இயக்க ஆற்றலுக்கான சூத்திரம். பிணைப்பு ஆற்றலை எவ்வாறு கணக்கிடுவது இயற்பியலில் ஆற்றலை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது

பூமியின் மையத்திலிருந்து ஒரு உடலின் தூரத்தை அதிகரிக்க (உடலை உயர்த்தவும்), அதில் வேலை செய்யப்பட வேண்டும். புவியீர்ப்புக்கு எதிரான இந்த வேலை உடலின் சாத்தியமான ஆற்றலின் வடிவத்தில் சேமிக்கப்படுகிறது.

அது என்னவென்று புரிந்து கொள்வதற்காக சாத்தியமான ஆற்றல்உடல், புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலைகளை நாம் பூமியின் மேற்பரப்பிலிருந்து உயரத்தில் இருந்து ஒரு உயரத்திற்கு செங்குத்தாக செங்குத்தாக மீ எடையுள்ள ஒரு உடலை நகர்த்தும்போது கண்டுபிடிப்போம்.

பூமியின் மையத்திற்கான தூரத்துடன் ஒப்பிடும்போது வேறுபாடு மிகக் குறைவாக இருந்தால், உடலின் இயக்கத்தின் போது ஈர்ப்பு விசை நிலையானதாகவும், mg க்கு சமமாகவும் கருதப்படலாம்.

இடப்பெயர்ச்சி ஈர்ப்பு திசையன் திசையில் ஒத்துப்போவதால், ஈர்ப்பு விசைக்கு சமம் என்று மாறிவிடும்.

கடைசி சூத்திரத்தில் இருந்து, பூமியின் ஈர்ப்பு புலத்திற்கு m வெகுஜன புள்ளியை மாற்றும்போது ஈர்ப்பு வேலை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு mgh இன் இரண்டு மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டிற்கு சமம் என்பது தெளிவாகிறது. வேலை என்பது ஆற்றல் மாற்றத்தின் அளவீடு என்பதால், சூத்திரத்தின் வலது பக்கம் இந்த உடலின் இரண்டு ஆற்றல் மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது. இதன் பொருள் mgh மதிப்பு பூமியின் ஈர்ப்பு புலத்தில் உடலின் நிலை காரணமாக ஆற்றலைக் குறிக்கிறது.

ஊடாடும் உடல்களின் (அல்லது ஒரு உடலின் பாகங்கள்) தொடர்புடைய நிலையில் ஏற்படும் ஆற்றல் அழைக்கப்படுகிறது திறன்மற்றும் Wp ஆல் குறிக்கப்படுகிறது. எனவே, பூமியின் ஈர்ப்புப் புலத்தில் அமைந்துள்ள ஒரு உடலுக்கு,

ஈர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை மாற்றத்திற்கு சமம் உடலின் சாத்தியமான ஆற்றல், எதிர் அடையாளத்துடன் எடுக்கப்பட்டது.

புவியீர்ப்பு வேலை உடலின் பாதையை சார்ந்து இல்லை மற்றும் எப்போதும் ஈர்ப்பு மாடுலஸின் தயாரிப்பு மற்றும் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலைகளில் உயரங்களின் வேறுபாடு ஆகியவற்றிற்கு சமமாக இருக்கும்.

பொருள் சாத்தியமான ஆற்றல்பூமிக்கு மேலே உயர்த்தப்பட்ட உடலின் பூஜ்ஜிய மட்டத்தின் தேர்வைப் பொறுத்தது, அதாவது, சாத்தியமான ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகக் கருதப்படும் உயரம். பொதுவாக பூமியின் மேற்பரப்பில் உடலின் ஆற்றல் ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும் என்று கருதப்படுகிறது.

பூஜ்ஜிய நிலை இந்த தேர்வு மூலம் உடலின் சாத்தியமான ஆற்றல், பூமியின் மேற்பரப்பிற்கு மேலே h உயரத்தில் அமைந்துள்ளது, புவியீர்ப்பு முடுக்கம் மாடுலஸ் மற்றும் பூமியின் மேற்பரப்பில் இருந்து அதன் தூரம் மூலம் உடலின் வெகுஜனத்தின் தயாரிப்புக்கு சமம்:

மேலே உள்ள எல்லாவற்றிலிருந்தும், நாம் முடிவுக்கு வரலாம்: உடலின் ஆற்றல் ஆற்றல் இரண்டு அளவுகளை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, அதாவது: உடலின் நிறை மற்றும் இந்த உடல் உயர்த்தப்பட்ட உயரத்திலிருந்து. உடலின் பாதை எந்த வகையிலும் சாத்தியமான ஆற்றலை பாதிக்காது.

ஒரு உடலின் விறைப்புத்தன்மையின் பாதி உற்பத்தியின் பாதிக்கு சமமான உடல் அளவு, அதன் சிதைவின் சதுரத்தால் மீள் சிதைந்த உடலின் சாத்தியமான ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது:

எலாஸ்டிக் சிதைந்த உடலின் சாத்தியமான ஆற்றல், உடல் சிதைவு பூஜ்ஜியமாக இருக்கும் நிலைக்கு மாறும்போது மீள் சக்தியால் செய்யப்படும் வேலைக்குச் சமம்.

மேலும் உள்ளது:

இயக்க ஆற்றல்

நாங்கள் பயன்படுத்திய சூத்திரத்தில்.

இயந்திர வேலை. வேலை அலகுகள்.

அன்றாட வாழ்க்கையில், "வேலை" என்ற கருத்து மூலம் எல்லாவற்றையும் புரிந்துகொள்கிறோம்.

இயற்பியலில், கருத்து வேலைசற்றே வித்தியாசமானது. இது ஒரு திட்டவட்டமான உடல் அளவு, அதாவது அதை அளவிட முடியும். இயற்பியலில் இது முதன்மையாகப் படிக்கப்படுகிறது இயந்திர வேலை .

இயந்திர வேலைகளின் எடுத்துக்காட்டுகளைப் பார்ப்போம்.

மின்சார இன்ஜினின் இழுவை விசையின் கீழ் ரயில் நகர்கிறது, மேலும் இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது. ஒரு துப்பாக்கி சுடப்பட்டால், தூள் வாயுக்களின் அழுத்த விசை வேலை செய்கிறது - அது பீப்பாயில் புல்லட்டை நகர்த்துகிறது, மேலும் புல்லட்டின் வேகம் அதிகரிக்கிறது.

இந்த எடுத்துக்காட்டுகளிலிருந்து ஒரு உடல் சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் நகரும் போது இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது என்பது தெளிவாகிறது. ஒரு உடலில் செயல்படும் ஒரு சக்தி (உதாரணமாக, உராய்வு விசை) அதன் இயக்கத்தின் வேகத்தை குறைக்கும் போது இயந்திர வேலையும் செய்யப்படுகிறது.

