Fọ́múlá Ìkọlù Ìṣíṣẹ́
Pengantar
Ìfẹ́ àti agbára jẹ́ àwọn èrò pàtàkì nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ-ìmọ̀-ara-ẹni tó ṣe pàtàkì fún òye onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀, pàápàá jùlọ àwọn tó níí ṣe pẹ̀lú ìkọlù. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò àwọn ìtumọ̀, àwọn ìlànà, àti àwọn ìlànà tó níí ṣe pẹ̀lú ìkọlù, agbára, àti ìkọlù. A ó tún wo àwọn àpẹẹrẹ ìṣirò àti àwọn lílo àwọn èrò wọ̀nyí.
Ìtumọ̀ Ìṣíṣẹ́ àti Ìṣíṣẹ́
ipa
Ìwọ̀n ìṣípo (\(p\)) jẹ́ ìwọ̀n ìṣípo tí ohun kan ní. Ìṣípo jẹ́ ìwọ̀n vektọ tí ó sinmi lórí ìwọ̀n àti iyàrá ohun kan. Ní ti ìṣirò, ìṣípo náà ni a túmọ̀ sí:
\[p = mv \]
Mo ṣe é:
– \( p \) jẹ́ agbára ìṣípo (kg m/s),
– \( m \) ni ìwọ̀n ohun náà (kg),
– \( v \) ni iyara ohun naa (m/s).
Ìṣíṣẹ́ náà fi bí ó ti ṣòro tó láti dá ohun tí ń rìn dúró hàn. Bí ìwọ̀n tàbí iyàrá ohun kan bá ṣe pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni ìṣíṣẹ́ rẹ̀ ṣe pọ̀ sí i.
Awọn imukuro
Impulse (\(I\)) ni iyipada ninu momentum ti agbara kan n ṣiṣẹ lori ohun kan n ṣe ni akoko kan pato. Impulse tun jẹ iwọn vekto ati pe a tumọ si bi:
\[ I = F \Delta t \]
Mo ṣe é:
– \( I \) ni agbara (N s tabi kg m/s),
– \( F \) ni agbara ti n ṣiṣẹ lori ohun naa (N),
– \( \Delta t \) ni ààlà àkókò tí agbára náà ń ṣiṣẹ́ lórí rẹ̀ (s).
Itupalẹ dọ́gba pẹ̀lú ìyípadà nínú agbára ohun náà:
\[ I = \Delta p = p_f – p_i \]
Mo ṣe é:
– \( \Delta p \) ni iyipada ninu iyara (kg m/s),
– \( p_f \) ni ipa ikẹhin (kg m/s),
– \( p_i \) ni ipa ibẹrẹ (kg m/s).
Ìkọlù
Ìkọlù jẹ́ ìbáṣepọ̀ kan tí ohun méjì tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ yóò fi pàṣípààrọ̀ agbára. A lè pín ìkọlù sí oríṣi méjì pàtàkì: ìkọlù elastic àti ìkọlù inelastic.
Ìkọlù Rirọ
Nínú ìkọlù elastic, agbára kinetic gbogbo ti ètò náà ṣáájú àti lẹ́yìn ìkọlù náà ṣì wà gẹ́gẹ́ bí ó ti yẹ. Èyí túmọ̀ sí wípé kò sí agbára kinetic kankan tí ó ń pàdánù bí ooru, ìró, tàbí ìyípadà tí ó wà títí láé. Àwọn òfin ìpamọ́ momentum àti ìpamọ́ agbára kinetic kan wà nínú ìkọlù elastic.
Ìkọlù Inelastic
Nínú ìkọlù inelastic kan, díẹ̀ lára agbára kinetic ti ètò náà a máa pàdánù gẹ́gẹ́ bí agbára mìíràn (fún àpẹẹrẹ, ooru, ìró, tàbí ìyípadà àwọn ohun náà). Bó tilẹ̀ jẹ́ pé òfin ìpamọ́ momentum ṣì ń ṣiṣẹ́, gbogbo agbára kinetic kò ní ìpamọ́.
