៣.២. ជីពចរ
៣.២.១. ការជំរុញរាងកាយ ការជំរុញនៃប្រព័ន្ធនៃរាងកាយ
មានតែរាងកាយដែលផ្លាស់ទីប៉ុណ្ណោះដែលមានសន្ទុះ។
សន្ទុះនៃរាងកាយត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត
P → = m v → ,
ដែល m ជាទំងន់រាងកាយ; v → - ល្បឿនរាងកាយ។
នៅក្នុងប្រព័ន្ធអន្តរជាតិនៃឯកតា សន្ទុះនៃរាងកាយត្រូវបានវាស់ជាគីឡូក្រាម គុណនឹងម៉ែត្រ ចែកនឹងវិនាទី (1 គីឡូក្រាម ⋅ m/s) ។
Impulse នៃប្រព័ន្ធនៃរាងកាយ(រូប ៣.១) គឺជាផលបូកវ៉ិចទ័រនៃសន្ទុះនៃសាកសពដែលរួមបញ្ចូលក្នុងប្រព័ន្ធនេះ៖
P → = P → 1 + P → 2 + ... + P → N =
M 1 v → 1 + m 2 v → 2 + ... + m N v → N ,
ដែល P → 1 = m 1 v → 1 - សន្ទុះនៃរាងកាយទីមួយ (m 1 - ម៉ាស់នៃរាងកាយទីមួយ; v → 1 - ល្បឿននៃរាងកាយទីមួយ); P → 2 = m 2 v → 2 - សន្ទុះនៃរាងកាយទីពីរ (m 2 - ម៉ាសនៃរាងកាយទីពីរ; v → 2 - ល្បឿននៃរាងកាយទីពីរ) ល។
អង្ករ។ ៣.១
ដើម្បីគណនាសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធសាកសព គួរតែប្រើក្បួនដោះស្រាយខាងក្រោម៖
1) ជ្រើសរើសប្រព័ន្ធកូអរដោណេ និងស្វែងរកការព្យាករណ៍នៃកម្លាំងរុញច្រាននៃរាងកាយនីមួយៗទៅលើអ័ក្សកូអរដោនេ៖
P 1 x , P 2 x , ... , P Nx ;
P 1 y , P 2 y , ... , P Ny ,
ដែល P 1 x, ... , P Nx; P 1 y , ... , P Ny - ការព្យាករណ៍នៃសន្ទុះនៃសាកសពនៅលើអ័ក្សកូអរដោនេ;
P x = P 1 x + P 2 x + ... + P Nx ;
P y = P 1 y + P 2 y + ... + P Ny ;
3) គណនាម៉ូឌុលនៃកម្លាំងជំរុញប្រព័ន្ធដោយប្រើរូបមន្ត
P = P x 2 + P y 2 ។
ឧទាហរណ៍ 1. រាងកាយមួយស្ថិតនៅលើផ្ទៃផ្ដេក។ កម្លាំង 30 N ចាប់ផ្តើមធ្វើសកម្មភាពលើវា ដែលដឹកនាំស្របទៅនឹងផ្ទៃ។ គណនាម៉ូឌុលនៃសន្ទុះនៃរាងកាយ 5.0 s បន្ទាប់ពីការចាប់ផ្តើមនៃចលនា ប្រសិនបើកម្លាំងកកិតគឺ 10 N ។
ដំណោះស្រាយ។ ម៉ូឌុលនៃសន្ទុះនៃរាងកាយអាស្រ័យលើពេលវេលានិងត្រូវបានកំណត់ដោយផលិតផល
P(t) = mv,
ដែល m ជាទំងន់រាងកាយ; v គឺជាម៉ូឌុលល្បឿនរាងកាយនៅពេល t 0 = 5.0 s ។
នៅក្នុងចលនាបង្កើនល្បឿនស្មើគ្នាជាមួយនឹងល្បឿនដំបូងសូន្យ (v 0 = 0) ទំហំនៃល្បឿនរាងកាយអាស្រ័យលើពេលវេលាយោងទៅតាមច្បាប់
v(t) = នៅ,
ដែល a គឺជាម៉ូឌុលបង្កើនល្បឿន; t - ពេលវេលា។
ការជំនួសការពឹងផ្អែក v(t) ទៅក្នុងរូបមន្តសម្រាប់កំណត់ម៉ូឌូលសន្ទុះផ្តល់កន្សោម
P(t) = ម៉ាត់។
ដូច្នេះការដោះស្រាយបញ្ហាត្រូវកាត់បន្ថយមករកផលិតផលម៉ា។
ដើម្បីធ្វើដូចនេះយើងសរសេរច្បាប់ជាមូលដ្ឋាននៃថាមវន្ត (ច្បាប់ទីពីររបស់ញូវតុន) ជាទម្រង់៖
F → + F → tr + N → + m g → = m a → ,
ឬការព្យាករលើអ័ក្សកូអរដោនេ
O x : F − F tr = m a ; O y: N − m g = 0, )
ដែល F គឺជាម៉ូឌុលនៃកម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅលើរាងកាយក្នុងទិសដៅផ្ដេក។ F tr - ម៉ូឌុលកម្លាំងកកិត; N គឺជាម៉ូឌុលនៃកម្លាំងប្រតិកម្មធម្មតានៃការគាំទ្រ; mg - ម៉ូឌុលទំនាញ; g - ម៉ូឌុលបង្កើនល្បឿនធ្លាក់ដោយឥតគិតថ្លៃ។
កម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពលើរាងកាយ និងអ័ក្សកូអរដោនេត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប។
ពីសមីការដំបូងនៃប្រព័ន្ធវាដូចខាងក្រោមថាផលិតផលដែលចង់បានត្រូវបានកំណត់ដោយភាពខុសគ្នា
ម៉ា = F − F tr ។
អាស្រ័យហេតុនេះ ការពឹងផ្អែកនៃទំហំនៃសន្ទុះនៃរាងកាយទាន់ពេលវេលាត្រូវបានកំណត់ដោយការបញ្ចេញមតិ
P (t) = (F − F tr)t,
និងតម្លៃរបស់វានៅពេលជាក់លាក់ t 0 = 5 s - ដោយកន្សោម
P (t) = (F − F tr) t 0 = (30 − 10) ⋅ 5.0 = 100 គីឡូក្រាម ⋅ m/s ។
ឧទាហរណ៍ 2. រាងកាយផ្លាស់ទីក្នុងយន្តហោះ xOy តាមបណ្តោយគន្លងនៃទម្រង់ x 2 + y 2 = 64 ក្រោមឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងកណ្តាល ដែលមានទំហំ 18 N. ម៉ាស់រាងកាយគឺ 3.0 គីឡូក្រាម។ ដោយសន្មតថាកូអរដោនេ x និង y ត្រូវបានផ្តល់ជាម៉ែត្រ ស្វែងរកទំហំនៃសន្ទុះរបស់រាងកាយ។
ដំណោះស្រាយ។ គន្លងនៃរាងកាយគឺជារង្វង់ដែលមានកាំ 8.0 ម៉ែត្រ។ យោងទៅតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហាមានតែកម្លាំងមួយប៉ុណ្ណោះដែលធ្វើសកម្មភាពលើរាងកាយដោយតម្រង់ឆ្ពោះទៅកណ្តាលនៃរង្វង់នេះ។
ម៉ូឌុលនៃកម្លាំងនេះគឺជាតម្លៃថេរ ដូច្នេះរាងកាយមានតែការបង្កើនល្បឿនធម្មតា (កណ្តាល) ប៉ុណ្ណោះ។ វត្តមាននៃការបង្កើនល្បឿន centripetal ថេរមិនប៉ះពាល់ដល់ល្បឿននៃរាងកាយ; ដូច្នេះ រាងកាយផ្លាស់ទីក្នុងរង្វង់មួយក្នុងល្បឿនថេរ។
តួលេខបង្ហាញពីការពិតនេះ។
ទំហំនៃកម្លាំងកណ្តាលត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត
F គ. c = m v 2 R,
ដែល m ជាទំងន់រាងកាយ; v គឺជាម៉ូឌុលល្បឿនរាងកាយ; R គឺជាកាំនៃរង្វង់ដែលរាងកាយផ្លាស់ទី។
ចូរយើងបង្ហាញម៉ូឌុលនៃល្បឿននៃរាងកាយពីទីនេះ៖
v = F គ. ជាមួយ Rm
ហើយជំនួសកន្សោមលទ្ធផលទៅក្នុងរូបមន្តដែលកំណត់ទំហំនៃកម្លាំងរុញច្រាន៖
P = m v = m F c ។ ជាមួយ R m = F c ។ ជាមួយ Rm ។
តោះធ្វើការគណនា៖
P = 18 ⋅ 8.0 ⋅ 3.0 ≈ 21 គីឡូក្រាម ⋅ m/s ។
ឧទាហរណ៍ 3. សាកសពពីរផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅកាត់កែងគ្នាទៅវិញទៅមក។ ទំងន់រាងកាយដំបូងគឺ 3.0 គីឡូក្រាមហើយល្បឿនរបស់វាគឺ 2.0 m / s ។ ទំងន់នៃតួទីពីរគឺ 2.0 គីឡូក្រាមហើយល្បឿនរបស់វាគឺ 3.0 m/s ។ ស្វែងរកម៉ូឌុលនៃកម្លាំងរុញច្រាននៃប្រព័ន្ធសាកសព។
ដំណោះស្រាយ។ អនុញ្ញាតឱ្យយើងពណ៌នាសាកសពដែលផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅកាត់កែងគ្នាទៅវិញទៅមកនៅក្នុងប្រព័ន្ធកូអរដោណេ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព៖
- ចូរដឹកនាំវ៉ិចទ័រល្បឿននៃតួទីមួយតាមទិសវិជ្ជមាននៃអ័ក្សអុក។
- ចូរដឹកនាំវ៉ិចទ័រល្បឿននៃតួទីពីរតាមទិសវិជ្ជមាននៃអ័ក្ស Oy ។
ដើម្បីគណនាម៉ូឌុលនៃសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធសាកសព យើងប្រើក្បួនដោះស្រាយ៖
1) យើងសរសេរការព្យាករណ៍នៃកម្លាំងរុញច្រាននៃ P → 1 និងទីពីរ P → 2 សាកសពនៅលើអ័ក្សកូអរដោនេ:
P 1 x = m 1 v 1 ; P 2 x = 0;
P 1 y = 0, P 2 y = m 2 v 2,
ដែល m 1 គឺជាម៉ាស់នៃរាងកាយទីមួយ; v 1 - តម្លៃនៃល្បឿននៃរាងកាយដំបូង; m 2 - ម៉ាសនៃរាងកាយទីពីរ; v 2 - តម្លៃនៃល្បឿននៃរាងកាយទីពីរ;
2) យើងរកឃើញការព្យាករណ៍នៃសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធទៅលើអ័ក្សកូអរដោនេដោយបូកសរុបការព្យាករណ៍ដែលត្រូវគ្នានៃតួនីមួយៗ៖
P x = P 1 x + P 2 x = P 1 x = m 1 v 1 ;
P y = P 1 y + P 2 y = P 2 y = m 2 v 2 ;
3) គណនាទំហំនៃសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធសាកសពដោយប្រើរូបមន្ត
P = P x 2 + P y 2 = (m 1 v 1) 2 + (m 2 v 2) 2 =
= (3.0 ⋅ 2.0) 2 + (2.0 ⋅ 3.0) 2 ≈ 8.5 គីឡូក្រាម ⋅ m/s ។
ជាឧទាហរណ៍នៃការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃទម្រង់ថ្មីនៃច្បាប់ទី 2 របស់ញូវតុន សូមពិចារណាពីបញ្ហានៃផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែនយ៉ាងពិតប្រាកដនៃបាល់ជាមួយនឹងម៉ាស់នៅលើជញ្ជាំងស្ថានី (រូបភាព 4.11) ។
ចូរយើងសន្មត់ថាបាល់មានល្បឿនមុនពេលប៉ះ ហើយផ្លាស់ទីកាត់កែងទៅនឹងជញ្ជាំង។ អ្នកត្រូវស្វែងរកល្បឿនដែលវានឹងផ្លាស់ទីបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់ ហើយកម្លាំងរុញច្រានដែលជញ្ជាំងនឹងទទួលបានកំឡុងពេលប៉ះ។
ចូរយើងពិចារណាដាច់ដោយឡែកពីគ្នានូវដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់នៃផលប៉ះពាល់។
ចាប់ពីពេលនៃការទំនាក់ទំនងការខូចទ្រង់ទ្រាយនឹងចាប់ផ្តើមអភិវឌ្ឍនៅក្នុងបាល់និងជញ្ជាំង។ រួមគ្នាជាមួយពួកគេ ការបង្កើនកម្លាំងយឺតនឹងកើតឡើងដោយធ្វើសកម្មភាពនៅលើជញ្ជាំង និងនៅលើបាល់ និងហ្វ្រាំងចលនារបស់បាល់។ ការកើនឡើងនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយ និងកម្លាំងនឹងឈប់នៅពេលល្បឿនបាល់ទៅសូន្យ៖
ដូច្នេះសម្រាប់ដំណាក់កាលនៃផលប៉ះពាល់នេះ យើងដឹងពីតម្លៃដំបូង និងចុងក្រោយនៃសន្ទុះនៃបាល់ ហើយពីពួកគេ យើងអាចកំណត់ពីកម្លាំងរុញច្រានដែលបាល់ទទួលបានពីជញ្ជាំងក្នុងអំឡុងពេលនេះ។ កម្លាំងនៅពេលនេះផ្លាស់ប្តូរតម្លៃរបស់វាពីសូន្យទៅអតិបរមាមួយចំនួន
ទំហំនៃកម្លាំង ដូច្នេះវាពិតជាលំបាកណាស់ក្នុងការបញ្ចេញកម្លាំងរុញច្រានដោយផ្ទាល់។ ចូរយើងណែនាំនូវអ្វីដែលហៅថាកម្លាំងមធ្យម៖ យើងនឹងហៅកម្លាំងមធ្យមជាកម្លាំងថេរដែលបញ្ជូនទៅកាន់រាងកាយមួយ នូវកម្លាំងរុញច្រានដូចគ្នាដែលកម្លាំងអថេរបញ្ជូនមកវាក្នុងពេលតែមួយ។
សម្រាប់កម្លាំងមធ្យមដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់កំឡុងពេលខូចទ្រង់ទ្រាយរបស់វា ឥឡូវនេះយើងអាចសរសេរសមីការនៃច្បាប់ទីពីររបស់ញូតុនបាន៖ ដូច្នេះហើយទីបំផុតយើងទទួលបាន៖
ការផ្លាស់ប្តូរនៃសន្ទុះនៃបាល់ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលទីមួយនៃផលប៉ះពាល់ និងសន្ទុះដែលទទួលបានដោយបាល់បានប្រែទៅជាស្មើនឹងសន្ទុះដំបូងដែលទទួលយកដោយសញ្ញាផ្ទុយ។