அமைச்சரவையை நகர்த்த விரும்புகிறோம், நாங்கள் அதை கடுமையாக அழுத்துகிறோம், ஆனால் அது நகரவில்லை என்றால், நாங்கள் இயந்திர வேலை செய்ய மாட்டோம். சக்திகளின் பங்கேற்பு இல்லாமல் ஒரு உடல் நகரும் போது ஒரு வழக்கை கற்பனை செய்யலாம் (இந்த விஷயத்தில், இயந்திர வேலையும் செய்யப்படவில்லை);

எனவே, ஒரு சக்தி உடலில் செயல்படும் போது மட்டுமே இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது .

உடலில் அதிக சக்தி செயல்படுவதையும், இந்த சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் உடல் பயணிக்கும் பாதையை நீண்ட காலமாகச் செய்வதையும் புரிந்துகொள்வது கடினம் அல்ல.

இயந்திர வேலை பயன்படுத்தப்படும் விசைக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும், பயணித்த தூரத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும் .

எனவே, இந்த விசையின் இந்த திசையில் பயணிக்கும் சக்தி மற்றும் பாதையின் மூலம் இயந்திர வேலையை அளவிட நாங்கள் ஒப்புக்கொண்டோம்:

வேலை = சக்தி × பாதை

எங்கே - வேலை, எஃப்- வலிமை மற்றும் கள்- பயணித்த தூரம்.

1 மீ பாதையில் 1N விசையால் செய்யப்படும் வேலையே ஒரு யூனிட் வேலை என்று எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.

வேலை அலகு - ஜூல் (ஜே ) ஆங்கில விஞ்ஞானி ஜூல் பெயரிடப்பட்டது. இவ்வாறு,

1 ஜே = 1N மீ.

மேலும் பயன்படுத்தப்பட்டது கிலோஜூல்கள் (kJ) .

1 kJ = 1000 J.

சூத்திரம் A = Fsசக்தி போது பொருந்தும் எஃப்நிலையானது மற்றும் உடலின் இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது.

சக்தியின் திசையானது உடலின் இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போனால், இந்த சக்தி நேர்மறையான வேலையைச் செய்கிறது.

உடல் பயன்படுத்தப்பட்ட சக்தியின் திசைக்கு எதிர் திசையில் நகர்ந்தால், எடுத்துக்காட்டாக, நெகிழ் உராய்வு விசை, இந்த சக்தி எதிர்மறையான வேலையைச் செய்கிறது.

உடலில் செயல்படும் சக்தியின் திசையானது இயக்கத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருந்தால், இந்த சக்தி வேலை செய்யாது, வேலை பூஜ்ஜியமாகும்:

எதிர்காலத்தில், இயந்திர வேலையைப் பற்றி பேசுகையில், அதை ஒரு வார்த்தையில் சுருக்கமாக அழைப்போம் - வேலை.

உதாரணம். கிரானைட் ஸ்லாப்பை 0.5 மீ 3 முதல் 20 மீ உயரம் வரை உயர்த்தும்போது செய்யப்படும் வேலையைக் கணக்கிடுங்கள் 2500 கிலோ/மீ3.

கொடுக்கப்பட்டது:

ρ = 2500 கிலோ/மீ 3

தீர்வு:

இதில் F என்பது ஸ்லாப்பை ஒரே சீராக உயர்த்த பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய விசையாகும். இந்த விசையானது ஸ்லாப்பில் செயல்படும் Fstrand விசைக்கு மாடுலஸில் சமம், அதாவது F = Fstrand. மேலும் புவியீர்ப்பு விசையை அடுக்கின் வெகுஜனத்தால் தீர்மானிக்க முடியும்: Fweight = gm. ஸ்லாப்பின் வெகுஜனத்தை கணக்கிடுவோம், அதன் அளவு மற்றும் கிரானைட்டின் அடர்த்தியை அறிந்து கொள்ளுங்கள்: m = ρV; s = h, அதாவது பாதை தூக்கும் உயரத்திற்கு சமம்.

எனவே, m = 2500 kg/m3 · 0.5 m3 = 1250 kg.

F = 9.8 N/kg · 1250 kg ≈ 12,250 N.

A = 12,250 N · 20 m = 245,000 J = 245 kJ.

பதில்: A =245 kJ.

நெம்புகோல்கள்.பவர்.ஆற்றல்

ஒரே வேலையைச் செய்ய, வெவ்வேறு இயந்திரங்கள் தேவை வெவ்வேறு நேரங்களில். உதாரணமாக, ஒரு கட்டுமான தளத்தில் உள்ள கிரேன் ஒரு சில நிமிடங்களில் நூற்றுக்கணக்கான செங்கற்களை கட்டிடத்தின் மேல் தளத்திற்கு தூக்கிச் செல்கிறது. இந்த செங்கற்கள் ஒரு தொழிலாளியால் நகர்த்தப்பட்டால், இதைச் செய்ய அவருக்கு பல மணி நேரம் ஆகும். மற்றொரு உதாரணம். ஒரு குதிரை ஒரு ஹெக்டேர் நிலத்தை 10-12 மணி நேரத்தில் உழ முடியும், அதே சமயம் ஒரு டிராக்டரால் பல பங்கு உழவு ( உழுதுண்டு- பூமியின் அடுக்கை கீழே இருந்து வெட்டி அதை குப்பைக்கு மாற்றும் கலப்பையின் ஒரு பகுதி; பல கலப்பை - பல கலப்பைகள்), இந்த வேலை 40-50 நிமிடங்களில் முடிவடையும்.

ஒரு கொக்கு அதே வேலையை தொழிலாளியை விட வேகமாகவும், டிராக்டர் குதிரையை விட வேகமாகவும் செய்கிறது என்பது தெளிவாகிறது. வேலையின் வேகம் சக்தி என்று அழைக்கப்படும் ஒரு சிறப்பு அளவு வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

சக்தி என்பது வேலையின் விகிதத்திற்கு சமம்.

சக்தியைக் கணக்கிட, இந்த வேலை செய்யப்படும் நேரத்தால் நீங்கள் வேலையைப் பிரிக்க வேண்டும்.சக்தி = வேலை/நேரம்.

எங்கே என்- சக்தி, - வேலை, டி- வேலை முடிந்த நேரம்.

ஒவ்வொரு நொடியும் அதே வேலை செய்யும் போது சக்தி ஒரு நிலையான அளவு ஆகும் A/tசராசரி சக்தியை தீர்மானிக்கிறது:

என்சராசரி = A/t . J வேலை 1 வினாடியில் செய்யப்படும் சக்தியின் அலகு சக்தியாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.

இந்த அலகு வாட் என்று அழைக்கப்படுகிறது ( டபிள்யூ) மற்றொரு ஆங்கில விஞ்ஞானி வாட் அவர்களின் நினைவாக.