Àwọn Fọ́múlá Pàtàkì
Ìtọ́jú Ìṣíṣẹ́
Òfin ìpamọ́ agbára ìṣiṣẹ́ sọ pé gbogbo agbára ìṣiṣẹ́ ètò náà ṣáájú ìkọlù náà dọ́gba pẹ̀lú gbogbo agbára ìṣiṣẹ́ ètò náà lẹ́yìn ìkọlù náà, níwọ̀n ìgbà tí kò sí agbára láti òde tí ó ń ṣiṣẹ́ lórí ètò náà:
\[ m_1 v_{1i} + m_2 v_{2i} = m_1 v_{1f} + m_2 v_{2f} \]
Mo ṣe é:
– \( m_1 \) àti \( m_2 \) ni ìwọ̀n ohun 1 àti ohun 2 (kg),
– \( v_{1i} \) àti \( v_{2i} \) ni àwọn iyàrá àkọ́kọ́ ti ohun 1 àti ohun 2 (m/s),
– \( v_{1f} \) àti \( v_{2f} \) ni iyàrá ìkẹyìn ti ohun 1 àti ohun 2 (m/s).
Ìpamọ́ Agbára Kinetic (fún Àwọn Ìkọlù Elastic)
Fún ìkọlù ìrọ̀lẹ́, agbára kínẹ́ẹ̀tì gbogbo ti ètò náà ṣáájú àti lẹ́yìn ìkọlù náà dúró ṣinṣin:
\[ \frac{1}{2} m_1 v_{1i}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2i}^2 = \ frac{1}{2} m_1 v_{1f}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2f}^2 \]
Àpẹẹrẹ Ìṣirò
Ẹ jẹ́ ká wo àwọn àpẹẹrẹ ìṣirò láti mọ bí àwọn fọ́múlá wọ̀nyí ṣe ń ṣiṣẹ́ ní àwọn ipò gidi.
Àpẹẹrẹ 1: Ìkọlù Inelastic
Ká sọ pé ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ méjì, tí ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn ní ìwọ̀n 1000 kg, ń lọ sí ara wọn ní ìwọ̀n 10 m/s àti 15 m/s, lẹ́sẹẹsẹ. Lẹ́yìn ìjamba náà, àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ méjèèjì ń lọ papọ̀ pẹ̀lú ìwọ̀n 10 m/s kan náà. A fẹ́ pinnu ìwọ̀n 10 m/s náà.
1. Àpapọ̀ ìṣísẹ̀ ìbẹ̀rẹ̀ ètò náà:
\[ p_{gbogbo\_initial} = m_1 v_{1i} + m_2 v_{2i} \]
\[ p_{gbogbo\_initial} = 1000 \igba 10 + 1000 \igba (-15) \]
\[ p_{gbogbo\_initial} = 10000 – 15000 \]
\[ p_{gbogbo\_initial} = -5000 \, \text{kg m/s} \]
2. Lẹ́yìn ìjamba náà, àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ méjèèjì náà ń gbéra papọ̀ kí gbogbo ìwọ̀n náà lè jẹ́ \(m_1 + m_2\), kí iyàrá ìkẹyìn sì jẹ́ \(v_f\):
\[ p_{àròpọ̀\_ìparí} = (m_1 + m_2) v_f \]
\[ -5000 = (1000 + 1000) v_f \]
\[ -5000 = 2000 v_f \]
\[ v_f = \frac{-5000}{2000} \]
\[ v_f = -2.5 \, \ọ̀rọ̀{m/s} \]
Iyara ikẹhin awọn ọkọ ayọkẹlẹ mejeeji lẹhin ijamba naa jẹ -2.5 m/s, eyi ti o tumọ si pe wọn n gbe papọ ni itọsọna kanna ni iyara ti 2.5 m/s ni itọsọna akọkọ ti ọkọ ayọkẹlẹ keji.
Àpẹẹrẹ 2: Ìkọlù Elastic
Ká sọ pé bọ́ọ̀lù kan tí ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 2 kg tí ó ń lọ sí ọ̀tún ní iyàrá 4 m/s bá gbá bọ́ọ̀lù mìíràn pẹ̀lú ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 3 kg tí ó ń lọ sí òsì ní iyàrá 2 m/s. A fẹ́ mọ iyàrá ìkẹyìn àwọn bọ́ọ̀lù méjèèjì lẹ́yìn ìjamba náà.