ក្នុងអំឡុងពេលពាក់កណ្តាលទីពីរនៃផលប៉ះពាល់ បន្ទាប់ពីបាល់បានឈប់ទាំងស្រុង កម្លាំងយឺតនឹងបង្ខំវាឱ្យផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។ ការខូចទ្រង់ទ្រាយ និងជាមួយពួកគេ កម្លាំងយឺតនឹងចាប់ផ្តើមថយចុះ។ ក្នុងករណីនេះតម្លៃទាំងអស់នៃការខូចទ្រង់ទ្រាយនិងកម្លាំងនឹងត្រូវធ្វើម្តងទៀតក្នុងលំដាប់បញ្ច្រាសក្នុងពេលតែមួយ។ អាស្រ័យហេតុនេះ ក្នុងដំណាក់កាលទី 2 នៃផលប៉ះពាល់ បាល់ក៏នឹងទទួលបានកម្លាំងរុញច្រានដូចគ្នាពីជញ្ជាំងដូចក្នុងដំណាក់កាលទីមួយដែរ។ ឥឡូវនេះ ចូរយើងជំនួសតម្លៃដែលបានរកឃើញនៃសន្ទុះ និងល្បឿនដែលត្រូវនឹងពាក់កណ្តាលទីពីរនៃផលប៉ះពាល់ទៅក្នុងសមីការនៃច្បាប់ទីពីររបស់ញូតុន។ ដូច្នេះតើយើងនឹងទទួលបានយ៉ាងដូចម្តេច
ដោយស្មើផ្នែកខាងឆ្វេងនៃកន្សោមដែលសរសេរសម្រាប់ពាក់កណ្តាលទីមួយ និងទីពីរនៃផ្លុំ យើងរកឃើញ៖
បន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចគ្នាជាមួយនឹងជញ្ជាំងតាមបណ្តោយធម្មតា បាល់នឹងមានល្បឿនស្មើរនឹងល្បឿនដំបូង ហើយដឹកនាំផ្ទុយទៅនឹងវា។ កម្លាំងរុញច្រានសរុបដែលទទួលបានដោយបាល់ក្នុងអំឡុងពេលផលប៉ះពាល់ទាំងមូល និងការផ្លាស់ប្តូរសរុបនៃសន្ទុះនឹងស្មើគ្នា
យោងតាមច្បាប់ទី 3 របស់ញូវតុន ជញ្ជាំងនឹងទទួលបានកម្លាំងដូចគ្នាពីបាល់ ប៉ុន្តែត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។
អនុញ្ញាតឱ្យយើងសន្មត់ថាជញ្ជាំងជួបប្រទះផលប៉ះពាល់បែបនេះក្នុងមួយវិនាទី។ កំឡុងពេលប៉ះនីមួយៗ ជញ្ជាំងនឹងទទួលបានកម្លាំងរុញច្រាន។ ក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែមួយវិនាទី ជញ្ជាំងនឹងទទួលបានកម្លាំងរុញច្រាន។ ដោយដឹងពីកម្លាំងរុញច្រាននេះ យើងអាចគណនាកម្លាំងមធ្យមដែលធ្វើសកម្មភាពលើជញ្ជាំង ហើយត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយផលប៉ះពាល់នៃបាល់។ កម្លាំងរុញច្រានសរុបដែលទទួលបានដោយជញ្ជាំងនឹងមាន
តើនៅពេលណាដែលការរញ្ជួយបានកើតឡើង ការជំនួសវិញ យើងឃើញថាក្នុងមួយវិនាទី កម្លាំងជាមធ្យមនឹងធ្វើសកម្មភាពនៅលើជញ្ជាំង
ឧទាហរណ៍ដែលបានពិចារណាមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសព្រោះនេះជារបៀបដែលសម្ពាធឧស្ម័ននៅលើជញ្ជាំងនៃនាវាត្រូវបានគណនា។ ដូចដែលអ្នកនឹងរៀននៅក្នុងវគ្គសិក្សានៃរូបវិទ្យាម៉ូលេគុល សម្ពាធឧស្ម័ននៅលើជញ្ជាំងនៃនាវាកើតឡើងដោយសារតែកម្លាំងរុញច្រានដែលម៉ូលេគុលឧស្ម័នដែលផ្លាស់ទីយ៉ាងលឿនទៅជញ្ជាំងនៅពេលមានផលប៉ះពាល់។ វាត្រូវបានសន្មត់ថាផលប៉ះពាល់នីមួយៗនៃម៉ូលេគុលគឺពិតជាមានភាពយឺត។ ការគណនារបស់យើងអាចអនុវត្តបានទាំងស្រុងចំពោះករណីនេះ។ ការលំបាកទាំងមូលក្នុងការគណនាសម្ពាធឧស្ម័នគឺស្ថិតនៅក្នុងការគណនាត្រឹមត្រូវនៃចំនួនផលប៉ះពាល់នៃម៉ូលេគុលនៅលើជញ្ជាំងនៃនាវាក្នុងមួយឯកតានៃពេលវេលា។ ចំណាំផងដែរថាការចៃដន្យនៃម៉ូឌុលនៃកម្លាំងជាមួយម៉ូឌុលនៃកម្លាំងរុញច្រានដែលផ្តល់ដោយកម្លាំងនេះក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាជាក់ស្តែងជាច្រើន។
ជាចុងក្រោយ យើងកត់សំគាល់ថា ការវែកញែករបស់យើងលាក់ការសន្មត់មួយដែលមិនបាននិយាយដែលថាពេលវេលាដែលបានចំណាយក្នុងការបង្កើតការខូចទ្រង់ទ្រាយអំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់គឺស្មើនឹងពេលវេលាដែលវាត្រូវការដើម្បីដកចេញការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ បន្តិចទៀតយើងនឹងបញ្ជាក់ពីសុពលភាពរបស់វា។
ការបង្រៀននេះគ្របដណ្តប់លើបញ្ហាដូចខាងក្រោមៈ
1. បាតុភូតផលប៉ះពាល់។
2. ផលប៉ះពាល់កណ្តាលដោយផ្ទាល់នៃសាកសពពីរ។
3. ផលប៉ះពាល់លើរាងកាយបង្វិល។
ការសិក្សាអំពីបញ្ហាទាំងនេះគឺចាំបាច់ដើម្បីសិក្សាពីចលនាលំយោលនៃប្រព័ន្ធមេកានិកនៅក្នុងវិន័យ "ផ្នែកម៉ាស៊ីន" ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានៅក្នុងវិញ្ញាសា "ទ្រឹស្តីនៃម៉ាស៊ីន និងយន្តការ" និង "កម្លាំងនៃសម្ភារៈ" ។
បាតុភូតផលប៉ះពាល់។
ជាមួយនឹងការវាយប្រហារមួយ។ យើងនឹងហៅសកម្មភាពរយៈពេលខ្លីលើតួនៃកម្លាំងមួយចំនួន. កម្លាំងដែលកើតឡើងជាឧទាហរណ៍ ពេលដែលសាកសពធំពីរជួបគ្នា។
បទពិសោធន៍បង្ហាញថាអន្តរកម្មរបស់ពួកគេមានរយៈពេលខ្លីណាស់ (ពេលវេលាទំនាក់ទំនងត្រូវបានគណនាជាពាន់នៃវិនាទី) ហើយកម្លាំងផលប៉ះពាល់គឺធំណាស់ (រាប់រយដងនៃទំងន់នៃសាកសពទាំងនេះ) ។ ហើយកម្លាំងខ្លួនវាមិនស្ថិតស្ថេរក្នុងទំហំទេ។ ដូច្នេះបាតុភូតនៃផលប៉ះពាល់គឺជាដំណើរការដ៏ស្មុគស្មាញមួយដែលត្រូវបានអមដោយការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃសាកសពផងដែរ។ ការសិក្សាត្រឹមត្រូវរបស់វាទាមទារចំណេះដឹងអំពីរូបវិទ្យានៃអង្គធាតុរឹង ច្បាប់នៃដំណើរការកម្ដៅ ទ្រឹស្ដីនៃភាពបត់បែន។
ក្នុងអំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់ កម្លាំងខាងក្នុងកើតឡើងដែលលើសពីកម្លាំងខាងក្រៅទាំងអស់ ដែលអាចត្រូវបានធ្វេសប្រហែសក្នុងករណីនេះ ដូច្នេះសាកសពដែលបុកគ្នាអាចចាត់ទុកថាជាប្រព័ន្ធបិទជិត ហើយច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល និងសន្ទុះអាចត្រូវបានអនុវត្តចំពោះវា។ លើសពីនេះទៀតប្រព័ន្ធនេះគឺអភិរក្ស, i.e. កម្លាំងខាងក្នុងមានលក្ខណៈអភិរក្ស ហើយកម្លាំងខាងក្រៅគឺស្ថិតស្ថេរ និងអភិរក្ស។ ថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធអភិរក្សមិនផ្លាស់ប្តូរទៅតាមពេលវេលាទេ។.
យើងនឹងប្រើវិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវសាមញ្ញដោយស្មើភាព ប៉ុន្តែអ្វីដែលការអនុវត្តបញ្ជាក់ ពន្យល់យ៉ាងត្រឹមត្រូវអំពីបាតុភូតផលប៉ះពាល់។
ដោយសារតែកម្លាំងប៉ះពាល់អស្ចារ្យណាស់, និងរយៈពេលរបស់វា។វាមិនគ្រប់គ្រាន់ទេ នៅពេលពិពណ៌នាអំពីដំណើរការផលប៉ះពាល់ យើងនឹងមិនប្រើសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៃចលនាទេ ប៉ុន្តែទ្រឹស្តីបទស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះ។ ដោយសារតែបរិមាណចុងក្រោយដែលកំពុងត្រូវបានវាស់វែងមិនមែនជាកម្លាំងផលប៉ះពាល់ទេ ប៉ុន្តែជាកម្លាំងជំរុញរបស់វា។
ដើម្បីបង្កើតលក្ខណៈដំបូងនៃបាតុភូតផលប៉ះពាល់ ចូរយើងពិចារណាជាមុនអំពីសកម្មភាពនៃកម្លាំងបែបនេះលើចំណុចសម្ភារៈ។
អនុញ្ញាតឱ្យទៅចំណុចសម្ភារៈ មផ្លាស់ទីក្រោមឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងធម្មតា។តាមគន្លងជាក់លាក់មួយ (រូបភាពទី 1) នៅចំណុចខ្លះ កម្លាំងដ៏ធំភ្លាមៗត្រូវបានអនុវត្ត. ការប្រើទ្រឹស្តីបទស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះអំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់បង្កើតសមីការកន្លែងណានិង - ល្បឿននៃចំណុចនៅចុងបញ្ចប់និងនៅដើមនៃផលប៉ះពាល់;- កម្លាំងរុញច្រាននៃកម្លាំងភ្លាមៗ. កម្លាំងរុញច្រាននៃកម្លាំងធម្មតាដែលស្ថិតនៅក្រោមឥទ្ធិពលដែលចំណុចផ្លាស់ទីអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់ - សម្រាប់ពេលវេលាពួកគេនឹងតូចណាស់។
រូប ១
ពីសមីការ យើងរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរល្បឿនអំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់ (រូបភាពទី 1)៖
ការផ្លាស់ប្តូរល្បឿននេះប្រែទៅជាបរិមាណកំណត់។
ចលនាបន្ថែមទៀតនៃចំណុចនឹងចាប់ផ្តើមក្នុងល្បឿនមួយ។ហើយនឹងបន្តស្ថិតក្រោមឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងដដែល ប៉ុន្តែនៅតាមគន្លងមួយដែលទទួលបានការច្របូកច្របល់។
ឥឡូវនេះយើងអាចទាញការសន្និដ្ឋានជាច្រើន។
1. នៅពេលសិក្សាពីបាតុភូតផលប៉ះពាល់ កម្លាំងធម្មតាអាចត្រូវបានគេមិនអើពើ។
2. ចាប់តាំងពីពេល តូច ការផ្លាស់ទីលំនៅនៃចំណុចក្នុងអំឡុងពេលផលប៉ះពាល់អាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់។
3. លទ្ធផលតែមួយគត់នៃផលប៉ះពាល់គឺមានតែការផ្លាស់ប្តូរវ៉ិចទ័រល្បឿនប៉ុណ្ណោះ។
ផលប៉ះពាល់កណ្តាលដោយផ្ទាល់នៃសាកសពពីរ។
ផ្លុំត្រូវបានគេហៅថា ផ្ទាល់និងកណ្តាល ប្រសិនបើចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាសនៃសាកសពមុនពេលផលប៉ះពាល់ផ្លាស់ទីក្នុងបន្ទាត់ត្រង់មួយតាមអ័ក្ស Xចំណុចជួបគ្នានៃផ្ទៃរបស់ពួកគេគឺស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ដូចគ្នា និងតង់សង់ទូទៅ ធទៅលើផ្ទៃនឹងកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្ស X(រូបទី 2) ។
រូប ២
ប្រសិនបើតង់សង់ ធមិនកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្សនេះទេ ផលប៉ះពាល់ត្រូវបានគេហៅថា oblique
អនុញ្ញាតឱ្យសាកសពផ្លាស់ទីដោយបកប្រែក្នុងល្បឿននៃចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់របស់ពួកគេ។និង . ចូរយើងកំណត់ថាតើល្បឿនរបស់ពួកគេនឹងទៅជាយ៉ាងណានិងបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់។
កំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់ កម្លាំងផលប៉ះពាល់ធ្វើសកម្មភាពលើរាងកាយ, កម្លាំងជំរុញ ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅចំណុចនៃទំនាក់ទំនងត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 2, ខ. យោងទៅតាមទ្រឹស្តីបទស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះ នៅក្នុងការព្យាករលើអ័ក្ស Xយើងទទួលបានសមីការពីរ
កន្លែងណានិងម៉ាសនៃសាកសព; - ការព្យាករណ៍នៃល្បឿនលើអ័ក្ស X.
