4. கேள்வி: மையநோக்கு முடுக்கத்தின் அளவுக்கான சூத்திரத்தைக் கூறி விளக்கவும். பதில்: மையநோக்கு முடுக்கத்தின் அளவுக்கான சூத்திரம் a = v²/r ஆகும், இதில் v என்பது பொருளின் வேகம் மற்றும் r என்பது வட்டப் பாதையின் ஆரம் ஆகும். இந்தச் சூத்திரம், முடுக்கமானது வேகத்தின் வர்க்கத்திற்கு நேர் விகிதத்திலும், ஆரத்திற்கு எதிர் விகிதத்திலும் இருக்கும் என்ற உண்மையை விளக்குகிறது.
5. கேள்வி: சூரியனைச் சுற்றிவரும் ஒரு கோளுக்கு மையநோக்கு விசையை வழங்குவது எது? பதில்: கோளுக்கும் சூரியனுக்கும் இடையேயான ஈர்ப்பு விசையானது, கோளை அதன் சுற்றுப்பாதையில் தொடர்ந்து இயங்க வைக்கும் மையநோக்கு விசையை வழங்குகிறது.
6. கேள்வி: ஒரு கோள் தனது நீள்வட்டப் பாதையில் சூரியனை நெருங்கிச் செல்லும்போது அதன் வேகத்திற்கு என்னவாகும்? பதில்: கெப்ளரின் இரண்டாம் விதியின்படி (பரப்புகளின் விதி), ஒரு கோளானது சூரியனுக்கு அருகில் இருக்கும்போது வேகமாக நகர்கிறது மற்றும் தொலைவில் இருக்கும்போது மெதுவாக நகர்கிறது.
7. கேள்வி: வட்டப் பாதையில் நகரும் ஒரு பொருளின் மீது செயல்படும் மையநோக்கு விசை, எந்தச் சூழ்நிலையில் சுழியாக மாறும்? பதில்: ஒரு பொருளை அதன் வட்டப் பாதையிலிருந்து விடுவித்தால், அப்பொருளை மையத்தை நோக்கி இழுக்கும் விசை எதுவும் இல்லாததால், மையநோக்கு விசை சுழியாகிவிடும்.
8. கேள்வி: ஒரு வளைவில் செல்லும் காரின் சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உராய்வின் பங்கு என்ன? பதில்: ஒரு கார் வளைவில் செல்லும்போது, ​​டயர்களுக்கும் சாலைக்கும் இடையே ஏற்படும் உராய்வு, காரை வட்டப் பாதையில் தொடர்ந்து செல்ல வைக்கத் தேவையான மையநோக்கு விசையை வழங்குகிறது.
9. கேள்வி: ஒரு பொருள் சீரான வட்ட இயக்கத்தில் சமநிலையில் இருக்க முடியுமா? பதில்: இல்லை, சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருள் சமநிலையில் இருப்பதில்லை. ஏனெனில், அதன் மீது ஒரு நிகர விசை (மையநோக்கு விசை) செயல்படுவதோடு, அதன் திசைவேகத்தின் திசையிலும் ஒரு நிலையான மாற்றம் ஏற்படுகிறது.
10. கேள்வி: வட்டப் பாதையில் உள்ள எந்தவொரு புள்ளியிலும் திசைவேக திசையனின் திசை என்ன? பதில்: வட்டப் பாதையின் எந்தப் புள்ளியிலும், திசைவேகத் திசையன் வட்டத்திற்குத் தொடுகோடாக இருப்பதோடு, இயக்கத்தின் திசையிலும் அமையும்.
11. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் மையநோக்கு முடுக்கத்தை எவ்வாறு அதிகரிப்பது? பதில்: பொருளின் வேகத்தை அதிகரிப்பதன் மூலமோ அல்லது வட்டப் பாதையின் ஆரத்தைக் குறைப்பதன் மூலமோ மையநோக்கு முடுக்கத்தை அதிகரிக்கலாம்.
12. கேள்வி: ஒரு பொருள் மாறாத வேகத்தைக் கொண்டிருந்தாலும், அது முடுக்கம் அடைவது சாத்தியமா? சீரான வட்ட இயக்கத்தைக் கொண்டு விளக்கவும். பதில்: ஆம், சீரான வட்ட இயக்கத்தில், ஒரு பொருள் மாறாத வேகத்தில் நகர்கிறது, ஆனால் அதன் திசை தொடர்ந்து மாறுவதால் அதன் திசைவேகம் நிலையானதாக இருப்பதில்லை. திசைவேகத்தில் ஏற்படும் இந்த மாற்றம் ஒரு முடுக்கத்தை (மையநோக்கு முடுக்கம்) ஏற்படுத்துகிறது.
13. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் மீது மையநோக்கு விசையால் ஏதேனும் வேலை செய்யப்படுகிறதா? பதில்: இல்லை, மையநோக்கு விசையால் செய்யப்படும் வேலை சுழியாகும், ஏனெனில் அந்த விசை இயக்கத்தின் திசைக்குச் செங்குத்தாக உள்ளது, மேலும் வேலை என்பது இயக்கத்தின் திசையில் உள்ள விசையின் கூறு என வரையறுக்கப்படுகிறது.
14. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் மீது செயல்படும் மையநோக்கு விசை திடீரென மறைந்துவிட்டால், அப்பொருளுக்கு என்ன நடக்கும்? பதில்: மையநோக்கு விசை திடீரென மறைந்துவிட்டால், நியூட்டனின் முதல் இயக்க விதியின்படி, அந்தப் பொருள் வட்டப் பாதைக்குத் தொடுகோடாக ஒரு நேர்கோட்டில் நகர்ந்து செல்லும்.
15. கேள்வி: மையநோக்கு விசையின் சூத்திரம் என்ன? பதில்: மையநோக்கு விசையின் சூத்திரம் F = mv²/r ஆகும், இதில் m என்பது பொருளின் நிறை, v என்பது வேகம், மற்றும் r என்பது வட்டப் பாதையின் ஆரம் ஆகும்.
16. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் ஒரு பொருளின் நிறை, மையநோக்கு விசையை எவ்வாறு பாதிக்கிறது? பதில்: மையநோக்கு விசையானது பொருளின் நிறைக்கு நேர் விகிதத்தில் இருக்கும். வேகம் மற்றும் ஆரம் மாறாமல் இருக்கும் பட்சத்தில், நிறை அதிகரித்தால் மையநோக்கு விசையும் அதிகரிக்கும்.
17. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள பொருளின் சுழற்சிக் காலம் அதன் நிறையைச் சார்ந்துள்ளதா? பதில்: இல்லை, சுழற்சிக் காலம் பொருளின் நிறையைச் சார்ந்தது அல்ல. அது பொருளின் வேகம் மற்றும் வட்டப் பாதையின் ஆரத்தை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது.
18. கேள்வி: மைய விலக்கு விசைக்கும் மையநோக்கு விசைக்கும் என்ன வேறுபாடு? பதில்: மையநோக்கு விசை என்பது வட்டத்தின் மையத்தை நோக்கிச் செயல்பட்டு வட்ட இயக்கத்தை ஏற்படுத்தும் ஒரு உண்மையான விசையாகும். மறுபுறம், மையவிலக்கு விசை என்பது சுழலும் ஒரு குறிப்பாயத்தில் காணப்படும் ஒரு கற்பனையான விசையாகும்; இது சுழற்சி மையத்திலிருந்து வெளிப்புறமாக விலகிச் செயல்படுகிறது.
19. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் மையநோக்கு விசை ஏன் எந்த வேலையும் செய்வதில்லை? பதில்: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் மையநோக்கு விசை எந்த வேலையையும் செய்வதில்லை, ஏனெனில் அந்த விசை எப்போதும் பொருளின் இடப்பெயர்ச்சிக்கு செங்குத்தாக இருக்கும். வேலை என்பது விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் புள்ளிப் பெருக்கல் என்பதாலும், 90 டிகிரியின் கொசைன் மதிப்பு பூஜ்ஜியம் என்பதாலும், எந்த வேலையும் செய்யப்படுவதில்லை.

20. கேள்வி: சீரான வட்ட இயக்கத்தில் உள்ள ஒரு பொருளின் வேகம் மாறுமா? பதில்: சீரான வட்ட இயக்கத்தில், பொருளின் வேகம் மாறாமல் இருக்கும். இருப்பினும், அதன் வேகம் மாறினால், அது இனி சீரான வட்ட இயக்கமாகக் கருதப்படாது. மாறாக, அது மையநோக்கு மற்றும் தொடுகோட்டு முடுக்கம் ஆகிய இரண்டையும் உள்ளடக்கிய சீரற்ற வட்ட இயக்கமாகக் கருதப்படும்.