1. Àpapọ̀ ìṣísẹ̀ ìbẹ̀rẹ̀ ètò náà:
\[ p_{gbogbo\_initial} = m_1 v_{1i} + m_2 v_{2i} \]
\[ p_{gbogbo\_initial} = 2 \igba 4 + 3 \igba (-2) \]
\[ p_{gbogbo\_initial} = 8 – 6 \]
\[ p_{gbogbo\_initial} = 2 \, \text{kg m/s} \]
2. Agbára kinetic gbogbo ti eto naa ṣaaju ki ijamba naa to waye:
\[ KE_{lapapọ\_initial} = \ frac{1}{2} m_1 v_{1i}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2i}^2 \]
\[ KE_{total\_initial} = \frac{1}{2} \igba 2 \igba 4^2 + \frac{1}{2} \igba 3 \igba 2^2 \]
\[ KE_{lapapọ\_ibẹrẹ} = 16 + 6 \]
\[ KE_{lapapọ\_initial} = 22 \, \ọrọ{J} \]
3. Lẹ́yìn ìjamba náà, a nílò láti yanjú àwọn ìṣètò ìpamọ́ ti agbára ìṣípopada àti agbára ìṣiṣẹ́ ní àkókò kan náà láti rí àwọn iyàrá ìkẹyìn \(v_{1f}\) àti \(v_{2f}\).
\[
\bẹrẹ{awọn ọran}
m_1 v_{1i} + m_2 v_{2i} = m_1 v_{1f} + m_2 v_{2f} \\
\frac{1}{2} m_1 v_{1i}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2i}^2 = \frac{1}{2} m_1 v_{1f}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2f}^2
\pari{awọn ọran}
\]
Nípa lílo àyípadà àti ìṣirò, a lè rí iyàrá ìkẹyìn àwọn bọ́ọ̀lù méjèèjì. Àbájáde ìkẹyìn ni:
\[ v_{1f} \approx -2.2 \, \text{m/s} \]
\[ v_{2f} \approx 3.2 \, \text{m/s} \]
Nítorí náà, lẹ́yìn ìkọlù ìrọ̀rùn, bọ́ọ̀lù àkọ́kọ́ yí sí apá òsì ní ìwọ̀n 2.2 m/s, bọ́ọ̀lù kejì yí sí apá ọ̀tún ní ìwọ̀n 3.2 m/s.
Àwọn Ohun Èlò Tó Wúlò
1. Ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ àti Ààbò
Àwọn èrò nípa ìfàsẹ́yìn àti agbára ṣe pàtàkì nínú ṣíṣe ètò ààbò ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́. A ṣe àwọn àpò afẹ́fẹ́ àti àwọn agbègbè tí ó bàjẹ́ láti fa àkókò ìkọlù náà gùn sí i, dín agbára tí ń ṣiṣẹ́ lórí àwọn ènìyàn kù, àti láti dín àwọn ìpalára kù.
2. Eré ìdárayá
Nínú àwọn eré ìdárayá bíi bọ́ọ̀lù afẹsẹ̀gbá, ìjà, àti hockey, òye ìtara àti agbára ń ran àwọn eléré ìdárayá lọ́wọ́ láti mú iṣẹ́ wọn sunwọ̀n síi. Fún àpẹẹrẹ, nínú ìjà, ìjà tó munadoko kan ní mímú kí ìgbésẹ̀ agbára pọ̀ sí i ní àkókò kúkúrú.
3. Ìmọ̀-ẹ̀rọ àti Ìṣètò Ilé
Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ máa ń lo ìlànà ìfàsẹ́yìn àti ìfúnpọ̀ láti ṣe àwòrán àwọn ilé tí ó lè kojú àwọn ẹrù ìyípadà, bí afárá àti àwọn ilé gíga, àti láti rí i dájú pé àwọn ilé dúró ṣinṣin àti ààbò nígbà tí wọ́n bá ń kojú tàbí tí wọ́n bá ń gbọ̀n.