ជាការពិតណាស់ សមីការទាំងពីរនេះមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីកំណត់ការមិនស្គាល់ទាំងបី (និង ស) វត្ថុមួយបន្ថែមទៀតគឺត្រូវការ ដែលតាមធម្មជាតិគួរតែកំណត់លក្ខណៈនៃការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៃសាកសពទាំងនេះក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការផលប៉ះពាល់ ដោយគិតគូរពីភាពបត់បែននៃសម្ភារៈ និងលក្ខណៈសម្បត្តិដែលរលាយរបស់វា។
ចូរយើងពិចារណាជាមុនអំពីផលប៉ះពាល់នៃរូបធាតុប្លាស្ទិក ដូចនេះ នៅចុងបញ្ចប់នៃផលប៉ះពាល់ កុំស្តារបរិមាណខូចទ្រង់ទ្រាយ ហើយបន្តផ្លាស់ទីទាំងមូលក្នុងល្បឿនមួយយូ, i.e. . នេះនឹងជាសមីការទីបីដែលបាត់។ បន្ទាប់មកយើងមាន
ការដោះស្រាយសមីការទាំងនេះយើងទទួលបាន
ចាប់តាំងពីទំហំនៃកម្លាំងជំរុញ សត្រូវតែមានភាពវិជ្ជមាន បន្ទាប់មកដើម្បីឱ្យផលប៉ះពាល់កើតឡើង លក្ខខណ្ឌត្រូវតែបំពេញ.
វាងាយមើលឃើញថា ផលប៉ះពាល់នៃរូបធាតុ inelastic ប្លាស្ទិកត្រូវបានអមដោយការបាត់បង់ថាមពល kinetic របស់ពួកគេ។
ថាមពល Kinetic នៃសាកសពមុនពេលប៉ះពាល់
បន្ទាប់ពីផ្លុំ
ពីទីនេះ
ឬផ្តល់ឱ្យ (2),
ហើយការជំនួសតម្លៃនៃកម្លាំងជំរុញ សយោងតាម (4) យើងទទួលបាន
ថាមពល "បាត់បង់" នេះត្រូវបានចំណាយលើរាងកាយដែលខូចទ្រង់ទ្រាយ កំដៅពួកវានៅពេលមានផលប៉ះពាល់ (អ្នកអាចឃើញថាបន្ទាប់ពីវាយជាច្រើនដងដោយប្រើញញួរ រាងកាយដែលខូចទ្រង់ទ្រាយនឹងក្តៅខ្លាំង)។
ចំណាំថាប្រសិនបើសាកសពមួយមិនមានចលនាមុនពេលមានផលប៉ះពាល់បន្ទាប់មកថាមពលដែលបាត់បង់
(ចាប់តាំងពីក្នុងករណីនេះមានតែរាងកាយដំបូងប៉ុណ្ណោះដែលមានថាមពលនៃសាកសពមុនពេលផលប៉ះពាល់។) ដូច្នេះការបាត់បង់ថាមពល ថាមពលដែលចំណាយលើការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃសាកសពគឺជាផ្នែកមួយនៃថាមពលនៃរាងកាយដែលទាក់ទាញ។
ដូច្នេះនៅពេលដែល forging លោហៈ, នៅពេលដែលវាជាការចង់បាននោះ។មានច្រើនទៀត, អាកប្បកិរិយាអ្នកត្រូវធ្វើតិចបំផុតតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។. ដូច្នេះ ទ្រុងត្រូវបានបង្កើតឡើងធ្ងន់ និងធំ។ ដូចគ្នាដែរ នៅពេលរូតផ្នែកណាមួយ អ្នកត្រូវជ្រើសរើសញញួរស្រាលជាងមុន។
ហើយផ្ទុយទៅវិញ នៅពេលបើកដែកគោល ឬគំនរចូលទៅក្នុងដី ញញួរ (ឬ copra) ត្រូវតែធ្ងន់ជាងមុន ដើម្បីឱ្យការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃសាកសពមានតិច ដូច្នេះថាមពលភាគច្រើនទៅធ្វើចលនារាងកាយ។
នៅក្នុងផលប៉ះពាល់ដែលមិនអាចបត់បែនបានទាំងស្រុង ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិកមិនពេញចិត្ត ប៉ុន្តែច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះត្រូវបានពេញចិត្ត។ ថាមពលសក្តានុពលនៃបាល់មិនផ្លាស់ប្តូរទេមានតែការផ្លាស់ប្តូរថាមពល kinetic - វាថយចុះ។ ការថយចុះនៃថាមពលមេកានិចនៃប្រព័ន្ធដែលកំពុងត្រូវបានពិចារណាគឺដោយសារតែការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃសាកសពដែលនៅតែបន្តកើតមានបន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់។
ឥឡូវនេះ ចូរយើងបន្តទៅផលប៉ះពាល់នៃរាងកាយយឺត។
ដំណើរការផលប៉ះពាល់នៃសាកសពបែបនេះគឺស្មុគស្មាញជាង។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃកម្លាំងផលប៉ះពាល់ ការខូចទ្រង់ទ្រាយរបស់ពួកគេដំបូងកើនឡើង កើនឡើងរហូតដល់ល្បឿននៃសាកសពត្រូវបានស្មើគ្នា។ ហើយបន្ទាប់មកដោយសារតែការបត់បែននៃសម្ភារៈការស្ដារឡើងវិញនៃរូបរាងនឹងចាប់ផ្តើម។ ល្បឿននៃសាកសពនឹងចាប់ផ្តើមផ្លាស់ប្តូរ ផ្លាស់ប្តូររហូតដល់សាកសពដាច់ពីគ្នា។
ចូរយើងបែងចែកដំណើរការផលប៉ះពាល់ជាពីរដំណាក់កាល៖ ចាប់ពីការចាប់ផ្តើមនៃផលប៉ះពាល់ រហូតដល់ពេលដែលល្បឿនរបស់វាស្មើគ្នា និងស្មើគ្នា។យូ; ហើយចាប់ពីពេលនេះរហូតដល់ចុងបញ្ចប់នៃផលប៉ះពាល់នៅពេលដែលសាកសពបែកខ្ញែកក្នុងល្បឿននិង។
សម្រាប់ដំណាក់កាលនីមួយៗ យើងទទួលបានសមីការពីរ៖
កន្លែងណា ស 1 និង ស 2 - តម្លៃនៃកម្លាំងនៃប្រតិកម្មទៅវិញទៅមកនៃសាកសពសម្រាប់ដំណាក់កាលទី 1 និងទី 2 ។
សមីការ (៦) ស្រដៀងនឹងសមីការ (២)។ ដោះស្រាយពួកគេយើងទទួលបាន
នៅក្នុងសមីការ (7) មានបរិមាណមិនស្គាល់ចំនួនបី () សមីការមួយត្រូវបានបាត់ ដែលគួរតែកំណត់លក្ខណៈរូបវន្តនៃរូបកាយទាំងនេះម្តងទៀត។
ចូរយើងកំណត់សមាមាត្រសន្ទុះស ២/ស ១ = គ .នេះនឹងជាសមីការទីបីបន្ថែម។
បទពិសោធន៍បង្ហាញថាតម្លៃkអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាអាស្រ័យតែលើលក្ខណៈសម្បត្តិយឺតនៃតួទាំងនេះ។ (ទោះជាយ៉ាងនេះក្តី ការពិសោធន៍ត្រឹមត្រូវជាងនេះបង្ហាញថាមានការពឹងផ្អែកខ្លះលើរូបរាងរបស់វា)។ មេគុណនេះត្រូវបានកំណត់ដោយពិសោធន៍សម្រាប់តួជាក់លាក់នីមួយៗ។ វាត្រូវបានគេហៅថា កត្តាស្តារល្បឿន. ទំហំរបស់វា។. សម្រាប់សាកសពប្លាស្ទិកk = 0, y យឺតយ៉ាវទូរស័ព្ទk = 1.
ការដោះស្រាយសមីការឥឡូវនេះ (7) និង (6) យើងទទួលបានល្បឿននៃសាកសពបន្ទាប់ពីការបញ្ចប់នៃផលប៉ះពាល់។
ល្បឿនមានសញ្ញាវិជ្ជមាន ប្រសិនបើវាស្របគ្នានឹងទិសដៅវិជ្ជមាននៃអ័ក្សដែលយើងបានជ្រើសរើស ហើយសញ្ញាអវិជ្ជមានបើមិនដូច្នេះទេ។
ចូរយើងវិភាគកន្សោមលទ្ធផលសម្រាប់បាល់ពីរនៃម៉ាស់ផ្សេងៗគ្នា។
1) m 1 = m 2 ⇒
បាល់ដែលមានល្បឿន "ផ្លាស់ប្តូរ" ម៉ាស់ស្មើគ្នា។
2) m 1 > m 2, v 2 = 0,
យូ ១< v 1 ដូច្នេះ បាល់ទីមួយបន្តផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅដូចគ្នាទៅនឹងផលប៉ះពាល់មុន ប៉ុន្តែក្នុងល្បឿនទាបជាង។
u 2 > u 1 ដូច្នេះល្បឿននៃបាល់ទីពីរបន្ទាប់ពីការប៉ះគឺធំជាងល្បឿននៃបាល់ទីមួយបន្ទាប់ពីការប៉ះ។
3) ម 1< m 2 , v 2 =0,
យូ ១ <0, следовательно, направление движения первого шара при ударе изменяется – шар отскакивает обратно.
យូ ២< v 1 ដូច្នេះ បាល់ទីពីរគឺស្ថិតនៅក្នុងទិសដៅដូចគ្នា ដែលបាល់ទីមួយបានផ្លាស់ទីមុនពេលប៉ះ ប៉ុន្តែក្នុងល្បឿនទាបជាង។
៤) ម ២ >> ម ១ (ឧទាហរណ៍ ការបុកបាល់ជាមួយជញ្ជាំង)
u 1 =- v 1 , ដូច្នេះ តួធំដែលបានទទួលការផ្លុំនឹងនៅសម្រាក ហើយតួតូចដែលវាយនឹងស្ទុះមកវិញជាមួយនឹងល្បឿនដើមក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។
មនុស្សម្នាក់អាចរកឃើញ ដូចជាផលប៉ះពាល់នៃរូបធាតុផ្លាស្ទិច ការបាត់បង់ថាមពល kinetic លើផលប៉ះពាល់នៃរូបកាយយឺត។ នាងនឹងប្រែទៅជាដូចនេះ
ចំណាំថានៅលើផលប៉ះពាល់ យឺតយ៉ាវទូរស័ព្ទ (k= 1) ថាមពល kinetic មិនផ្លាស់ប្តូរ មិនត្រូវបាន "បាត់បង់" ( T 1 = T 2) ។
ឧទាហរណ៍ ១.បាល់ដែកធ្លាក់ពីកម្ពស់ម៉ោង 1 នៅលើបន្ទះធំផ្ដេក។ បន្ទាប់ពីវាយគាត់លោតទៅកម្ពស់ម៉ោង 2 (រូបទី 3) ។
រូប ៣
នៅដើមដំបូងនៃផលប៉ះពាល់លើចានការព្យាករនៃល្បឿនបាល់នៅលើអ័ក្ស X និងល្បឿននៃចានស្ថានី. សន្មតថាម៉ាសនៃបន្ទះអ្នកអាចដាក់ច្រើនជាងម៉ាស់បាល់យូ= 0 និង យូ 2 = 0. បន្ទាប់មកដោយ (8) . (ឥឡូវនេះ ដោយវិធីនេះ វាច្បាស់ណាស់ថាហេតុអ្វីបានជាមេគុណkហៅថាកត្តាសង្គ្រោះល្បឿន។ )
ដូច្នេះល្បឿននៃបាល់នៅចុងបញ្ចប់នៃផលប៉ះពាល់ និងដឹកនាំឡើងលើ (យូ 1 > 0)។ បាល់លោតទៅកម្ពស់មួយ។ម៉ោង 2 ទាក់ទងនឹងល្បឿនដោយរូបមន្តZចាប់ផ្តើម, = k និង តាមរូបមន្តចុងក្រោយ ដោយវិធីនេះ មេគុណនៃការងើបឡើងវិញត្រូវបានកំណត់kសម្រាប់សម្ភារៈដែលបាល់និងចានត្រូវបានផលិត។
ឧទាហរណ៍ ២.បាល់ម៉ាស m 1 = 2 គីឡូក្រាមផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន v ១ = 3 m / s និងចាប់ឡើងជាមួយនឹងគ្រាប់បាល់នៃម៉ាស់មួយ។ម ២ = 8 គីឡូក្រាមផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន v ២ =1 m/s (រូបទី 4) ។ ចាត់ទុកការផ្លុំទៅជាកណ្តាល និង យឺតយ៉ាវស្វែងរកល្បឿន u 1 និង u 2 បាល់បន្ទាប់ពីប៉ះ។
រូប ៤
ដំណោះស្រាយ។ពេលណា យឺតយ៉ាវផលប៉ះពាល់ ច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះ និងថាមពលត្រូវបានពេញចិត្ត៖
វាធ្វើតាមនោះ។
គុណកន្សោមនេះដោយម ២ និងដកលទ្ធផលពីហើយបន្ទាប់មកគុណកន្សោមនេះដោយម ១ និងបន្ថែមលទ្ធផលជាមួយយើងទទួលបាន ល្បឿនបាល់បន្ទាប់ពី យឺតយ៉ាវផ្លុំ
ដោយការព្យាករល្បឿនទៅលើអ័ក្ស Xនិងការជំនួសទិន្នន័យបញ្ហា យើងទទួលបាន
សញ្ញាដកនៅក្នុងកន្សោមទីមួយមានន័យថាជាលទ្ធផល យឺតយ៉ាវបន្ទាប់ពីវាយបាល់ដំបូងវាចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។ បាល់ទីពីរបានបន្តផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅដូចគ្នាជាមួយនឹងល្បឿនកាន់តែខ្លាំង។
ឧទាហរណ៍ ៣.គ្រាប់កាំភ្លើងដែលហោះផ្តេកប៉ះបាល់ដែលព្យួរនៅលើដំបងរឹងគ្មានទម្ងន់ ហើយជាប់គាំងនៅក្នុងវា (រូបភាពទី 5)។ ម៉ាស់របស់គ្រាប់គឺតិចជាង 1000 ដងនៃម៉ាស់គ្រាប់។ ចម្ងាយពីកណ្តាលនៃបាល់ទៅចំណុចនៃការព្យួរដំបងលីត្រ = 1 m. រកល្បឿន v គ្រាប់កាំភ្លើង ប្រសិនបើគេដឹងថាដំបងដែលមានបាល់នោះ ខុសពីការប៉ះទង្គិចនៃគ្រាប់កាំភ្លើងនៅមុំមួយα = 10 °។
រូប ៥
ដំណោះស្រាយ។ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាវាចាំបាច់ត្រូវប្រើច្បាប់អភិរក្ស។ ចូរយើងសរសេរច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះសម្រាប់ប្រព័ន្ធគ្រាប់កាំភ្លើង ដោយសន្មតថាអន្តរកម្មរបស់ពួកគេស្ថិតនៅក្រោមការពិពណ៌នានៃផលប៉ះពាល់ដែលហៅថា inelastic i.e. អន្តរកម្ម ដែលជាលទ្ធផលនៃសាកសពពីរផ្លាស់ទីជាឯកតាតែមួយ៖
ដោយពិចារណាថាបាល់បានសម្រាក និងចលនារបស់គ្រាប់កាំភ្លើង ហើយបន្ទាប់មកបាល់ដែលមានគ្រាប់កាំភ្លើងនៅខាងក្នុងគឺក្នុងទិសដៅមួយ យើងទទួលបានសមីការក្នុងការព្យាករលើអ័ក្សផ្តេកក្នុងទម្រង់៖mv=( ម+ ម) យូ.
