வேலை-இயந்திர ஆற்றல் கொள்கை

வேலை-இயந்திர ஆற்றல் கொள்கை

வேலை-இயக்க ஆற்றல் தேற்றத்தின்படி, நிகர வேலை அல்லது நிகர விசையால் செய்யப்படும் வேலையானது, இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்குச் சமம்.

W _net = TO _t – TO _o = 1⁄2 m(v _t ² – v _o ² )

நிகர _வேலை = விசைகளில் இரண்டு வகைகள் உள்ளன, அவை நிலைப்பு விசை மற்றும் நிலைப்பற்ற விசை. எனவே, நிகர வேலையானது ஒரு நிலைப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை மற்றும் ஒரு நிலைப்பற்ற விசையால் செய்யப்படும் வேலை ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகையாகக் கருதப்படுகிறது.

W _c + W _nc = ΔKE

ஒரு நிலைமாறா விசையால் செய்யப்படும் வேலையானது, நிலை ஆற்றலில் ஏற்படும் எதிர்மறை மாற்றத்திற்குச் சமம்:

W _c = -ΔPE

– ΔPE + W _nc = ΔKE

W _nc = ΔPE + ΔKE

Wnc = ΔME

மேற்கண்ட சமன்பாட்டின்படி, ஒரு பொருளின் மீது பழமைசாரா விசையால் செய்யப்படும் வேலையானது, அப்பொருளின் இயந்திர ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்குச் சமம். இயந்திர ஆற்றல் = நிலை ஆற்றல் + இயக்க ஆற்றல். நிலை ஆற்றலானது புவியீர்ப்பு நிலை ஆற்றல் அல்லது மீள் நிலை ஆற்றல் வடிவத்தில் அமையலாம்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி: வேலை-இயந்திர ஆற்றல் தேற்றம்

2 கிலோகிராம் நிறையுள்ள ஒரு பெட்டி ஆரம்பத்தில் 10 மீ/வி வேகத்தில் நகர்கிறது. சிறிது நேரத்திற்குப் பிறகு, பெட்டி நின்றுவிடுகிறது. பெட்டிக்கும் தரைக்கும் இடையேயான இயக்க உராய்வுக் குணகம் 0.2 ஆகும். புவியீர்ப்பு முடுக்கம் 10 மீ/வி² ஆகும் ^. பெட்டியின் இடப்பெயர்வு எவ்வளவு?

கலந்துரையாடல்:

கண்டறியப்பட்டது: m = 2 kg, v _o = 10 m/s, vt = 0, k = 0.2, w = mg = (1 kg)(10 m/s ² ) = 10 kg m/s ² = 10 நியூட்டன்கள்,

கேட்கப்பட்டது: பெட்டியின் இடப்பெயர்ச்சியின் அளவு (வினாடிகள்)

வேலை-இயந்திர ஆற்றல் தேற்றம்:

W _nc = ΔME

W _nc = ΔPE + ΔKE

உயரம் (h) மாறாமல் இருப்பதால் அல்லது உயரத்தில் எந்த மாற்றமும் இல்லாததால், ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலில் எந்த மாற்றமும் இல்லை.

Wnc = ΔKE

இயக்க உராய்வு விசையால் செய்யப்படும் வேலை:

W _nc = – f _k s = μk _N -s = μk _w -s = μk mg -s

W _nc = – (0.2)(2)(10)(s) = – (4)(s)

இயக்க உராய்வு விசை எதிர்மறை வேலையைச் செய்கிறது (இயக்க உராய்வு விசையானது பொருளின் இடப்பெயர்ச்சிக்கு எதிர் திசையில் உள்ளது).

இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம்:

ΔKE = 1⁄2 m (v _t ² – v _o ² ) = 1⁄2 (2)(0 ² – 10 ² ) = (0 – 100) = – 100

பொருளின் இடப்பெயர்வு:

W _nc = ΔKE

– (4)(s) = – 100

s = – 100 / – 4 = 25 மீட்டர்

வேலை-இயந்திர ஆற்றல் கொள்கை பற்றிய 20 கருத்தியல் கேள்விகளும் பதில்களும்:

1. கேள்வி: வேலை-இயந்திர ஆற்றல் கொள்கை என்றால் என்ன? பதில்: வேலை-இயந்திர ஆற்றல் கொள்கையின்படி, ஒரு பொருளின் மீது செய்யப்படும் வேலையானது, அதன் இயந்திர ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்குச் சமம்.

2. கேள்வி: இயற்பியலில் வேலை எவ்வாறு வரையறுக்கப்படுகிறது? பதில்: வேலை என்பது ஒரு பொருளின் மீது செலுத்தப்படும் விசைக்கும், அந்த விசையின் திசையில் அப்பொருள் நகரும் தூரத்திற்கும் உள்ள பெருக்கற்பலன் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

3. கேள்வி: இயந்திர ஆற்றல் என்பது என்ன? பதில்: இயந்திர ஆற்றல் என்பது ஒரு பொருளின் இயக்க ஆற்றல் மற்றும் நிலை ஆற்றல் ஆகியவற்றைக் கொண்டது.

4. கேள்வி: நிலைமாறா விசைகள் இல்லாத நிலையில், ஒரு மூடிய அமைப்பின் மொத்த இயந்திர ஆற்றலைப் பற்றி என்ன கூறலாம்? பதில்: மொத்த இயந்திர ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும்.

5. கேள்வி: ஒரு நிலைக்காப்பு விசைக்கு உதாரணம் தருக. பதில்: புவியீர்ப்பு விசை ஒரு நிலைக்காப்பு விசைக்கு உதாரணம் ஆகும்.