1 வாட் = 1 ஜூல்/1 வினாடி, அல்லது 1 W = 1 J/s.

வாட் (ஜூல் ஒரு நொடி) - W (1 J/s).

பெரிய அளவிலான சக்திகள் தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - கிலோவாட் (kW), மெகாவாட் (மெகாவாட்) .

1 MW = 1,000,000 W

1 kW = 1000 W

1 மெகாவாட் = 0.001 டபிள்யூ

1 W = 0.000001 MW

1 W = 0.001 kW

1 W = 1000 mW

உதாரணம். நீர் வீழ்ச்சியின் உயரம் 25 மீ மற்றும் அதன் ஓட்ட விகிதம் நிமிடத்திற்கு 120 மீ3 என்றால் அணையின் வழியாக பாயும் நீர் ஓட்டத்தின் சக்தியைக் கண்டறியவும்.

கொடுக்கப்பட்டது:

ρ = 1000 கிலோ/மீ3

தீர்வு:

விழும் நீரின் நிறை: மீ = ρV,

m = 1000 kg/m3 120 m3 = 120,000 kg (12 104 kg).

நீரில் செயல்படும் ஈர்ப்பு விசை:

F = 9.8 m/s2 120,000 kg ≈ 1,200,000 N (12 105 N)

நிமிடத்திற்கு ஓட்டம் மூலம் செய்யப்படும் வேலை:

A - 1,200,000 N · 25 m = 30,000,000 J (3 · 107 J).

ஓட்ட சக்தி: N = A/t,

N = 30,000,000 J / 60 s = 500,000 W = 0.5 MW.

பதில்: N = 0.5 MW.

பல்வேறு என்ஜின்கள் ஒரு கிலோவாட்டின் நூறில் ஒரு பங்கு மற்றும் பத்தில் ஒரு பங்கு வரையிலான சக்திகளைக் கொண்டுள்ளன (மின்சார ரேஸர் இயந்திரம், தையல் இயந்திரம்நூறாயிரக்கணக்கான கிலோவாட் வரை (நீர் மற்றும் நீராவி விசையாழிகள்).

அட்டவணை 5.

சில இயந்திரங்களின் சக்தி, kW.

ஒவ்வொரு இயந்திரத்திற்கும் ஒரு தட்டு (இயந்திர பாஸ்போர்ட்) உள்ளது, இது அதன் சக்தி உட்பட இயந்திரத்தைப் பற்றிய சில தகவல்களைக் குறிக்கிறது.

சாதாரண இயக்க நிலைமைகளின் கீழ் மனித சக்தி சராசரியாக 70-80 W ஆகும். குதிக்கும் போது அல்லது படிக்கட்டுகளில் ஓடும்போது, ​​ஒரு நபர் 730 W வரை ஆற்றலை உருவாக்க முடியும், மேலும் சில சந்தர்ப்பங்களில் இன்னும் அதிகமாக இருக்கும்.

N = A/t சூத்திரத்தில் இருந்து அது பின்வருமாறு

வேலையைக் கணக்கிட, இந்த வேலை செய்யப்பட்ட நேரத்தில் சக்தியை பெருக்க வேண்டியது அவசியம்.

உதாரணம். அறை விசிறி மோட்டார் 35 வாட்ஸ் சக்தி கொண்டது. அவர் 10 நிமிடங்களில் எவ்வளவு வேலை செய்கிறார்?

பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதி அதைத் தீர்ப்போம்.

கொடுக்கப்பட்டது:

தீர்வு:

A = 35 W * 600s = 21,000 W * s = 21,000 J = 21 kJ.

பதில் = 21 கி.ஜே.

எளிய வழிமுறைகள்.

பழங்காலத்திலிருந்தே, மனிதன் இயந்திர வேலைகளைச் செய்ய பல்வேறு சாதனங்களைப் பயன்படுத்தினான்.

கையால் நகர்த்த முடியாத ஒரு கனமான பொருளை (கல், அலமாரி, இயந்திரக் கருவி) போதுமான நீளமான குச்சியைப் பயன்படுத்தி - ஒரு நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி நகர்த்த முடியும் என்பது அனைவருக்கும் தெரியும்.

இந்த நேரத்தில், மூவாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நெம்புகோல்களின் உதவியுடன், பண்டைய எகிப்தில் பிரமிடுகள் கட்டப்பட்டபோது, ​​​​கனமான கல் அடுக்குகள் நகர்த்தப்பட்டு அதிக உயரத்திற்கு உயர்த்தப்பட்டன என்று நம்பப்படுகிறது.

பல சந்தர்ப்பங்களில், ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்திற்கு அதிக சுமையை தூக்குவதற்குப் பதிலாக, அதை ஒரு சாய்ந்த விமானத்தில் உருட்டலாம் அல்லது அதே உயரத்திற்கு இழுக்கலாம் அல்லது தொகுதிகளைப் பயன்படுத்தி தூக்கலாம்.

சக்தியை மாற்ற பயன்படும் சாதனங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன வழிமுறைகள் .

எளிய வழிமுறைகள் பின்வருமாறு: நெம்புகோல்கள் மற்றும் அதன் வகைகள் - தொகுதி, வாயில்; சாய்ந்த விமானம் மற்றும் அதன் வகைகள் - ஆப்பு, திருகு. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், வலிமையைப் பெற எளிய வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதாவது உடலில் செயல்படும் சக்தியை பல முறை அதிகரிக்க.

எளிய வழிமுறைகள் வீட்டு மற்றும் அனைத்து சிக்கலான தொழில்துறை மற்றும் தொழில்துறை இயந்திரங்களிலும் காணப்படுகின்றன, அவை பெரிய எஃகுத் தாள்களை வெட்டி, முறுக்கி முத்திரையிடுகின்றன அல்லது துணிகள் தயாரிக்கப்படும் சிறந்த நூல்களை வரைகின்றன. அதே வழிமுறைகளை நவீன சிக்கலான தானியங்கி இயந்திரங்கள், அச்சிடுதல் மற்றும் எண்ணும் இயந்திரங்களில் காணலாம்.

நெம்புகோல். நெம்புகோலில் உள்ள சக்திகளின் சமநிலை.

எளிமையான மற்றும் மிகவும் பொதுவான பொறிமுறையை கருத்தில் கொள்வோம் - நெம்புகோல்.

நெம்புகோல் என்பது ஒரு நிலையான ஆதரவைச் சுற்றி சுழலக்கூடிய ஒரு திடமான உடலாகும்.

ஒரு தொழிலாளி ஒரு சுமை தூக்கும் நெம்புகோலாக காக்கைப்பட்டையை எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறார் என்பதை படங்கள் காட்டுகின்றன. முதல் வழக்கில், சக்தி கொண்ட தொழிலாளி எஃப்காக்கையின் முனையை அழுத்துகிறது பி, இரண்டாவது - முடிவை எழுப்புகிறது பி.