ចូរយើងសរសេរច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល
ដោយសារតែ ម៉ោង= លីត្រ= lcos 𝛼 = លីត្រ(1- cos𝛼 ) , បន្ទាប់មក , និង , បន្ទាប់មក
ពិចារណាថា M = 1000 m យើងទទួលបាន
ឧទាហរណ៍ 4 ។បាល់នៃម៉ាស់ m ផ្លាស់ទីដោយល្បឿនv, យឺតបុកជញ្ជាំងនៅមុំមួយ។α . កំណត់កម្លាំងជំរុញ F ∆ t បានទទួលដោយជញ្ជាំង។
រូប ៦
ដំណោះស្រាយ។
ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសន្ទុះរបស់បាល់គឺមានចំនួនស្មើនឹងកម្លាំងរុញច្រានដែលជញ្ជាំងនឹងទទួលបាន
ពី Fig.6 F ∆ t = 2 mv ∙ sin α .
ឧទាហរណ៍ 5 ។គ្រាប់កាំភ្លើង (រូបភាពទី 7) ទម្ងន់ រ 1, ហោះហើរផ្ដេកក្នុងល្បឿន យូធ្លាក់ចូលទៅក្នុងប្រអប់មួយដែលមានខ្សាច់ទម្ងន់ភ្ជាប់ទៅនឹងរទេះរុញ រ២. តើរទេះនឹងផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិច ប្រសិនបើការកកិតនៃកង់នៅលើផែនដីអាចត្រូវបានធ្វេសប្រហែស?
រូប ៧
ដំណោះស្រាយ។យើងនឹងពិចារណាគ្រាប់កាំភ្លើងនិងរទេះជាមួយខ្សាច់ជាប្រព័ន្ធតែមួយ (រូបភាពទី 7) ។ វាត្រូវបានធ្វើសកម្មភាពដោយកម្លាំងខាងក្រៅ: ទម្ងន់នៃគ្រាប់កាំភ្លើង រ 1, ទម្ងន់រទេះ រ 2 ក៏ដូចជាកម្លាំងប្រតិកម្មនៃកង់។ ដោយសារមិនមានការកកិត ក្រោយមកទៀតទាំងនេះត្រូវបានតម្រង់បញ្ឈរឡើងលើ ហើយអាចត្រូវបានជំនួសដោយលទ្ធផល ន. ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហា យើងប្រើទ្រឹស្តីបទស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធក្នុងទម្រង់អាំងតេក្រាល។ នៅក្នុងការព្យាករលើអ័ក្សគោ(សូមមើលរូបភាព 77) បន្ទាប់មកយើងមាន
កន្លែងណា គឺជាបរិមាណនៃចលនារបស់ប្រព័ន្ធ មុនពេលផលប៉ះពាល់ និង- បន្ទាប់ពីផ្លុំ។ ដោយសារកម្លាំងខាងក្រៅទាំងអស់គឺបញ្ឈរ ជ្រុងខាងស្តាំនៃសមីការនេះគឺស្មើនឹងសូន្យ ហើយដូច្នេះ.
ចាប់តាំងពីរទេះបានសម្រាកមុនពេលមានផលប៉ះពាល់បន្ទាប់មក. បន្ទាប់ពីមានការប៉ះពាល់, ប្រព័ន្ធផ្លាស់ទីជាមួយទាំងមូលជាមួយនឹងល្បឿនដែលចង់ v, ដូច្នេះ,សំណួរ 2 x=(ទំ 1 + ទំ 2) v/ g. ដោយស្មើកន្សោមទាំងនេះ យើងរកឃើញល្បឿនដែលត្រូវការ៖ v = ទំ 1 យូ/(ទំ 1 + ទំ 2 ).
ឧទាហរណ៍ ៦.ម៉ាសរាងកាយ ម 1 = 5 គីឡូក្រាមប៉ះនឹងរាងកាយស្ថានីនៃម៉ាស់ម 2 = 2.5 គីឡូក្រាម។ ថាមពល kinetic នៃប្រព័ន្ធនៃសាកសពពីរភ្លាមៗបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់បានក្លាយជាវទៅ= 5 J. សន្មត់ថាផលប៉ះពាល់ទៅជាកណ្តាល និង inelastic ស្វែងរកថាមពល kineticវ k1រាងកាយដំបូងមុនពេលប៉ះពាល់។
ដំណោះស្រាយ។
១) យើងប្រើច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះ៖
កន្លែងណា v 1 - ល្បឿននៃរាងកាយដំបូងមុនពេលផលប៉ះពាល់; v ២ - ល្បឿននៃរាងកាយទីពីរមុនពេលផលប៉ះពាល់; v - ល្បឿននៃចលនារបស់រាងកាយបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់។
v ២ =0 ព្រោះ យោងតាមស្ថានភាពរាងកាយទីពីរគឺគ្មានចលនាមុនពេលមានផលប៉ះពាល់
ដោយសារតែ ផលប៉ះពាល់គឺ inelastic បន្ទាប់មកល្បឿននៃតួទាំងពីរបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់គឺស្មើគ្នា ដូច្នេះបង្ហាញvតាមរយៈ ω k យើងទទួលបាន៖
3) ពីទីនេះយើងមាន:
4) ការជំនួសតម្លៃនេះ យើងរកឃើញថាមពល kinetic នៃរាងកាយដំបូងមុនពេលផលប៉ះពាល់:
ចម្លើយ៖ថាមពល Kinetic នៃរាងកាយដំបូងមុនពេលផលប៉ះពាល់ω k 1 = 7.5 J ។
ឧទាហរណ៍ ៧.គ្រាប់កាំភ្លើងដែលមានម៉ាសម ហើយជាប់គាំងនៅក្នុងវា (រូបភាព 7.1) ។ ខាងក្រោមនេះត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងប្រព័ន្ធ "គ្រាប់កាំភ្លើង" នៅពេលមានផលប៉ះពាល់៖ ក) សន្ទុះ; ខ) សន្ទុះមុំទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សនៃការបង្វិលដំបង; គ) ថាមពល kinetic?
រូប ៧.១
ដំណោះស្រាយ។ប្រព័ន្ធនៃសាកសពនេះគឺជាកម្មវត្ថុនៃកម្លាំងខាងក្រៅនៃទំនាញនិងប្រតិកម្មពីអ័ក្ស។ប្រសិនបើប្រសិនបើអ័ក្សអាចផ្លាស់ទី វានឹងផ្លាស់ទីទៅខាងស្ដាំបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់។ដោយសារតែការភ្ជាប់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង ឧទាហរណ៍ទៅនឹងពិដាននៃអាគារ កម្លាំងរុញច្រានដែលបានទទួលដោយអ័ក្សកំឡុងពេលអន្តរកម្មត្រូវបានយល់ឃើញដោយផែនដីទាំងមូល។ នោះហើយជាមូលហេតុដែល ជីពចរប្រព័ន្ធរាងកាយមិនត្រូវបានរក្សាទុកទេ។
គ្រានៃកម្លាំងខាងក្រៅដែលបានចង្អុលបង្ហាញទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សនៃការបង្វិលគឺស្មើនឹងសូន្យ។ ដូច្នេះច្បាប់អភិរក្ស សន្ទុះមុំបានអនុវត្ត។
នៅពេលមានការប៉ះទង្គិច គ្រាប់កាំភ្លើងជាប់គាំងដោយសារតែកម្លាំងកកិតខាងក្នុង ដូច្នេះផ្នែកនៃថាមពលមេកានិកចូលទៅក្នុងថាមពលខាងក្នុង (សាកសពឡើងកំដៅ)។ហើយចាប់តាំងពីក្នុងករណីនេះថាមពលសក្តានុពលនៃប្រព័ន្ធមិនផ្លាស់ប្តូរការថយចុះនៃថាមពលសរុបកើតឡើងដោយសារតែ kinetic.
ឧទាហរណ៍ ៨.ទំងន់មួយត្រូវបានព្យួរពីខ្សែស្រឡាយ។ គ្រាប់កាំភ្លើងហោះផ្តេកប៉ះបន្ទុក (រូបភាព 7.2) ។ ក្នុងករណីនេះករណីបីអាចធ្វើទៅបាន។
១) គ្រាប់កាំភ្លើងបានទម្លុះបន្ទុក និងរក្សាបានល្បឿនខ្លះក៏ហោះទៅមុខទៀត។
2) គ្រាប់កាំភ្លើងជាប់គាំងនៅក្នុងបន្ទុក។
3) គ្រាប់កាំភ្លើងលោតចេញពីបន្ទុកបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់។
តើក្នុងករណីណាខ្លះដែលបន្ទុកនឹងបង្វែរតាមមុំធំបំផុត?α ?
រូប ៧.២
ដំណោះស្រាយ។នៅពេលដែលចំណុចសម្ភារៈប៉ះទង្គិចគ្នា ច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះត្រូវបានពេញចិត្ត។ចូរយើងសម្គាល់ល្បឿនគ្រាប់កាំភ្លើងមុនពេលប៉ះពាល់ v , ម៉ាស់គ្រាប់កាំភ្លើង និងផ្ទុកឆ្លងកាត់ m 1 និង m 2 រៀងគ្នា ល្បឿននៃគ្រាប់កាំភ្លើង និងបន្ទុកបន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិច - u 1 និង u 2 ។ចូរតម្រឹមអ័ក្សកូអរដោនេ Xជាមួយវ៉ិចទ័រល្បឿនគ្រាប់។
IN ដំបូងក្នុងករណីនេះច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះក្នុងការព្យាករលើអ័ក្ស Xមានទម្រង់៖
លើសពីនេះទៅទៀត u 2 > u 1 ។
ក្នុង ទីពីរក្នុងករណីនេះ ច្បាប់អភិរក្សសន្ទុះមានទម្រង់ដូចគ្នា ប៉ុន្តែល្បឿននៃសាកសពក្រោយការប៉ះពាល់គឺដូចគ្នា u 2 = u 1 = u :
IN ទីបីក្នុងករណីនេះច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះមានទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ
ពីកន្សោម (1) - (3) យើងបង្ហាញពីសន្ទុះនៃបន្ទុកបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់:
វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថានៅក្នុងករណីទីបីបន្ទុកគឺធំបំផុតដូច្នេះមុំផ្លាតត្រូវចំណាយពេលលើតម្លៃអតិបរមា។
ឧទាហរណ៍ ៩.ចំណុចសំខាន់នៃសម្ភារៈមប៉ះនឹងជញ្ជាំងយ៉ាងយឺត (រូបភាព ៧.៣)។ តើសន្ទុះមុំនៃចំណុចផ្លាស់ប្តូរតាមផលប៉ះពាល់៖
1) ទាក់ទងទៅនឹងចំណុច A;
2) ទាក់ទងទៅនឹងចំណុច B?
រូប ៧.៣
ដំណោះស្រាយ។បញ្ហានេះអាចត្រូវបានដោះស្រាយតាមពីរវិធី៖
1) ដោយប្រើនិយមន័យនៃសន្ទុះមុំនៃចំណុចសម្ភារៈមួយ
2) ដោយផ្អែកលើច្បាប់នៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងសន្ទុះមុំ។
វិធីទីមួយ.
តាមនិយមន័យនៃសន្ទុះមុំយើងមាន៖
កន្លែងណា r - វ៉ិចទ័រកាំដែលកំណត់ទីតាំងនៃចំណុចសម្ភារៈទំ= mv- កម្លាំងជំរុញរបស់នាង។
ម៉ូឌុលសន្ទុះមុំត្រូវបានគណនាដោយប្រើរូបមន្ត៖
កន្លែងណា α - មុំរវាងវ៉ិចទ័រ rនិង រ.