6. கேள்வி: நிலை ஆற்றலுக்கும் இயக்க ஆற்றலுக்கும் உள்ள வேறுபாடு என்ன? பதில்: நிலை ஆற்றல் என்பது தரைக்கு மேலுள்ள உயரம் போன்ற ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தின் காரணமாக ஏற்படும் ஆற்றலாகும், அதேசமயம் இயக்க ஆற்றல் என்பது இயக்கத்தின் காரணமாக ஏற்படுகிறது.

7. கேள்வி: ஒரு நிலைமாறா விசையால் செய்யப்படும் வேலைக்கும் நிலை ஆற்றலுக்கும் உள்ள தொடர்பு என்ன? பதில்: ஒரு நிலைமாறா விசையால் செய்யப்படும் வேலையானது, நிலை ஆற்றலில் ஏற்படும் எதிர்மறை மாற்றத்திற்குச் சமம்.

9. கேள்வி: தடையின்றி விழும் ஒரு பொருளில் நிலை ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக மாறுவதை வேலை-இயந்திர ஆற்றல் கொள்கை எவ்வாறு விளக்குகிறது? பதில்: ஒரு பொருள் விழும்போது, ​​அதன் நிலை ஆற்றல் குறைந்து, அதற்குச் சமமான அளவில் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது; இதனால் மொத்த இயந்திர ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும்.

10. கேள்வி: உராய்வு போன்ற மரபுசாரா விசைகள் ஒரு அமைப்பின் மீது செயல்படும்போது, ​​அதன் இயந்திர ஆற்றலுக்கு என்ன நிகழ்கிறது? பதில்: மரபுசாரா விசைகள் ஆற்றலை, பெரும்பாலும் வெப்பமாகச் சிதறடிப்பதால், இயந்திர ஆற்றல் குறைகிறது.

11. கேள்வி: ஒரு அமைப்பின் இயந்திர ஆற்றல் அதிகரிக்குமா? பதில்: ஆம், அந்த அமைப்பின் மீது புற வேலை செய்யப்படும்போது அதிகரிக்கும்.

12. கேள்வி: வேலை என்ற கருத்துக்கும் ஆற்றலுக்கும் என்ன தொடர்பு? பதில்: ஒரு அமைப்பில் ஆற்றலைக் கடத்துவதற்கோ அல்லது உருமாற்றுவதற்கோ பயன்படும் வழிமுறையே வேலை ஆகும்.

13. கேள்வி: ஒரு பொருள் மாறாத திசைவேகத்தில் இயங்கினால், அதன் மீது செய்யப்பட்ட நிகர வேலையைப் பற்றி என்ன கூறலாம்? பதில்: முடுக்கம் எதுவும் நிகழாததால், அதன் மீது செய்யப்பட்ட நிகர வேலை சுழியாகும்.

15. கேள்வி: சுருக்கப்பட்ட சுருள்வில் ஏன் நிலை ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது? பதில்: ஒரு சுருள்வில் சுருக்கப்படும்போது, ​​அதன் மீது வேலை செய்யப்படுகிறது, அது நிலை ஆற்றலாகச் சேமிக்கப்படுகிறது. சுருள்வில்லை விடுவிக்கும்போது இந்த ஆற்றல் வெளியிடப்படலாம்.

16. கேள்வி: வேலை-ஆற்றல் தேற்றம் என்றால் என்ன? பதில்: ஒரு பொருளின் மீது செய்யப்படும் வேலையானது, அதன் இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்குச் சமம் என்று வேலை-ஆற்றல் தேற்றம் கூறுகிறது.

17. கேள்வி: திறனுக்கும் வேலைக்கும் என்ன தொடர்பு? பதில்: திறன் என்பது வேலை செய்யப்படும் அல்லது ஆற்றல் பரிமாற்றப்படும் வீதம் ஆகும். இது $P=W/t$ என்ற சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படுகிறது , இதில் $W$ என்பது வேலை மற்றும் $t$ என்பது நேரம்.

18. கேள்வி: வேலைக்கு எதிர்மறை மதிப்பு இருக்க முடியுமா? பதில்: ஆம், விசையும் இயக்கத்தின் திசையும் எதிர் எதிராக இருக்கும்போது வேலை எதிர்மறையாக இருக்கும்.

19. கேள்வி: விசைக்கும் இயக்கத்தின் திசைக்கும் இடையிலான கோணம் 90 டிகிரி எனில், செய்யப்பட்ட வேலை என்ன? விடை: விசைக்கு இயக்கத்தின் திசையில் கூறு இல்லாததால், செய்யப்பட்ட வேலை சுழியாகும்.

20. கேள்வி: நெம்புகோல் போன்ற ஒரு எளிய இயந்திரம், வேலையை எவ்வாறு எளிதாக்குகிறது? பதில்: ஒரு நெம்புகோல் செய்யப்படும் மொத்த வேலையை மாற்றுவதில்லை, ஆனால் விசை செலுத்தப்படும் விதத்தை மாற்றுவதன் மூலம், அந்தப் பணியை மேலும் நிர்வகிக்கக்கூடியதாகவோ அல்லது திறமையானதாகவோ ஆக்குகிறது.

வேலை என்ற கருத்தும் இயந்திர ஆற்றல் கொள்கையும் இயற்பியலில் அடிப்படையானவை. மேலும், பல்வேறு அமைப்புகளில் ஆற்றல் எவ்வாறு கடத்தப்பட்டு மாற்றமடைகிறது என்பது குறித்த ஒரு அடித்தளப் புரிதலை அவை வழங்குகின்றன.