தொழிலாளி சுமையின் எடையைக் கடக்க வேண்டும் பி- செங்குத்தாக கீழ்நோக்கி இயக்கப்பட்ட விசை. இதைச் செய்ய, அவர் காக்கைக் கம்பியை ஒரே ஒரு அச்சின் வழியாகத் திருப்புகிறார் அசைவற்றமுறிவு புள்ளி அதன் ஆதரவின் புள்ளியாகும் பற்றி. வலிமை எஃப்இதன் மூலம் தொழிலாளி நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்தி குறைவாக இருக்கும் பி, இதனால் தொழிலாளி பெறுகிறார் வலிமை பெற. ஒரு நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி, நீங்கள் சொந்தமாக தூக்க முடியாத அளவுக்கு அதிக சுமைகளைத் தூக்கலாம்.

படம் ஒரு நெம்புகோலைக் காட்டுகிறது, அதன் சுழற்சியின் அச்சு உள்ளது பற்றி(ஃபுல்க்ரம்) சக்திகளின் பயன்பாட்டின் புள்ளிகளுக்கு இடையில் அமைந்துள்ளது மற்றும் IN. மற்றொரு படம் இந்த நெம்புகோலின் வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது. இரண்டு சக்திகளும் எஃப் 1 மற்றும் எஃப்நெம்புகோலில் செயல்படும் 2 ஒரு திசையில் இயக்கப்படுகிறது.

நெம்புகோலில் விசை செயல்படும் ஃபுல்க்ரம் மற்றும் நேர் கோட்டிற்கு இடையே உள்ள குறுகிய தூரம் விசையின் கை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

சக்தியின் கையைக் கண்டுபிடிக்க, நீங்கள் ஃபுல்க்ரமிலிருந்து செங்குத்தாக சக்தியின் செயல்பாட்டுக் கோட்டிற்குக் குறைக்க வேண்டும்.

இந்த செங்குத்து நீளம் இந்த சக்தியின் கையாக இருக்கும். என்பதை படம் காட்டுகிறது OA- தோள்பட்டை வலிமை எஃப் 1; OB- தோள்பட்டை வலிமை எஃப் 2. நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்திகள் அதை அதன் அச்சில் இரண்டு திசைகளில் சுழற்றலாம்: கடிகார திசையில் அல்லது எதிரெதிர் திசையில். ஆம், வலிமை எஃப் 1 நெம்புகோலை கடிகார திசையில் சுழற்றுகிறது, மற்றும் விசை எஃப் 2 அதை எதிரெதிர் திசையில் சுழற்றுகிறது.

நெம்புகோல் அதன் மீது பயன்படுத்தப்படும் சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ் சமநிலையில் இருக்கும் நிலையை சோதனை ரீதியாக நிறுவ முடியும். ஒரு சக்தியின் செயல்பாட்டின் விளைவு அதன் எண் மதிப்பை (மாடுலஸ்) மட்டுமல்ல, அது உடலுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் புள்ளி அல்லது அது எவ்வாறு இயக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

ஃபுல்க்ரமின் இருபுறமும் நெம்புகோலில் இருந்து பல்வேறு எடைகள் இடைநிறுத்தப்படுகின்றன (படத்தைப் பார்க்கவும்) ஒவ்வொரு முறையும் நெம்புகோல் சமநிலையில் இருக்கும். நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்திகள் இந்த சுமைகளின் எடைக்கு சமம். ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திற்கும், விசை தொகுதிகள் மற்றும் அவற்றின் தோள்கள் அளவிடப்படுகின்றன. படம் 154 இல் காட்டப்பட்டுள்ள அனுபவத்திலிருந்து, விசை 2 என்பது தெளிவாகிறது என்சக்தியை சமநிலைப்படுத்துகிறது 4 என். இந்த வழக்கில், படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும், குறைந்த வலிமையின் தோள்பட்டை அதிக வலிமையின் தோள்பட்டை விட 2 மடங்கு பெரியது.

இத்தகைய சோதனைகளின் அடிப்படையில், நெம்புகோல் சமநிலையின் நிலை (விதி) நிறுவப்பட்டது.

ஒரு நெம்புகோல் அதன் மீது செயல்படும் சக்திகள் இந்த சக்திகளின் கைகளுக்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் இருக்கும்போது சமநிலையில் இருக்கும்.

இந்த விதியை ஒரு சூத்திரமாக எழுதலாம்:

எஃப் 1/எஃப் 2 = எல் 2/ எல் 1 ,

எங்கே எஃப் 1மற்றும்எஃப் 2 - நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்திகள், எல் 1மற்றும்எல் 2 , - இந்த சக்திகளின் தோள்கள் (படம் பார்க்கவும்).

நெம்புகோல் சமநிலையின் விதி ஆர்க்கிமிடீஸால் 287 - 212 இல் நிறுவப்பட்டது. கி.மு இ. (ஆனால் கடைசி பத்தியில் நெம்புகோல்களை எகிப்தியர்கள் பயன்படுத்தியதாகக் கூறப்பட்டது? அல்லது "நிறுவப்பட்டது" என்ற வார்த்தை இங்கு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறதா?)

நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி ஒரு பெரிய சக்தியை சமப்படுத்த சிறிய விசையைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதை இந்த விதியிலிருந்து பின்பற்றுகிறது. நெம்புகோலின் ஒரு கை மற்றதை விட 3 மடங்கு பெரியதாக இருக்கட்டும் (படத்தைப் பார்க்கவும்). பின்னர், எடுத்துக்காட்டாக, B புள்ளியில் 400 N விசையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நீங்கள் 1200 N எடையுள்ள ஒரு கல்லைத் தூக்கலாம். இன்னும் அதிக சுமைகளைத் தூக்க, தொழிலாளி செயல்படும் நெம்புகோல் கையின் நீளத்தை அதிகரிக்க வேண்டும்.

உதாரணம். ஒரு நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி, ஒரு தொழிலாளி 240 கிலோ எடையுள்ள ஸ்லாப்பை தூக்குகிறார் (படம் 149 ஐப் பார்க்கவும்). சிறிய கை 0.6 மீ எனில் 2.4 மீ பெரிய நெம்புகோல் கைக்கு அவர் என்ன சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறார்?

பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதி அதைத் தீர்ப்போம்.

கொடுக்கப்பட்டது:

தீர்வு:

நெம்புகோல் சமநிலை விதியின்படி, F1/F2 = l2/l1, எங்கிருந்து F1 = F2 l2/l1, F2 = P என்பது கல்லின் எடை. கல் எடை asd = gm, F = 9.8 N 240 kg ≈ 2400 N

பிறகு, F1 = 2400 N · 0.6/2.4 = 600 N.