នៅ យឺតយ៉ាវនៅពេលប៉ះពាល់ជាមួយនឹងជញ្ជាំងស្ថានី ម៉ូឌុលល្បឿននៃចំណុចសម្ភារៈ ហើយដូច្នេះម៉ូឌុលសន្ទុះមិនផ្លាស់ប្តូរទេទំ I= ទំ II= ទំ លើសពីនេះទៀតមុំនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងគឺស្មើនឹងមុំនៃឧប្បត្តិហេតុ។
ម៉ូឌុលសន្ទុះ ទាក់ទងទៅនឹងចំណុច A(រូបភាព 7.4) ស្មើមុនពេលផលប៉ះពាល់
បន្ទាប់ពីផ្លុំ
ទិសដៅវ៉ិចទ័រ L I និង L II អាចត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់ផលិតផលវ៉ិចទ័រ; វ៉ិចទ័រទាំងពីរត្រូវបានតម្រង់កាត់កែងទៅនឹងប្លង់នៃគំនូរ "ឆ្ពោះទៅរកយើង" ។
អាស្រ័យហេតុនេះ នៅពេលមានផលប៉ះពាល់ សន្ទុះមុំដែលទាក់ទងទៅនឹងចំណុច A មិនផ្លាស់ប្តូរទាំងនៅក្នុងរ៉ិចទ័រ ឬទិសដៅនោះទេ។
រូប ៧.៤
ម៉ូឌុលសន្ទុះ ទាក់ទងទៅនឹងចំណុចខ(រូបភាព 7.5) គឺស្មើគ្នាទាំងមុន និងក្រោយផលប៉ះពាល់
រូប ៧.៥
ទិសវ៉ិចទ័រ L I និង L II ក្នុងករណីនេះនឹងខុសគ្នា: វ៉ិចទ័រអិល នៅតែត្រូវបានដឹកនាំ "ឆ្ពោះទៅរកយើង" វ៉ិចទ័រ
L II - "ពីយើង" ។អាស្រ័យហេតុនេះ សន្ទុះមុំដែលទាក់ទងទៅនឹងចំណុច B ឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរ។
វិធីទីពីរ.
យោងតាមច្បាប់នៃការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះមុំយើងមាន៖
ដែលជាកន្លែងដែល M = [ r , F ] - ពេលនៃកម្លាំងនៃអន្តរកម្មនៃចំណុចសម្ភារៈជាមួយជញ្ជាំង ម៉ូឌុលរបស់វាស្មើនឹងម = ហ្វ្រេសស៊ីនα . កំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់ ចំណុចសម្ភារៈត្រូវបានធ្វើសកម្មភាពដោយកម្លាំងយឺតដែលកើតឡើងកំឡុងពេលខូចទ្រង់ទ្រាយជញ្ជាំង ហើយត្រូវបានដឹកនាំធម្មតាទៅផ្ទៃរបស់វា (កម្លាំងសម្ពាធធម្មតាន ) ក្នុងករណីនេះ កម្លាំងទំនាញអាចត្រូវបានធ្វេសប្រហែស ក្នុងអំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់ វាមិនមានឥទ្ធិពលលើលក្ខណៈនៃចលនានោះទេ។
ចូរយើងពិចារណា ចំណុច A. ពីរូបភាព 7.6 វាច្បាស់ណាស់ថាមុំរវាងវ៉ិចទ័រកម្លាំងន និងវ៉ិចទ័រកាំដែលទាញពីចំណុច A ទៅភាគល្អិតអន្តរកម្មα = π, sinα = 0 . ដូច្នេះ M = 0 និង L I = L II . សម្រាប់ ពិន្ទុ ខ α = π / 2, sin α =1. អាស្រ័យហេតុនេះនិងសន្ទុះមុំទាក់ទងទៅនឹងចំណុច B ផ្លាស់ប្តូរ។
រូប ៧.៦
ឧទាហរណ៍ 10 ។ម៉ាស់ម៉ូលេគុលម, ហោះក្នុងល្បឿន vបុកជញ្ជាំងនៃនាវានៅមុំមួយ។α ត្រឡប់មកធម្មតាវិញ និងយឺតពីវា (រូបភាព 7.7)។ ស្វែងរកកម្លាំងរុញច្រានដែលបានទទួលដោយជញ្ជាំងកំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់។
រូប ៧.៧
ដំណោះស្រាយ។នៅ យឺតយ៉ាវផលប៉ះពាល់ ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលត្រូវបានពេញចិត្ត។ដោយសារតែជញ្ជាំងគឺគ្មានចលនា ថាមពល kinetic នៃម៉ូលេគុល ហើយដូច្នេះម៉ូឌុលល្បឿនមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។លើសពីនេះទៀតមុំនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងនៃម៉ូលេគុលគឺស្មើនឹងមុំដែលវាផ្លាស់ទីទៅជញ្ជាំង។
ការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះនៃម៉ូលេគុលគឺស្មើនឹងកម្លាំងរុញច្រានដែលទទួលដោយម៉ូលេគុលពីជញ្ជាំង៖
ទំ II- ទំ I= F ∆t,
ដែលជាកន្លែងដែល F - កម្លាំងមធ្យមដែលជញ្ជាំងធ្វើសកម្មភាពលើម៉ូលេគុលទំ I= mv, ទំ II= mv - កម្លាំងនៃម៉ូលេគុលមុន និងក្រោយផលប៉ះពាល់។
ចូរយើងធ្វើគម្រោងសមីការវ៉ិចទ័រនៅលើអ័ក្សកូអរដោនេ៖
Σ x=0:mv ∙ cosα -(-mv∙ cosα )= Fx∆ t,
ស៊ីរី=0:mv ∙អំពើបាបα -mv∙sinα=F y∆ t, ហ្វី= 0.
តើនៅពេលណាដែលទំហំនៃកម្លាំងរុញច្រានដែលទទួលដោយម៉ូលេគុលគឺស្មើនឹង
ច∆ t= Fx∆ t=2 mv∙ cosα .
យោងតាមច្បាប់ទីបីរបស់ញូតុន ទំហំនៃកម្លាំងដែលជញ្ជាំង សកម្មភាពលើម៉ូលេគុលគឺស្មើនឹងកម្លាំងដែលបញ្ចេញដោយម៉ូលេគុលនៅលើជញ្ជាំង។ ដូច្នេះជញ្ជាំងទទួលបានកម្លាំងជំរុញដូចគ្នា។ច∆ t=2 mv∙ cosα ប៉ុន្តែត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។
ឧទាហរណ៍ 11 ។ ញញួរក្បាលថ្លឹងម 1 ធ្លាក់ពីកម្ពស់ជាក់លាក់មួយទៅលើគំនរដែលមានម៉ាសម 2 . ស្វែងរកប្រសិទ្ធភាពនៃផលប៉ះពាល់ខ្សែប្រយុទ្ធ ដោយសន្មតថាផលប៉ះពាល់គឺមិនមានភាពបត់បែន។ ធ្វេសប្រហែសការផ្លាស់ប្តូរថាមពលសក្តានុពលនៃគំនរនៅពេលវាកាន់តែជ្រៅ។
ដំណោះស្រាយ។ ចូរយើងពិចារណា ប្រព័ន្ធនៃរាងកាយដែលមានក្បាលញញួរនិងគំនរ។ពីមុន ផ្លុំ (រដ្ឋខ្ញុំ) ខ្សែប្រយុទ្ធផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនv 1 , គំនរគឺគ្មានចលនា។កម្លាំងសរុបនៃប្រព័ន្ធទំ I= ម 1 v 1 ថាមពល kinetic របស់វា (ថាមពលចំណាយ)
បន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចរាងកាយទាំងពីរនៃប្រព័ន្ធផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនដូចគ្នា។យូ
. កម្លាំងចិត្តសរុបរបស់ពួកគេ។ទំ II=(ម 1
+
ម 2
)
យូនិងថាមពល kinetic (ថាមពលមានប្រយោជន៍)
យោងតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះទំ I= ទំ IIយើងមាន
ពីកន្លែងដែលយើងបង្ហាញពីល្បឿនចុងក្រោយ
កត្តាប្រសិទ្ធភាពគឺស្មើនឹងសមាមាត្រនៃថាមពលដែលមានប្រយោជន៍ ទៅចំណាយ, i.e.
អាស្រ័យហេតុនេះ
ដោយប្រើកន្សោម (1) ទីបំផុតយើងទទួលបាន:
បុករាងកាយបង្វិល។
នៅពេលសិក្សាពីផលប៉ះពាល់លើរូបកាយបង្វិល បន្ថែមពីលើទ្រឹស្តីបទស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះ មនុស្សម្នាក់ក៏ត្រូវប្រើច្បាប់នៃពេលផងដែរ។ ទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សនៃការបង្វិលយើងសរសេរវាដូចខាងក្រោម:
និងបន្ទាប់ពីការរួមបញ្ចូលលើពេលវេលាផលប៉ះពាល់
,
ឬ
កន្លែងណា
និង
- ល្បឿនមុំនៃរាងកាយនៅដើមនិងចុងបញ្ចប់នៃផលប៉ះពាល់,
- កម្លាំងឆក់។
ផ្នែកខាងស្តាំត្រូវផ្លាស់ប្តូរបន្តិច។ ចូរយើងស្វែងរកអាំងតេក្រាលនៃពេលវេលានៃកម្លាំងផលប៉ះពាល់ដែលទាក់ទងទៅនឹងចំណុចថេរ អំពី :
វាត្រូវបានសន្មត់ថាក្នុងរយៈពេលខ្លីនៃផលប៉ះពាល់τ វ៉ិចទ័រកាំ ចាត់ទុកថាមិនអាចផ្លាស់ប្តូរបាន និងថេរ។
ការព្យាករលទ្ធផលនៃសមភាពវ៉ិចទ័រនេះទៅលើអ័ក្សបង្វិលz
ឆ្លងកាត់ចំណុច អំពី
, យើងទទួលបាន
, i.e. អាំងតេក្រាលគឺស្មើនឹងពេលនៃកម្លាំងប៉ះប៉ូវវ៉ិចទ័រដែលទាក់ទងនឹងអ័ក្សនៃការបង្វិល។ ច្បាប់នៃគ្រានៅក្នុងទម្រង់ផ្លាស់ប្តូរឥឡូវនេះនឹងត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម:
.(10)
ជាឧទាហរណ៍ សូមពិចារណាពីផលប៉ះពាល់នៃតួរង្វិលលើឧបសគ្គដែលស្ថិតស្ថេរ។
រាងកាយបង្វិលជុំវិញអ័ក្សផ្ដេក អំពី , បុកឧបសគ្គមួយ។ ក(រូបភាពទី 8) ។ អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់កម្លាំងឆក់នៃកម្លាំងដែលកើតឡើងនៅក្នុងសត្វខ្លាឃ្មុំនៅលើអ័ក្ស, និង .
រូប ៨
យោងតាមទ្រឹស្តីបទស្តីពីការផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះ នៅក្នុងការព្យាករណ៍នៅលើអ័ក្ស Xនិង នៅ យើងទទួលបាន ពីរសមីការ៖
តើល្បឿននៃកណ្តាលម៉ាសនៅឯណា ជាមួយ នៅដើមនិងចុងបញ្ចប់នៃការផ្លុំ ដូច្នេះសមីការទីមួយនឹងក្លាយទៅជាដូចនេះ .
សមីការទី ៣ យោងទៅតាម (១០) វានឹងប្រែជាទម្រង់
ពីដែលយើងរកឃើញ
.
ហើយចាប់តាំងពីអត្រានៃការងើបឡើងវិញ
នោះ។
(ក្នុងឧទាហរណ៍របស់យើង។
ដូច្នេះកម្លាំងឆក់ ស> 0 បន្ទាប់មក មានណែនាំដូចបង្ហាញក្នុងរូប)។
ស្វែងរកប្រតិកម្មអ័ក្ស៖
វាជាការចាំបាច់ក្នុងការយកចិត្តទុកដាក់លើការពិតដែលថា នៅ កម្លាំងរុញច្រាននៅក្នុងអ័ក្សអ័ក្សនឹងសូន្យ។
ទីកន្លែង ចំណុចនៃផលប៉ះពាល់ ដែលស្ថិតនៅចម្ងាយនេះ។ ពីអ័ក្សនៃការបង្វិលត្រូវបានគេហៅថា កណ្តាលនៃផលប៉ះពាល់ . នៅពេលវាយរាងកាយនៅកន្លែងនេះ កម្លាំងផលប៉ះពាល់មិនកើតឡើងនៅក្នុងសត្វខ្លាឃ្មុំទេ។
ដោយវិធីនេះ, ចំណាំថាកណ្តាលនៃផលប៉ះពាល់ស្របពេលជាមួយ ចំណុចដែលកម្លាំងលទ្ធផលនៃនិចលភាព និងវ៉ិចទ័រនៃសន្ទុះត្រូវបានអនុវត្ត។
ចូរយើងចាំថា នៅពេលដែលយើងវាយវត្ថុនៅស្ថានីដោយដំបងវែង នោះយើងតែងតែជួបប្រទះនឹងការរំជើបរំជួលដែលមិនសប្បាយចិត្តជាមួយនឹងដៃរបស់យើង ដូចដែលពួកគេនិយាយថា “ដៃត្រូវបានគេវាយចេញ” ។
ក្នុងករណីនេះវាមិនពិបាកក្នុងការស្វែងរកចំណុចកណ្តាលនៃការផ្លុំនោះទេ - កន្លែងដែលអ្នកគួរវាយដើម្បីកុំឱ្យមានអារម្មណ៍មិនល្អនេះ (រូបភាពទី 9) ។
រូបភព ៩
ដោយសារតែ (លីត្រ- ប្រវែងដំបង) និងក = O.C.=0,5 លីត្រ នោះ។
ដូច្នេះចំណុចកណ្តាលនៃផ្លុំមានទីតាំងនៅចម្ងាយមួយភាគបីនៃប្រវែងពីចុងដំបង។
គំនិតនៃមជ្ឈមណ្ឌលផលប៉ះពាល់ត្រូវបានយកមកពិចារណានៅពេលបង្កើតយន្តការផលប៉ះពាល់ផ្សេងៗ និងរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងទៀតដែលដំណើរការផលប៉ះពាល់កើតឡើង។
ឧទាហរណ៍ 12 ។ ដំបងធំម 2 និងប្រវែងលីត្រ ដែលអាចបង្វិលដោយសេរីជុំវិញអ័ក្សផ្ដេកថេរដែលឆ្លងកាត់ចុងម្ខាងរបស់វា ក្រោមឥទ្ធិពលនៃទំនាញផែនដីផ្លាស់ទីពីទីតាំងផ្ដេកទៅ បញ្ឈរ. ឆ្លងកាត់ទីតាំងបញ្ឈរមួយ ចុងខាងក្រោមនៃដំបងវាយនឹងគូបតូចមួយនៃម៉ាស់ម 1 ដេកលើតុផ្តេក។ កំណត់៖
ក) តើគូបនឹងផ្លាស់ទីទៅចម្ងាយប៉ុន្មាន?ម 1 ប្រសិនបើមេគុណនៃការកកិតលើផ្ទៃតុគឺស្មើនឹងμ ;
ខ) នៅមុំមួយណាដែលដំបងនឹងបង្វែរបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់។
ពិចារណាករណី យឺតយ៉ាវនិងផលប៉ះពាល់អសមកាល។
Fig.10
ដំណោះស្រាយ។ បញ្ហានេះពិពណ៌នាអំពីដំណើរការជាច្រើន៖ ការធ្លាក់ដំបង ផលប៉ះពាល់ ចលនារបស់គូប ការលើកដំបង។ចូរយើងពិចារណា រាល់ ពី ដំណើរការ.