பதில்: F1 = 600 N.

எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், தொழிலாளி 2400 N விசையை கடக்கிறார், 600 N இன் விசையை நெம்புகோலுக்குப் பயன்படுத்துகிறார், ஆனால் அதே நேரத்தில், தொழிலாளி செயல்படும் தோள்பட்டை 4 மடங்கு ஆகும் அதை விட நீண்டது, இது கல்லின் எடையால் பாதிக்கப்படுகிறது ( எல் 1 : எல் 2 = 2.4 மீ: 0.6 மீ = 4).

அந்நியச் செலாவணி விதியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு சிறிய சக்தி ஒரு பெரிய சக்தியை சமப்படுத்த முடியும். இந்த வழக்கில், குறைந்த சக்தியின் தோள்பட்டை அதிக வலிமை கொண்ட தோள்பட்டை விட நீளமாக இருக்க வேண்டும்.

சக்தியின் தருணம்.

நெம்புகோல் சமநிலையின் விதி உங்களுக்கு ஏற்கனவே தெரியும்:

எஃப் 1 / எஃப் 2 = எல் 2 / எல் 1 ,

விகிதாச்சாரத்தின் சொத்தைப் பயன்படுத்தி (அதன் தீவிர உறுப்பினர்களின் தயாரிப்பு அதன் நடுத்தர உறுப்பினர்களின் தயாரிப்புக்கு சமம்), நாங்கள் அதை இந்த வடிவத்தில் எழுதுகிறோம்:

எஃப் 1எல் 1 = எஃப் 2 எல் 2 .

சமத்துவத்தின் இடது பக்கத்தில் சக்தியின் விளைவு உள்ளது எஃப் 1 அவள் தோளில் எல் 1, மற்றும் வலதுபுறம் - சக்தியின் தயாரிப்பு எஃப் 2 அவள் தோளில் எல் 2 .

உடல் மற்றும் அதன் தோள்பட்டை சுழலும் சக்தியின் மாடுலஸின் தயாரிப்பு அழைக்கப்படுகிறது சக்தியின் தருணம்; இது M என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. இதன் பொருள்

ஒரு நெம்புகோல் அதை கடிகார திசையில் சுழலும் விசையின் கணம் எதிரெதிர் திசையில் சுழலும் விசையின் தருணத்திற்கு சமமாக இருந்தால் இரண்டு சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ் சமநிலையில் இருக்கும்.

இந்த விதி அழைக்கப்படுகிறது தருணங்களின் விதி , ஒரு சூத்திரமாக எழுதலாம்:

M1 = M2

உண்மையில், நாங்கள் பரிசோதித்ததில் (§ 56), செயல்படும் சக்திகள் 2 N மற்றும் 4 N க்கு சமமாக இருந்தன, அவற்றின் தோள்கள் முறையே 4 மற்றும் 2 நெம்புகோல் அழுத்தங்களாக இருந்தன, அதாவது நெம்புகோல் சமநிலையில் இருக்கும்போது இந்த சக்திகளின் தருணங்கள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். .

சக்தியின் தருணம், எந்த உடல் அளவையும் போலவே, அளவிட முடியும். விசையின் கணத்தின் அலகு 1 N இன் விசையின் கணமாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது, அதன் கை சரியாக 1 மீ ஆகும்.

இந்த அலகு அழைக்கப்படுகிறது நியூட்டன் மீட்டர் (என் எம்).

விசையின் தருணம் ஒரு சக்தியின் செயலை வகைப்படுத்துகிறது, மேலும் அது விசையின் மாடுலஸ் மற்றும் அதன் அந்நியச் செலாவணி இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் சார்ந்துள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. உண்மையில், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கதவின் மீது ஒரு விசையின் செயல், சக்தியின் அளவு மற்றும் விசை எங்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது என்பதை நாம் ஏற்கனவே அறிவோம். கதவைத் திருப்புவது எவ்வளவு எளிதானது, சுழற்சியின் அச்சிலிருந்து வெகு தொலைவில் அதன் மீது செயல்படும் சக்தி பயன்படுத்தப்படுகிறது. கொட்டை நீளமாக அவிழ்ப்பது நல்லது குறடுகுறுகிய விட. கிணற்றில் இருந்து ஒரு வாளியை தூக்குவது எவ்வளவு எளிது, வாயிலின் கைப்பிடி நீளமானது.

தொழில்நுட்பம், அன்றாட வாழ்க்கை மற்றும் இயற்கையில் நெம்புகோல்கள்.

அந்நியச் சக்தியின் விதி (அல்லது தருணங்களின் விதி) தொழில்நுட்பம் மற்றும் அன்றாட வாழ்வில் பயன்படுத்தப்படும் பல்வேறு வகையான கருவிகள் மற்றும் சாதனங்களின் செயல்பாட்டிற்கு அடிகோலுகிறது.

கத்தரிக்கோலால் வேலை செய்யும் போது நமக்கு பலம் கிடைக்கும். கத்தரிக்கோல் - இது ஒரு நெம்புகோல்(அத்தி), கத்தரிக்கோலின் இரு பகுதிகளையும் இணைக்கும் ஒரு திருகு வழியாக ஏற்படும் சுழற்சியின் அச்சு. செயல்படும் சக்தி எஃப் 1 என்பது கத்தரிக்கோலைப் பிடிக்கும் நபரின் கையின் தசை வலிமை. எதிர் படை எஃப் 2 என்பது கத்தரிக்கோலால் வெட்டப்படும் பொருளின் எதிர்ப்பு சக்தி. கத்தரிக்கோலின் நோக்கத்தைப் பொறுத்து, அவற்றின் வடிவமைப்பு மாறுபடும். காகிதத்தை வெட்டுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட அலுவலக கத்தரிக்கோல், நீளமான கத்திகள் மற்றும் கைப்பிடிகள் கிட்டத்தட்ட அதே நீளம் கொண்டது. காகித வெட்டு தேவையில்லை பெரும் வலிமை, மற்றும் ஒரு நீண்ட கத்தி அதை ஒரு நேர் கோட்டில் வெட்டி மிகவும் வசதியாக உள்ளது. தாள் உலோகத்தை வெட்டுவதற்கான கத்தரிக்கோல் (படம்.) கத்திகளை விட நீண்ட கைப்பிடிகளைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் உலோகத்தின் எதிர்ப்பு சக்தி பெரியது மற்றும் அதை சமப்படுத்த, செயல்படும் சக்தியின் கை கணிசமாக அதிகரிக்கப்பட வேண்டும். கைப்பிடிகளின் நீளம் மற்றும் வெட்டு பகுதியின் தூரம் மற்றும் சுழற்சியின் அச்சுக்கு இடையிலான வேறுபாடு இன்னும் அதிகமாக உள்ளது கம்பி வெட்டிகள்(படம்.), கம்பி வெட்டுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

நெம்புகோல்கள் பல்வேறு வகையானபல கார்களில் கிடைக்கும். ஒரு தையல் இயந்திரத்தின் கைப்பிடி, மிதிவண்டியின் பெடல்கள் அல்லது ஹேண்ட்பிரேக், கார் மற்றும் டிராக்டரின் பெடல்கள் மற்றும் பியானோவின் சாவி ஆகியவை இந்த இயந்திரங்கள் மற்றும் கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படும் நெம்புகோல்களின் எடுத்துக்காட்டுகள்.