ទម្លាក់ដំបង។ ដំបងត្រូវបានធ្វើសកម្មភាពដោយកម្លាំងទំនាញ និងកម្លាំងប្រតិកម្មនៃអ័ក្ស ដែលមិនដំណើរការណាមួយក្នុងអំឡុងពេលចលនាបង្វិលរបស់ដំបង ពីព្រោះ ពេលនៃកម្លាំងនេះគឺសូន្យ។ ដូច្នេះវាកាន់ ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល.
នៅក្នុងស្ថានភាពផ្តេកដំបូង ដំបងមានថាមពលសក្តានុពល
កន្លែងណាម៉ោង - កម្ពស់នៃការកើនឡើងនៃចំណុចកណ្តាលនៃដំបងហ= លីត្រ /2,
ផលប៉ះពាល់មិនស្មើគ្នា . នៅពេលដែលប៉ះពាល់ដល់ចំណុចសម្ភារៈ ឬរាងកាយរឹងដែលផ្លាស់ទីបកប្រែ ច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះត្រូវបានពេញចិត្ត។ ប្រសិនបើយ៉ាងហោចណាស់តួអន្តរកម្មមួយធ្វើចលនាបង្វិល នោះអ្នកគួរតែប្រើ ច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំ. ជាមួយនឹងផលប៉ះពាល់ដែលមិនមានភាពបត់បែន រាងកាយទាំងពីរបន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់ចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីជាមួយនឹងល្បឿនមុំដូចគ្នា ល្បឿននៃគូបស្របគ្នាជាមួយនឹងល្បឿនលីនេអ៊ែរនៃចុងទាបនៃដំបង។
មុនពេលប៉ះពាល់ (រដ្ឋII) មានតែដំបងផ្លាស់ទីប៉ុណ្ណោះ សន្ទុះមុំរបស់វាទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សដែលឆ្លងកាត់ចំណុចព្យួរគឺស្មើនឹង៖
បន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់ (រដ្ឋ 3 . បន្ថែមពីលើច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះមុំ សម្រាប់ប្រព័ន្ធនៃសាកសពនេះ ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលត្រូវបានពេញចិត្ត។
មុនពេលប៉ះពាល់ (រដ្ឋII) មានតែដំបងផ្លាស់ទីប៉ុណ្ណោះ សន្ទុះមុំរបស់វាទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សដែលឆ្លងកាត់ចំណុចព្យួរគឺស្មើនឹង
ហើយថាមពល kinetic ត្រូវបានផ្តល់ដោយកន្សោម
បន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់ (រដ្ឋIII) សន្ទុះមុំនៃដំបង
ពីកន្លែងដែលការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គូបនឹងមាន
ដែលល្បឿនកំឡុងពេលមានផលប៉ះពាល់ inelastic ត្រូវបានកំណត់ដោយកន្សោម (3) ។
សំណួរសាកល្បងខ្លួនឯង
- អ្វីទៅដែលហៅថាឥទ្ធិពល?
- តើកម្លាំងប៉ះប៉ូវត្រូវបានកំណត់ដោយអ្វី?
- តើកម្លាំងប៉ះប៉ូវមានផលប៉ះពាល់អ្វីខ្លះដល់ចំណុចសម្ភារៈ?
- បង្កើតទ្រឹស្តីបទអំពីការផ្លាស់ប្តូរនៃសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធមេកានិក លើផលប៉ះពាល់ក្នុងទម្រង់វ៉ិចទ័រ និងការព្យាករលើអ័ក្សកូអរដោនេ។
- តើការប៉ះទង្គិចខាងក្នុងអាចផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះនៃប្រព័ន្ធមេកានិចបានទេ?
- អ្វីទៅដែលហៅថាមេគុណនៃការងើបឡើងវិញលើផលប៉ះពាល់ ហើយតើវាកំណត់ដោយរបៀបណា? តើអ្វីជាដែនកំណត់នៃតម្លៃលេខរបស់វា?
- តើទំនាក់ទំនងរវាងមុំនៃឧប្បត្តិហេតុនិងការឆ្លុះបញ្ចាំងនៅពេលប៉ះផ្ទៃរលោងនិងស្ថានី?
- តើអ្វីជាលក្ខណៈនៃដំណាក់កាលទី 1 និងទី 2 នៃផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែន? តើអ្វីទៅជាលក្ខណៈពិសេស យឺតយ៉ាវផ្លុំ?
- តើល្បឿននៃបាល់ពីរត្រូវបានកំណត់យ៉ាងដូចម្តេចនៅចុងបញ្ចប់នៃដំណាក់កាលនីមួយៗនៃផលប៉ះពាល់កណ្តាលដោយផ្ទាល់ (inelastic, elastic, absolutely elastic)?
- តើអ្វីទៅជាទំនាក់ទំនងរវាងជីពចរឆក់នៃដំណាក់កាលទី 2 និងទី 1 នៅ យឺតយ៉ាវផលប៉ះពាល់?
- តើអ្វីជាការបាត់បង់ថាមពល kinetic នៃសាកសពដែលប៉ះទង្គិចគ្នានៅក្នុង inelastic, elastic និង យឺតយ៉ាវផ្លុំ?
- តើទ្រឹស្តីបទ Carnot ត្រូវបានបង្កើតយ៉ាងដូចម្តេច?
- តើទ្រឹស្តីបទអំពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងពេល kinetic នៃប្រព័ន្ធមេកានិកលើផលប៉ះពាល់ត្រូវបានបង្កើតជាទម្រង់វ៉ិចទ័រ និងនៅក្នុងការព្យាករលើអ័ក្សកូអរដោនេយ៉ាងដូចម្តេច?
- តើជីពចរខាងក្នុងអាចផ្លាស់ប្តូរសន្ទុះមុំនៃប្រព័ន្ធមេកានិចបានទេ?
- តើសកម្មភាពនៃកម្លាំងផលប៉ះពាល់មានការផ្លាស់ប្តូរអ្វីខ្លះចំពោះចលនានៃតួរឹង៖ បង្វិលជុំវិញអ័ក្សថេរ និងអនុវត្តចលនារបស់យន្តហោះ?
- នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌអ្វីខ្លះដែលជំនួយនៃរាងកាយបង្វិលមិនជួបប្រទះសកម្មភាពនៃកម្លាំងឆក់ខាងក្រៅដែលបានអនុវត្តទៅរាងកាយ?
- អ្វីទៅដែលហៅថាចំណុចកណ្តាលនៃផលប៉ះពាល់ ហើយអ្វីទៅជាកូអរដោណេរបស់វា?
បញ្ហាដែលត្រូវដោះស្រាយដោយឯករាជ្យ
កិច្ចការ 1 ។ កាំជ្រួច ទម្ងន់ ១០០ គកហោះផ្តេកតាមផ្លូវរថភ្លើងក្នុងល្បឿន 500 m/s បានចូលទៅក្នុងរថយន្តដែលមានខ្សាច់ទម្ងន់ 10 តោន ហើយជាប់គាំងក្នុងនោះ។ តើរថយន្តនឹងទទួលបានល្បឿនប៉ុន្មានប្រសិនបើ៖ 1) រថយន្តនៅស្ងៀម 2) រថយន្តកំពុងធ្វើដំណើរក្នុងល្បឿន 36 គីឡូម៉ែត្រក្នុងមួយម៉ោងក្នុងទិសដៅដូចគ្នាទៅនឹងការបាញ់កាំជ្រួច 3) រថយន្តកំពុងធ្វើដំណើរក្នុងល្បឿន 36 គីឡូម៉ែត្រក្នុងមួយម៉ោង។ h ក្នុងទិសដៅ ទល់មុខចលនាបាញ់?
កិច្ចការទី 2 ។
កិច្ចការទី 3 ។ គ្រាប់កាំភ្លើងមានទម្ងន់ 10 ក្រាម ហោះក្នុងល្បឿន 400 m/s ដោយបានទម្លុះក្តារក្រាស់ 5 សង់ទីម៉ែត្រ កាត់បន្ថយល្បឿនពាក់កណ្តាល។ កំណត់កម្លាំងធន់របស់ក្តារទៅនឹងចលនារបស់គ្រាប់។
កិច្ចការទី 4 ។ បាល់ពីរត្រូវបានព្យួរនៅលើខ្សែស្រឡាយប៉ារ៉ាឡែលដែលមានប្រវែងស្មើគ្នាដើម្បីឱ្យវាប៉ះ។ ម៉ាស់គ្រាប់ទីមួយគឺ 0.2 គីឡូក្រាម ម៉ាស់ទីពីរគឺ 100 ក្រាម គ្រាប់ទីមួយត្រូវបានផ្លាត ដើម្បីឱ្យចំណុចកណ្តាលនៃទំនាញរបស់វាឡើងដល់កម្ពស់ 4.5 សង់ទីម៉ែត្រ ហើយត្រូវបានបញ្ចេញ។ តើបាល់នឹងកើនឡើងដល់កម្ពស់ប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចគ្នាប្រសិនបើ: 1) ផលប៉ះពាល់គឺយឺត, 2) ផលប៉ះពាល់គឺមិនមានភាពបត់បែន?
កិច្ចការទី 5 ។ គ្រាប់កាំភ្លើងដែលហោះផ្តេកប៉ះបាល់ដែលព្យួរនៅលើដំបងរឹងស្រាលៗ ហើយជាប់គាំងនៅក្នុងវា។ ម៉ាស់របស់គ្រាប់គឺតិចជាង 1000 ដងនៃម៉ាស់គ្រាប់។ ចម្ងាយពីចំណុចនៃការព្យួរដំបងទៅកណ្តាលនៃបាល់គឺ 1 ម៉ែត្រ។ ស្វែងរកល្បឿននៃគ្រាប់កាំភ្លើង ប្រសិនបើគេដឹងថាដំបងដែលមានបាល់បានគម្លាតពីការប៉ះទង្គិចនៃគ្រាប់កាំភ្លើងដោយមុំ 10 ។° .
កិច្ចការទី 6 ។ ញញួរទម្ងន់១,៥តោនបុក ទទេក្តៅក្រហមដេកលើទ្រនុង និងខូចទ្រង់ទ្រាយទទេ។ ម៉ាស់របស់ anvil រួមជាមួយនឹងទទេគឺ 20 តោន។ កំណត់ប្រសិទ្ធភាពកំឡុងពេលប៉ះញញួរ ដោយសន្មត់ថាផលប៉ះពាល់គឺមិនមានភាពបត់បែន។ ពិចារណាការងារដែលបានធ្វើកំឡុងពេលខូចទ្រង់ទ្រាយនៃទទេដើម្បីឱ្យមានប្រយោជន៍។
កិច្ចការទី 7 ។ ម៉ាស់ញញួរម 1 = 5 គីឡូក្រាមវាយដុំដែកតូចមួយដែលដេកលើទ្រុង។ ម៉ាស់ Anvilម 2 = 100 គីឡូក្រាម។ ធ្វេសប្រហែសចំពោះម៉ាស់ដែក។ ផលប៉ះពាល់គឺមិនមានភាពបត់បែន។ កំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្លុំញញួរក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ។
កិច្ចការ ៨. រាងកាយមួយដែលមានទំងន់ 2 គីឡូក្រាមផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន 3 m / s ហើយវ៉ាដាច់រាងកាយទីពីរដែលមានទំងន់ 3 គីឡូក្រាមដោយផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន 1 m / s ។ ស្វែងរកល្បឿននៃសាកសពបន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចប្រសិនបើ: 1) ផលប៉ះពាល់គឺមិនមានភាពបត់បែន 2) ផលប៉ះពាល់គឺយឺត។រាងកាយផ្លាស់ទីក្នុងបន្ទាត់ត្រង់មួយ។ ផ្លុំគឺកណ្តាល។
កិច្ចការ ៩. គ្រាប់កាំភ្លើងទម្ងន់ 10 ក្រាម ហោះផ្តេក បុកបាល់ព្យួរទម្ងន់ 2 គីឡូក្រាម ហើយបានទម្លុះវា ហោះចេញក្នុងល្បឿន 400 m/s ហើយបាល់ឡើងដល់កម្ពស់ 0.2 m។ កំណត់៖ ក) នៅ តើគ្រាប់កាំភ្លើងហោះបានល្បឿនប៉ុន្មាន; ខ) តើផ្នែកណានៃថាមពល kinetic នៃគ្រាប់កាំភ្លើងដែលបានផ្ទេរមកលើផលប៉ះពាល់ នៅក្នុងខាងក្នុង។
បញ្ហា ១០. បាល់ឈើ M ស្ថិតនៅលើជើងកាមេរ៉ាដែលផ្នែកខាងលើត្រូវបានផលិតក្នុងទម្រង់ជាចិញ្ចៀន។ គ្រាប់កាំភ្លើងហោះបញ្ឈរប៉ះបាល់ពីខាងក្រោម ហើយទម្លុះវា។ ក្នុងករណីនេះបាល់កើនឡើងដល់កម្ពស់ h ។ តើគ្រាប់កាំភ្លើងនឹងមានកម្ពស់ដល់កម្រិតណានៅពីលើជើងកាមេរ៉ា ប្រសិនបើល្បឿនរបស់វាមុននឹងវាយបាល់គឺ v ? ម៉ាស់គ្រាប់ M.
បញ្ហា ១១. នៅក្នុងប្រអប់មួយដែលមានខ្សាច់នៃម៉ាស់ M = 5 គីឡូក្រាម, ព្យួរនៅលើខ្សែស្រឡាយវែងមួយ។ l= 3 m គ្រាប់កាំភ្លើងធំមួយ m=0.05 kg បុកហើយផ្លាតវានៅមុំមួយ។α =10 ° . កំណត់ល្បឿននៃគ្រាប់។
អ៊ីមែល៖ [អ៊ីមែលការពារ]
អាស័យដ្ឋាន៖ Russia, 450071, Ufa, ប្រអប់ប្រៃសណីយ៍ 21
មេកានិចដែលបានអនុវត្ត
ច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះ គឺជាច្បាប់មូលដ្ឋាននៃធម្មជាតិ។ ឧទាហរណ៍នៃការអនុវត្តច្បាប់ទាំងនេះគឺជាបាតុភូតនៃការប៉ះទង្គិច។ ផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែន និង inelastic ទាំងស្រុង - ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្ថានភាពនៃសាកសពដែលជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មរយៈពេលខ្លីក្នុងអំឡុងពេលការប៉ះទង្គិចរបស់ពួកគេ។
យន្តការអន្តរកម្ម
ប្រភេទអន្តរកម្មដ៏សាមញ្ញបំផុតនៃរូបរាងកាយគឺការប៉ះទង្គិចកណ្តាលនៃបាល់ដែលមានរាងធរណីមាត្រដ៏ល្អ។ ពេលវេលាទំនាក់ទំនងនៃវត្ថុទាំងនេះគឺក្នុងរយៈពេលមួយរយវិនាទី។
យោងតាមនិយមន័យ កូដកម្មកណ្តាលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាផ្នែកមួយដែលបន្ទាត់នៃការប៉ះទង្គិចកាត់កណ្តាលនៃបាល់។ ក្នុងករណីនេះគន្លងអន្តរកម្មគឺជាបន្ទាត់ត្រង់មួយដែលត្រូវបានគូរយ៉ាងពិតប្រាកដទៅនឹងធាតុនៃផ្ទៃទំនាក់ទំនងនៅពេលទំនាក់ទំនង។ នៅក្នុងមេកានិក ភាពខុសគ្នាមួយត្រូវបានធ្វើឡើងរវាងផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែន និង inelastic ។
ប្រភេទនៃអន្តរកម្ម
ផលប៉ះពាល់ដែលមិនអាចបត់បែនបានយ៉ាងពិតប្រាកដគឺត្រូវបានសង្កេតឃើញនៅពេលដែលសាកសពពីរធ្វើពីវត្ថុធាតុផ្លាស្ទិច ឬរាងកាយផ្លាស្ទិច និងយឺតប៉ះគ្នា។ បន្ទាប់ពីវាកើតឡើង ល្បឿននៃវត្ថុដែលប៉ះទង្គិចគ្នាទៅជាដូចគ្នា។
ផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែនយ៉ាងពិតប្រាកដត្រូវបានសង្កេតឃើញក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃវត្ថុធ្វើពីវត្ថុធាតុយឺត (ឧទាហរណ៍ គ្រាប់បាល់ពីរធ្វើពីដែករឹង ឬបាល់ធ្វើពីផ្លាស្ទិចប្រភេទមួយចំនួន។ល។)។
ដំណាក់កាល
ដំណើរការនៃការប៉ះទង្គិចយឺតកើតឡើងជាពីរដំណាក់កាល៖
- ដំណាក់កាលទី 1 - ពេលបន្ទាប់ពីការចាប់ផ្តើមនៃការប៉ះទង្គិច។ កម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពលើបាល់កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ការកើនឡើងនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយត្រូវបានអមដោយការផ្លាស់ប្តូរល្បឿននៃវត្ថុ។ រាងកាយដែលមានល្បឿនលឿនជាងបន្ថយចលនារបស់វា ហើយរាងកាយមានល្បឿនតិចបង្កើនល្បឿន។ នៅពេលដែលការខូចទ្រង់ទ្រាយឈានដល់កម្រិតអតិបរមារបស់វា ល្បឿននៃបាល់បន្ទាប់ពីការប៉ះនឹងការបត់បែនយ៉ាងពិតប្រាកដក្លាយជាលំនឹង។
- ដំណាក់កាលទី II ។ ចាប់ពីពេលដែលបង្ហាញពីការចាប់ផ្តើមនៃដំណាក់កាលទីពីរនៃផលប៉ះពាល់យឺត តម្លៃនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយមានការថយចុះ។ ក្នុងករណីនេះកម្លាំងខូចទ្រង់ទ្រាយរុញបាល់ដាច់ពីគ្នា។ បន្ទាប់ពីការខូចទ្រង់ទ្រាយបាត់ បាល់ត្រូវបានដកចេញ ហើយស្តាររូបរាងដើមរបស់វាឡើងវិញទាំងស្រុង ហើយផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿនខុសៗគ្នា។ ដូច្នេះហើយ នៅចុងបញ្ចប់នៃដំណាក់កាលទីពីរ ផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែនកណ្តាលពិតជាបំប្លែងថាមពលបម្រុងសក្តានុពលទាំងមូលនៃសាកសពដែលខូចទ្រង់ទ្រាយយឺតទៅជាថាមពល kinetic ។
ប្រព័ន្ធដាច់ឆ្ងាយ
នៅក្នុងការអនុវត្តមិនមានផលប៉ះពាល់ដាច់ខាត (elastic ឬ inelastic) ។ ក្នុងករណីណាក៏ដោយ ប្រព័ន្ធមានអន្តរកម្មជាមួយវត្ថុជុំវិញ ដោយផ្លាស់ប្តូរថាមពល និងព័ត៌មានជាមួយបរិស្ថាន។ ប៉ុន្តែសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវទ្រឹស្តី អត្ថិភាពនៃប្រព័ន្ធដាច់ស្រយាល ដែលមានតែវត្ថុនៃការស្រាវជ្រាវអន្តរកម្មប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានអនុញ្ញាត។ ជាឧទាហរណ៍ ទាំងផលប៉ះពាល់ដែលមិនមានភាពយឺតយ៉ាវ និងយឺតនៃបាល់គឺអាចធ្វើទៅបាន។
កងកម្លាំងខាងក្រៅមិនធ្វើសកម្មភាពលើប្រព័ន្ធបែបនេះទេ ឬឥទ្ធិពលរបស់វាត្រូវបានផ្តល់សំណង។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធដាច់ស្រយាល ច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះដំណើរការយ៉ាងពេញលេញ - សន្ទុះសរុបរវាងសាកសពដែលប៉ះទង្គិចត្រូវបានអភិរក្ស៖
∑ = m i v i = const ។
នៅទីនេះ "m" និង "v" គឺជាម៉ាស់នៃភាគល្អិតជាក់លាក់មួយ ("i") នៃប្រព័ន្ធដាច់ស្រយាលមួយ និងវ៉ិចទ័រល្បឿនរបស់វារៀងគ្នា។
ដើម្បីអភិរក្សថាមពលមេកានិក (ករណីពិសេសនៃច្បាប់ទូទៅនៃថាមពល) វាចាំបាច់ថាកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពនៅក្នុងប្រព័ន្ធមានលក្ខណៈអភិរក្ស (សក្តានុពល) ។
កងកម្លាំងអភិរក្ស
កម្លាំងអភិរក្សគឺជាអ្នកដែលមិនបំប្លែងថាមពលមេកានិចទៅជាថាមពលប្រភេទផ្សេងទៀត។ កម្លាំងទាំងនេះតែងតែមានសក្តានុពល - នោះគឺការងារដែលកងកម្លាំងបែបនេះអនុវត្តនៅក្នុងរង្វង់បិទជិតគឺសូន្យ។ បើមិនដូច្នេះទេ កម្លាំងត្រូវបានគេហៅថា dissipative ឬមិនអភិរក្ស។
នៅក្នុងប្រព័ន្ធដាច់ស្រយាលបែបអភិរក្ស ថាមពលមេកានិករវាងសាកសពដែលបុកគ្នាក៏ត្រូវបានអភិរក្សផងដែរ៖
W=Wk+Wp=∑(mv 2/2)+Wp=const.
នៅទីនេះ Wk និង Wp គឺជាថាមពល kinetic (k) និងសក្តានុពល (p) រៀងគ្នា។
ដើម្បីពិនិត្យមើលភាពពាក់ព័ន្ធនៃច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល (រូបមន្តខាងលើ) ប្រសិនបើផលប៉ះពាល់នៃតួយឺតពិតប្រាកដត្រូវបានបង្កើតឡើង ផ្តល់ថាមុនពេលបុកបាល់មួយមិនរើទេ (ល្បឿននៃរូបកាយស្ថានី v 2 = 0) អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានយកលំនាំដូចខាងក្រោមៈ
m 1 v 1 Ki = m 1 U 1 +m 2 U 2
(m 1 v 1 2)/2×Ke=(m 1 U 1 2)/2+(m 2 U 2 2)/2.