நெம்புகோல்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள் வைஸ்கள் மற்றும் பணிப்பெட்டிகளின் கைப்பிடிகள், துளையிடும் இயந்திரத்தின் நெம்புகோல் போன்றவை.

நெம்புகோல் அளவுகளின் செயல் நெம்புகோலின் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது (படம்.). படம் 48 (பக். 42) இல் காட்டப்பட்டுள்ள பயிற்சி அளவுகள் இவ்வாறு செயல்படுகின்றன சம கை நெம்புகோல் . IN தசம அளவுகள்எடைகள் கொண்ட கோப்பை இடைநிறுத்தப்பட்ட தோள்பட்டை சுமை சுமக்கும் தோள்பட்டை விட 10 மடங்கு நீளமானது. இது பெரிய சுமைகளை மிகவும் எளிதாக்குகிறது. ஒரு தசம அளவில் ஒரு சுமையை எடைபோடும்போது, ​​எடையின் வெகுஜனத்தை 10 ஆல் பெருக்க வேண்டும்.

கார்களின் சரக்கு கார்களை எடைபோடுவதற்கான செதில்களின் சாதனமும் அந்நிய விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

நெம்புகோல்களும் காணப்படுகின்றன வெவ்வேறு பகுதிகள்விலங்குகள் மற்றும் மனிதர்களின் உடல்கள். இவை, எடுத்துக்காட்டாக, கைகள், கால்கள், தாடைகள். பூச்சிகளின் உடலில் (பூச்சிகள் மற்றும் அவற்றின் உடல் அமைப்பு பற்றிய புத்தகத்தைப் படிப்பதன் மூலம்), பறவைகள் மற்றும் தாவரங்களின் கட்டமைப்பில் பல நெம்புகோல்களைக் காணலாம்.

ஒரு தொகுதிக்கு ஒரு நெம்புகோலின் சமநிலையின் விதியின் பயன்பாடு.

தடுஇது ஒரு பள்ளம் கொண்ட ஒரு சக்கரம், ஒரு ஹோல்டரில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. ஒரு கயிறு, கேபிள் அல்லது சங்கிலி தொகுதி பள்ளம் வழியாக அனுப்பப்படுகிறது.

நிலையான தொகுதி இது ஒரு தொகுதி ஆகும், அதன் அச்சு நிலையானது மற்றும் சுமைகளை தூக்கும் போது உயராது அல்லது குறையாது (படம்).

ஒரு நிலையான தொகுதியை சம ஆயுத நெம்புகோலாகக் கருதலாம், இதில் படைகளின் கைகள் சக்கரத்தின் ஆரத்திற்கு சமமாக இருக்கும் (படம்): OA = OB = ஆர். அத்தகைய ஒரு தொகுதி வலிமையின் ஆதாயத்தை வழங்காது. ( எஃப் 1 = எஃப் 2), ஆனால் நீங்கள் சக்தியின் திசையை மாற்ற அனுமதிக்கிறது. அசையும் தொகுதி - இது ஒரு தொகுதி. சுமையுடன் சேர்ந்து உயரும் மற்றும் விழும் அச்சு (படம்.). படம் தொடர்புடைய நெம்புகோலைக் காட்டுகிறது: பற்றி- நெம்புகோலின் ஃபுல்க்ரம் புள்ளி, OA- தோள்பட்டை வலிமை ஆர்மற்றும் OB- தோள்பட்டை வலிமை எஃப். தோள்பட்டை இருந்து OB 2 முறை தோள்பட்டை OA, பின்னர் வலிமை எஃப் 2 மடங்கு குறைவான சக்தி ஆர்:

F = P/2 .

இவ்வாறு, அசையும் தொகுதி 2 மடங்கு வலிமையை அளிக்கிறது .

சக்தியின் தருணத்தின் கருத்தைப் பயன்படுத்தி இதை நிரூபிக்க முடியும். தொகுதி சமநிலையில் இருக்கும்போது, ​​சக்திகளின் தருணங்கள் எஃப்மற்றும் ஆர்ஒருவருக்கொருவர் சமமாக. ஆனால் வலிமையின் தோள்பட்டை எஃப் 2 மடங்கு அந்நியச் செலாவணி ஆர், மற்றும், எனவே, சக்தி தன்னை எஃப் 2 மடங்கு குறைவான சக்தி ஆர்.

வழக்கமாக நடைமுறையில் ஒரு நிலையான தொகுதி மற்றும் நகரக்கூடிய ஒரு கலவை பயன்படுத்தப்படுகிறது (படம்.). நிலையான தொகுதி வசதிக்காக மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது சக்தியில் ஒரு ஆதாயத்தைக் கொடுக்காது, ஆனால் அது சக்தியின் திசையை மாற்றுகிறது. உதாரணமாக, தரையில் நிற்கும் போது ஒரு சுமை தூக்க அனுமதிக்கிறது. இது பலருக்கு அல்லது தொழிலாளர்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். இருப்பினும், இது வழக்கத்தை விட 2 மடங்கு வலிமையைப் பெறுகிறது!

எளிய வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தும் போது வேலையின் சமத்துவம். இயக்கவியலின் "தங்க விதி".

ஒரு சக்தியின் செயல்பாட்டின் மூலம் மற்றொரு சக்தியைச் சமன் செய்ய வேண்டிய சந்தர்ப்பங்களில் வேலையைச் செய்யும்போது நாம் கருத்தில் கொண்ட எளிய வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இயற்கையாகவே, கேள்வி எழுகிறது: சக்தி அல்லது பாதையில் ஒரு ஆதாயத்தை கொடுக்கும் போது, ​​எளிய வழிமுறைகள் வேலையில் ஒரு ஆதாயத்தை கொடுக்கவில்லையா? இந்தக் கேள்விக்கான பதிலை அனுபவத்திலிருந்து பெறலாம்.

ஒரு நெம்புகோலில் இரண்டு வெவ்வேறு அளவு சக்திகளை சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலம் எஃப் 1 மற்றும் எஃப் 2 (அத்தி.), நெம்புகோலை இயக்கத்தில் அமைக்கவும். அதே நேரத்தில் சிறிய சக்தியின் பயன்பாட்டின் புள்ளி என்று மாறிவிடும் எஃப் 2 மேலும் செல்கிறது கள் 2, மற்றும் அதிக சக்தியின் பயன்பாட்டின் புள்ளி எஃப் 1 - குறுகிய பாதை கள் 1. இந்தப் பாதைகள் மற்றும் விசைத் தொகுதிகளை அளந்த பிறகு, நெம்புகோலில் உள்ள சக்திகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான புள்ளிகளால் கடந்து செல்லும் பாதைகள் விசைகளுக்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் இருப்பதைக் காண்கிறோம்:

கள் 1 / கள் 2 = எஃப் 2 / எஃப் 1.

இவ்வாறு, நெம்புகோலின் நீண்ட கையில் செயல்படுவதால், நாம் வலிமையைப் பெறுகிறோம், ஆனால் அதே நேரத்தில் வழியில் அதே அளவு இழக்கிறோம்.

சக்தியின் தயாரிப்பு எஃப்வழியில் கள்வேலை இருக்கிறது. எங்கள் சோதனைகள் நெம்புகோலில் பயன்படுத்தப்படும் சக்திகளால் செய்யப்படும் வேலை ஒருவருக்கொருவர் சமமாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது:

எஃப் 1 கள் 1 = எஃப் 2 கள் 2, அதாவது 1 = 2.

எனவே, அந்நியச் செலாவணியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​நீங்கள் வேலையில் வெற்றி பெற முடியாது.

அந்நிய சக்தியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் சக்தி அல்லது தூரத்தைப் பெறலாம். நெம்புகோலின் குறுகிய கைக்கு சக்தியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் தூரத்தைப் பெறுகிறோம், ஆனால் வலிமையில் அதே அளவு இழக்கிறோம்.

லெவரேஜ் விதியைக் கண்டுபிடித்ததில் மகிழ்ச்சியடைந்த ஆர்க்கிமிடிஸ், "எனக்கு ஒரு ஃபுல்க்ரம் கொடுங்கள், நான் பூமியைத் திருப்புவேன்!" என்று ஒரு புராணக்கதை உள்ளது.

நிச்சயமாக, ஆர்க்கிமிடிஸுக்கு ஒரு ஃபுல்க்ரம் (பூமிக்கு வெளியே இருந்திருக்க வேண்டும்) மற்றும் தேவையான நீளத்தின் நெம்புகோல் கொடுக்கப்பட்டிருந்தாலும் கூட, அத்தகைய பணியைச் சமாளிக்க முடியவில்லை.

பூமியை வெறும் 1 செமீ உயர்த்த, நெம்புகோலின் நீண்ட கை மிகப்பெரிய நீளம் கொண்ட ஒரு வளைவை விவரிக்க வேண்டும். நகர்த்துவதற்கு நீண்ட முடிவுஇந்த பாதையில் நெம்புகோல், எடுத்துக்காட்டாக, 1 மீ/வி வேகத்தில், மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் எடுக்கும்!

ஒரு நிலையான தொகுதி வேலையில் எந்த லாபத்தையும் தராது.சோதனை முறையில் சரிபார்க்க எளிதானது (படத்தைப் பார்க்கவும்). சக்திகளின் பயன்பாட்டின் புள்ளிகளால் கடந்து செல்லும் பாதைகள் எஃப்மற்றும் எஃப், ஒரே மாதிரியானவை, சக்திகள் ஒன்றே, அதாவது வேலை ஒன்றுதான்.

நீங்கள் ஒரு நகரும் தொகுதி உதவியுடன் செய்யப்படும் வேலைகளை அளவிடலாம் மற்றும் ஒப்பிடலாம். அசையும் தொகுதியைப் பயன்படுத்தி ஒரு சுமையை h உயரத்திற்கு உயர்த்துவதற்கு, டைனமோமீட்டர் இணைக்கப்பட்டுள்ள கயிற்றின் முனையை, அனுபவம் காட்டுகிறது (படம்.), 2h உயரத்திற்கு நகர்த்துவது அவசியம்.

இவ்வாறு, 2 மடங்கு வலிமையைப் பெறுவது, வழியில் 2 மடங்கு இழக்கிறது, எனவே, நகரக்கூடிய தொகுதி வேலையில் ஆதாயத்தைத் தராது.

பல நூற்றாண்டுகள் பழமையான நடைமுறை அதைக் காட்டுகிறது எந்த பொறிமுறையும் செயல்திறனில் ஆதாயத்தை அளிக்காது.வேலை நிலைமைகளைப் பொறுத்து வலிமை அல்லது பயணத்தில் வெற்றி பெற அவர்கள் பல்வேறு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

ஏற்கனவே பண்டைய விஞ்ஞானிகள் அனைத்து வழிமுறைகளுக்கும் பொருந்தும் ஒரு விதியை அறிந்திருக்கிறார்கள்: எத்தனை முறை பலத்தில் வெற்றி பெற்றாலும், அதே எண்ணிக்கையில் தூரத்தில் தோற்றாலும். இந்த விதி இயக்கவியலின் "தங்க விதி" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

பொறிமுறையின் செயல்திறன்.

நெம்புகோலின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​​​நாங்கள் உராய்வு மற்றும் நெம்புகோலின் எடையை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளவில்லை. இவற்றில் சிறந்த நிலைமைகள்பயன்படுத்தப்பட்ட சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை (இதை நாங்கள் வேலை என்று அழைப்போம் முழு), சமமாக உள்ளது பயனுள்ளசுமைகளைத் தூக்கும் வேலை அல்லது எந்த எதிர்ப்பையும் சமாளிப்பது.

நடைமுறையில், ஒரு பொறிமுறையால் செய்யப்படும் மொத்த வேலை எப்போதும் பயனுள்ள வேலையை விட சற்று அதிகமாக இருக்கும்.

வேலையின் ஒரு பகுதி பொறிமுறையில் உராய்வு விசைக்கு எதிராகவும் அதன் தனிப்பட்ட பாகங்களை நகர்த்துவதன் மூலமும் செய்யப்படுகிறது. எனவே, ஒரு நகரக்கூடிய தொகுதியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​​​தொகுதியை, கயிற்றை உயர்த்தி, தொகுதியின் அச்சில் உள்ள உராய்வு விசையை தீர்மானிக்க நீங்கள் கூடுதலாக வேலை செய்ய வேண்டும்.

நாம் எந்த பொறிமுறையை எடுத்தாலும், அதன் உதவியுடன் செய்யப்படும் பயனுள்ள வேலை எப்போதும் மொத்த வேலையின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. இதன் பொருள், Ap என்ற எழுத்தின் மூலம் பயனுள்ள வேலையைக் குறிக்கிறது, Az என்ற எழுத்தின் மூலம் மொத்த (செலவிக்கப்பட்ட) வேலையைக் குறிக்கிறது, நாம் எழுதலாம்:

மேலே< Аз или Ап / Аз < 1.