នៅទីនេះ m 1 និង m 2 គឺជាម៉ាស់នៃបាល់ទីមួយ (ផលប៉ះពាល់) និងទីពីរ (ស្ថានី) ។ Ki និង Ke គឺជាមេគុណដែលបង្ហាញពីចំនួនដងនៃសន្ទុះនៃបាល់ពីរ (Ki) និងថាមពល (Ke) បានកើនឡើងនៅពេលនោះនៅពេលដែលផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែនពិតប្រាកដកើតឡើង។ v 1 - ល្បឿននៃបាល់ផ្លាស់ទី។
ដោយសារសន្ទុះសរុបនៃប្រព័ន្ធត្រូវតែរក្សាទុកនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការប៉ះទង្គិចណាមួយ យើងគួររំពឹងថាមេគុណនៃការងើបឡើងវិញនៃសន្ទុះនឹងស្មើនឹងការរួបរួម។
ការគណនាកម្លាំងផលប៉ះពាល់
ល្បឿននៃបាល់ផលប៉ះពាល់ (ផ្លាតនៅលើខ្សែស្រឡាយ) ដែលប៉ះបាល់ស្ថានី (ព្យួរដោយសេរីនៅលើខ្សែស្រឡាយ) ត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្តសម្រាប់ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល:
m 1 gh = (m 1 v 1 2)/2
h=l-lcosα=2lsin 2 (α/2) ។
នៅទីនេះ h គឺជាទំហំនៃគម្លាតនៃយន្តហោះនៃបាល់ប៉ះដែលទាក់ទងទៅនឹងយន្តហោះនៃបាល់ស្ថានី។ លីត្រ គឺជាប្រវែងនៃខ្សែស្រឡាយ (ដូចគ្នាបេះបិទ) ដែលបាល់ត្រូវបានព្យួរ។ α គឺជាមុំនៃការផ្លាតរបស់បាល់ប៉ះ។
ដូច្នោះហើយផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែនយ៉ាងពិតប្រាកដនៅក្នុងការប៉ះទង្គិចនៃផលប៉ះពាល់ (ផ្លាតនៅលើខ្សែស្រឡាយ) និងបាល់ស្ថានី (ព្យួរដោយសេរីនៅលើខ្សែស្រឡាយ) ត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត:
v 1 =2sin(α/2)√gl។
ការរៀបចំការស្រាវជ្រាវ
នៅក្នុងការអនុវត្ត ការរៀបចំដ៏សាមញ្ញមួយត្រូវបានប្រើដើម្បីគណនាកម្លាំងអន្តរកម្ម។ វាត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីសិក្សាប្រភេទនៃការបាញ់បាល់ពីរ។ ការដំឡើងគឺជាជើងកាមេរ៉ាដែលមានវីសបីដែលអនុញ្ញាតឱ្យវាលៃតម្រូវផ្ដេក។ មានជំហរកណ្តាលនៅលើជើងកាមេរ៉ា ដល់ចុងខាងលើដែលប្រដាប់ព្យួរពិសេសសម្រាប់បាល់ត្រូវបានភ្ជាប់។ មេដែកអេឡិចត្រិចត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងដំបង ទាក់ទាញ និងកាន់បាល់មួយ (បាល់ប៉ះ) ក្នុងស្ថានភាពផ្លាតនៅពេលចាប់ផ្តើមការពិសោធន៍។
តម្លៃនៃមុំផ្លាតដំបូងនៃបាល់នេះ (មេគុណα) អាចត្រូវបានកំណត់ពីមាត្រដ្ឋានរាងធ្នូដែលបង្វែរទិសដៅទាំងពីរ។ ទំហំនៃកោងរបស់វាត្រូវគ្នាទៅនឹងគន្លងនៃចលនានៃបាល់អន្តរកម្ម។
ដំណើរការស្រាវជ្រាវ
ទីមួយ បាល់មួយគូត្រូវបានរៀបចំ៖ អាស្រ័យលើភារកិច្ច បាល់យឺត មិនអាចបត់បែនបាន ឬបាល់ពីរផ្សេងគ្នាត្រូវបានយក។ ម៉ាស់បាល់ត្រូវបានកត់ត្រាក្នុងតារាងពិសេសមួយ។
បន្ទាប់មកធាតុប៉ះពាល់ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងមេដែកអគ្គិសនី។ មុំនៃការផ្លាតនៃខ្សែស្រឡាយត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើមាត្រដ្ឋាន។ បន្ទាប់មកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកត្រូវបានបិទ វាបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិដ៏គួរឱ្យទាក់ទាញរបស់វា ហើយបាល់បានប្រញាប់ប្រញាល់ចុះក្នុងធ្នូមួយ បុកជាមួយនឹងបាល់ព្យួរមួយវិនាទី ដោយឥតគិតថ្លៃ និងគ្មានចលនា ដែលជាលទ្ធផលនៃកម្លាំងរុញច្រាន (ផលប៉ះពាល់) ត្រូវបានបង្វែរទៅកម្រិតជាក់លាក់មួយ។ មុំ។ ទំហំនៃគម្លាតត្រូវបានកត់ត្រានៅលើមាត្រដ្ឋានទីពីរ។
ផលប៉ះពាល់នៃការយឺតគឺត្រូវបានគណនាដោយផ្អែកលើទិន្នន័យពិសោធន៍។ ដើម្បីបញ្ជាក់ពីភាពត្រឹមត្រូវនៃច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះ និងថាមពលក្នុងអំឡុងពេលផលប៉ះពាល់យឺត និងអសមកាលនៃបាល់ពីរ ល្បឿនរបស់វាមុន និងក្រោយការប៉ះទង្គិចត្រូវបានកំណត់។ វាត្រូវបានផ្អែកលើវិធីសាស្ត្រផ្លោងនៃការវាស់ល្បឿននៃចលនារបស់បាល់ដោយទំហំនៃផ្លាតរបស់វា។ តម្លៃនេះត្រូវបានវាស់នៅលើមាត្រដ្ឋានដែលធ្វើឡើងក្នុងទម្រង់ជារង្វង់មូល។
លក្ខណៈពិសេសនៃការគណនា
នៅពេលគណនាផលប៉ះពាល់នៅក្នុងមេកានិចបុរាណ សូចនាករមួយចំនួនមិនត្រូវបានគេយកមកពិចារណាទេ៖
- ពេលវេលាប៉ះពាល់;
- កម្រិតនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃវត្ថុអន្តរកម្ម;
- ភាពដូចគ្នានៃសម្ភារៈ;
- អត្រានៃការខូចទ្រង់ទ្រាយ (ការផ្ទេរសន្ទុះថាមពល) នៅខាងក្នុងបាល់។
ការប៉ះទង្គិចគ្នានៃបាល់ប៊ីយ៉ាគឺជាឧទាហរណ៍ដ៏ល្អនៃផលប៉ះពាល់យឺត។
ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិក និងច្បាប់នៃការអភិរក្សសន្ទុះ ធ្វើឱ្យវាអាចស្វែងរកដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហាមេកានិក ក្នុងករណីដែលកងកម្លាំងសម្ដែងមិនស្គាល់។ ឧទាហរណ៍នៃប្រភេទនៃបញ្ហានេះគឺ អន្តរកម្មឆក់ទូរស័ព្ទ
ជារឿយៗយើងត្រូវដោះស្រាយជាមួយនឹងអន្តរកម្មផលប៉ះពាល់នៃរូបកាយក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ បច្ចេកវិទ្យា និងរូបវិទ្យា (ជាពិសេសនៅក្នុងរូបវិទ្យានៃអាតូម និងភាគល្អិតបឋម)។
ជាមួយនឹងការវាយប្រហារមួយ។ (ឬ ការប៉ះទង្គិច) ជាធម្មតាត្រូវបានគេហៅថាអន្តរកម្មរយៈពេលខ្លីនៃសាកសព ដែលជាលទ្ធផលដែលល្បឿនរបស់ពួកគេជួបប្រទះការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងសំខាន់។ ក្នុងអំឡុងពេលបុកសាកសព កម្លាំងផលប៉ះពាល់រយៈពេលខ្លីធ្វើសកម្មភាពរវាងពួកវា ដែលទំហំរបស់វាជាក្បួនមិនត្រូវបានដឹងឡើយ។ ដូច្នេះវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការពិចារណាពីអន្តរកម្មផលប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដោយប្រើច្បាប់របស់ញូតុន។ ការអនុវត្តច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល និងសន្ទុះនៅក្នុងករណីជាច្រើនធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីដកដំណើរការនៃការប៉ះទង្គិចដោយខ្លួនវាពីការពិចារណានិងទទួលបានការតភ្ជាប់រវាងល្បឿននៃសាកសពមុននិងបន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចគ្នាដោយរំលងតម្លៃមធ្យមទាំងអស់នៃបរិមាណទាំងនេះ។
នៅក្នុងមេកានិច គំរូពីរនៃអន្តរកម្មផលប៉ះពាល់ត្រូវបានប្រើជាញឹកញាប់ - យឺតយ៉ាវនិង ផលប៉ះពាល់ inelastic យ៉ាងពិតប្រាកដ.
ផលប៉ះពាល់ដែលមិនអាចបត់បែនបានទាំងស្រុង ពួកគេហៅអន្តរកម្មផលប៉ះពាល់នេះ ដែលរាងកាយភ្ជាប់គ្នា (នៅជាប់គ្នា) ជាមួយគ្នា ហើយបន្តទៅជារូបកាយតែមួយ។
នៅក្នុងការប៉ះទង្គិចគ្នាដែលមិនអាចបត់បែនបានទាំងស្រុង ថាមពលមេកានិកមិនត្រូវបានរក្សាទុកទេ។ វាប្រែទៅជាផ្នែកខ្លះឬទាំងស្រុងទៅជាថាមពលខាងក្នុងនៃសាកសព (កំដៅ) ។
ឧទាហរណ៏នៃផលប៉ះពាល់ដែលមិនអាចបត់បែនបានទាំងស្រុងគឺគ្រាប់កាំភ្លើង (ឬគ្រាប់ផ្លោង) ប៉ោលលីក . ប៉ោលគឺជាប្រអប់មួយដែលមានម៉ាសខ្សាច់ ម, ព្យួរនៅលើខ្សែពួរ (រូបភាព 1.21.1) ។ ម៉ាស់គ្រាប់ មហោះផ្ដេកក្នុងល្បឿនយ៉ាងលឿន បុកប្រអប់មួយ ហើយជាប់គាំងនៅក្នុងនោះ។ ដោយការផ្លាតរបស់ប៉ោល អ្នកអាចកំណត់ល្បឿននៃគ្រាប់កាំភ្លើង។
ចូរយើងបញ្ជាក់ពីល្បឿននៃប្រអប់ដែលមានគ្រាប់កាំភ្លើងជាប់នៅក្នុងវាដោយបន្ទាប់មកតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះ
នៅពេលដែលគ្រាប់កាំភ្លើងជាប់គាំងនៅក្នុងខ្សាច់ ការបាត់បង់ថាមពលមេកានិកកើតឡើង៖
អាកប្បកិរិយា ម / (ម + ម) - ប្រភាគនៃថាមពល kinetic នៃគ្រាប់កាំភ្លើងដែលបានបំប្លែងទៅជាថាមពលខាងក្នុងនៃប្រព័ន្ធ៖
រូបមន្តនេះគឺអាចអនុវត្តបានមិនត្រឹមតែចំពោះប៉ោលផ្លុំប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងចំពោះការប៉ះទង្គិចគ្នាដែលមិនស្មើគ្នានៃសាកសពពីរដែលមានម៉ាស់ខុសៗគ្នា។
នៅ ម << ម
ស្ទើរតែទាំងអស់នៃថាមពល kinetic របស់គ្រាប់កាំភ្លើងត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលខាងក្នុង។ នៅ ម = ម
ពាក់កណ្តាលនៃថាមពល kinetic ដំបូងត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលខាងក្នុង។ ទីបំផុត កំឡុងពេលការប៉ះទង្គិចគ្នាដោយអសមកាលនៃរូបកាយដែលផ្លាស់ទីនៃម៉ាស់ធំ ជាមួយនឹងរូបកាយស្ថានីនៃម៉ាស់តូច ( ម>> ម) អាកប្បកិរិយា
កន្លែងណា ម៉ោង- កម្ពស់អតិបរមានៃការលើកប៉ោល ពីទំនាក់ទំនងទាំងនេះវាដូចខាងក្រោម:
ការវាស់កម្ពស់ដោយពិសោធន៍ ម៉ោងការលើកប៉ោល យើងអាចកំណត់ល្បឿននៃគ្រាប់កាំភ្លើង υ ។
ផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែន ហៅថាការប៉ះទង្គិចដែលថាមពលមេកានិចនៃប្រព័ន្ធសាកសពត្រូវបានអភិរក្ស។
ក្នុងករណីជាច្រើន ការប៉ះទង្គិចគ្នានៃអាតូម ម៉ូលេគុល និងភាគល្អិតបឋម គោរពតាមច្បាប់នៃផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែន។
ជាមួយនឹងផលប៉ះពាល់នៃការបត់បែនយ៉ាងពិតប្រាកដរួមជាមួយនឹងច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិចត្រូវបានពេញចិត្ត។
ឧទាហរណ៍សាមញ្ញនៃការប៉ះទង្គិចគ្នាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះនឹងជា កូដកម្មកណ្តាល បាល់ប៊ីយ៉ាពីរគ្រាប់ មួយគ្រាប់នៅមុនពេលបុក (រូបភាព 1.21.2)។
ការប៉ះទង្គិចកណ្តាលនៃបាល់គឺជាការប៉ះទង្គិចដែលល្បឿននៃបាល់មុន និងក្រោយផលប៉ះពាល់ត្រូវបានតម្រង់តាមខ្សែបន្ទាត់កណ្តាល។
ជាទូទៅមហាជន ម 1 និង មបាល់ដែលប៉ះគ្នាទាំងពីរប្រហែលមិនដូចគ្នាទេ។ នេះបើយោងតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិច
នេះ υ 1 គឺជាល្បឿននៃបាល់ទីមួយមុនពេលបុក ល្បឿននៃបាល់ទីពីរ υ 2 = 0, យូ 1 និង យូ 2 - ល្បឿននៃបាល់បន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិច។ ច្បាប់នៃការអភិរក្សនៃសន្ទុះសម្រាប់ការព្យាករនៃល្បឿនទៅលើអ័ក្សកូអរដោណេដែលដឹកនាំតាមល្បឿននៃចលនានៃបាល់ទីមួយ មុនពេលផលប៉ះពាល់ត្រូវបានសរសេរជា:
យើងទទួលបានប្រព័ន្ធនៃសមីការពីរ។ ប្រព័ន្ធនេះអាចដោះស្រាយបាន ហើយល្បឿនមិនស្គាល់អាចត្រូវបានរកឃើញ យូ 1 និង យូ 2 គ្រាប់បន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចគ្នា:
ក្នុងករណីពិសេសនៅពេលដែលបាល់ទាំងពីរមានម៉ាស់ដូចគ្នា ( ម 1 = ម 2) បាល់ទីមួយឈប់បន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិចគ្នា ( យូ 1 = 0) ហើយទីពីរផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន យូ 2 = υ 1, i.e. បាល់ផ្លាស់ប្តូរល្បឿន (ហើយដូច្នេះ កម្លាំងរុញច្រាន)។
ប្រសិនបើមុនពេលបុក បាល់ទីពីរក៏មានល្បឿនមិនសូន្យ (υ 2 ≠ 0) នោះបញ្ហានេះអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងងាយស្រួលទៅកូនមុនដោយផ្លាស់ទីទៅស៊ុមយោងថ្មី ដែលផ្លាស់ទីស្មើៗគ្នា និង rectilinearly ជាមួយនឹងល្បឿន υ 2 ទាក់ទងទៅនឹងស៊ុម "ស្ថានី" ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធនេះ គ្រាប់ទីពីរគឺនៅស្ងៀមមុនពេលបុក ហើយគ្រាប់ទីមួយ យោងទៅតាមច្បាប់នៃការបន្ថែមល្បឿន មានល្បឿន υ 1 " = υ 1 − υ 2 ។ ដោយបានកំណត់ល្បឿនដោយប្រើរូបមន្តខាងលើ យូ 1 និង យូ 2 គ្រាប់បន្ទាប់ពីបុកក្នុងប្រព័ន្ធថ្មី អ្នកត្រូវធ្វើការផ្លាស់ប្តូរបញ្ច្រាសទៅប្រព័ន្ធ "ស្ថានី"។
ដូច្នេះ ដោយប្រើច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលមេកានិក និងសន្ទុះ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ល្បឿននៃបាល់បន្ទាប់ពីការប៉ះទង្គិច ប្រសិនបើល្បឿនរបស់ពួកគេមុនពេលប៉ះទង្គិចត្រូវបានគេដឹង។
ផលប៉ះពាល់កណ្តាល (ផ្នែកខាងមុខ) កម្រត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងការអនុវត្ត ជាពិសេសនៅពេលដែលវាមកដល់ការប៉ះទង្គិចនៃអាតូម ឬម៉ូលេគុល។ នៅ មិនមែនកណ្តាលនៅក្នុងការប៉ះទង្គិចគ្នាយឺត ល្បឿននៃភាគល្អិត (បាល់) មុន និងក្រោយការប៉ះទង្គិច មិនត្រូវបានដឹកនាំក្នុងបន្ទាត់ត្រង់តែមួយទេ។
ករណីពិសេសនៃការប៉ះទង្គិចផ្នែកកណ្តាលអាចជាការប៉ះទង្គិចគ្នានៃគ្រាប់បាល់ប៊ីយ៉ាពីរដែលមានម៉ាស់ដូចគ្នា ដែលមួយក្នុងចំនោមនោះមិនមានចលនាមុនពេលបុក ហើយល្បឿនទីពីរមិនត្រូវបានដឹកនាំតាមខ្សែបន្ទាត់កណ្តាលនៃបាល់នោះទេ។ (រូបភាព 1.21.3) ។