மொத்த வேலைக்கு பயனுள்ள வேலையின் விகிதம் பொறிமுறையின் செயல்திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

செயல்திறன் காரணி செயல்திறன் என சுருக்கமாக அழைக்கப்படுகிறது.

செயல்திறன் = Ap / Az.

செயல்திறன் பொதுவாக ஒரு சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் கிரேக்க எழுத்து η மூலம் குறிக்கப்படுகிறது, "eta" என படிக்கவும்:

η = Ap / Az · 100%.

உதாரணம்: 100 கிலோ எடையுள்ள ஒரு சுமை நெம்புகோலின் குறுகிய கையில் இடைநிறுத்தப்பட்டுள்ளது. அதை உயர்த்த, நீண்ட கைக்கு 250 N இன் விசை பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் உந்து சக்தியின் பயன்பாடு h2 = 0.4 மீ உயரத்திற்கு உயர்த்தப்படுகிறது நெம்புகோலின் செயல்திறன்.

பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதி அதைத் தீர்ப்போம்.

கொடுக்கப்பட்டது :

தீர்வு :

η = Ap / Az · 100%.

மொத்த (செலவிக்கப்பட்ட) வேலை Az = Fh2.

பயனுள்ள வேலை Ap = Рh1

பி = 9.8 100 கிலோ ≈ 1000 என்.

Ap = 1000 N · 0.08 = 80 J.

Az = 250 N · 0.4 m = 100 J.

η = 80 J/100 J 100% = 80%.

பதில் : η = 80%.

ஆனால்" தங்க விதி"இந்த விஷயத்திலும் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. பயனுள்ள வேலையின் ஒரு பகுதி - அதில் 20% - நெம்புகோலின் அச்சில் உராய்வு மற்றும் காற்று எதிர்ப்பைக் கடப்பதற்கும், அதே போல் நெம்புகோலின் இயக்கத்திற்கும் செலவிடப்படுகிறது.

எந்தவொரு பொறிமுறையின் செயல்திறன் எப்போதும் 100% க்கும் குறைவாகவே இருக்கும். பொறிமுறைகளை வடிவமைக்கும் போது, ​​மக்கள் தங்கள் செயல்திறனை அதிகரிக்க முயற்சி செய்கிறார்கள். இதை அடைய, பொறிமுறைகளின் அச்சுகளில் உராய்வு மற்றும் அவற்றின் எடை குறைக்கப்படுகிறது.

ஆற்றல்.

தொழிற்சாலைகள் மற்றும் தொழிற்சாலைகளில், இயந்திரங்கள் மற்றும் இயந்திரங்கள் மின்சார மோட்டார்கள் மூலம் இயக்கப்படுகின்றன, அவை மின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன (எனவே பெயர்).

ஒரு சுருக்கப்பட்ட நீரூற்று (படம்), நேராக்கப்படும் போது, ​​வேலை செய்கிறது, உயரத்திற்கு ஒரு சுமையை உயர்த்துகிறது அல்லது ஒரு வண்டியை நகர்த்துகிறது.

தரையில் மேலே உயர்த்தப்பட்ட ஒரு நிலையான சுமை வேலை செய்யாது, ஆனால் இந்த சுமை விழுந்தால், அது வேலை செய்ய முடியும் (உதாரணமாக, அது ஒரு குவியலை தரையில் செலுத்தலாம்).

ஒவ்வொரு நகரும் உடலும் வேலை செய்யும் திறன் கொண்டது. எனவே, சாய்ந்த விமானத்திலிருந்து உருளும் எஃகு பந்து A (அத்தி) மரத் தொகுதி B மீது மோதி, அதை ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்திற்கு நகர்த்துகிறது. அதே நேரத்தில், வேலை செய்யப்படுகிறது.

ஒரு உடல் அல்லது பல ஊடாடும் உடல்கள் (உடல்களின் அமைப்பு) வேலை செய்ய முடிந்தால், அவை ஆற்றல் கொண்டவை என்று கூறப்படுகிறது.

ஆற்றல் - ஒரு உடல் (அல்லது பல உடல்கள்) எவ்வளவு வேலை செய்ய முடியும் என்பதைக் காட்டும் உடல் அளவு. வேலையின் அதே அலகுகளில் SI அமைப்பில் ஆற்றல் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது ஜூல்ஸ்.

எப்படி பெரிய வேலைஒரு உடல் சாதிக்க முடியும், அது அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

வேலை முடிந்ததும், உடலின் ஆற்றல் மாறுகிறது. ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கு சமமான வேலை.

சாத்தியமான மற்றும் இயக்க ஆற்றல்.

சாத்தியம் (lat இலிருந்து.ஆற்றல் - சாத்தியம்) ஆற்றல் என்பது ஊடாடும் உடல்கள் மற்றும் அதே உடலின் பாகங்களின் உறவினர் நிலையால் தீர்மானிக்கப்படும் ஆற்றல் ஆகும்.

சாத்தியமான ஆற்றல், எடுத்துக்காட்டாக, பூமியின் மேற்பரப்புடன் ஒப்பிடும்போது எழுப்பப்பட்ட ஒரு உடலால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் ஆற்றல் அது மற்றும் பூமியின் ஒப்பீட்டு நிலையைப் பொறுத்தது. மற்றும் அவர்களின் பரஸ்பர ஈர்ப்பு. பூமியில் கிடக்கும் உடலின் சாத்தியமான ஆற்றலை பூஜ்ஜியமாகக் கருதினால், ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்திற்கு உயர்த்தப்பட்ட உடலின் ஆற்றல் ஆற்றல் பூமியின் மீது விழும்போது ஈர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலையால் தீர்மானிக்கப்படும். உடலின் சாத்தியமான ஆற்றலைக் குறிக்கலாம் n, ஏனெனில் ஈ = ஏ, மற்றும் வேலை, நாம் அறிந்தபடி, சக்தி மற்றும் பாதையின் தயாரிப்புக்கு சமம்

A = Fh,

எங்கே எஃப்- ஈர்ப்பு.

இதன் பொருள் ஆற்றல் En ஆனது இதற்கு சமம்:

E = Fh, அல்லது E = gmh,

எங்கே g- இலவச வீழ்ச்சி முடுக்கம், மீ- உடல் எடை, - உடல் உயர்த்தப்பட்ட உயரம்.

அணைகளால் பிடிக்கப்பட்ட ஆறுகளில் உள்ள நீர் மகத்தான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. கீழே விழுந்து, நீர் வேலை செய்கிறது, மின் உற்பத்தி நிலையங்களின் சக்திவாய்ந்த விசையாழிகளை இயக்குகிறது.

ஒரு கொப்ரா சுத்தியலின் சாத்தியமான ஆற்றல் (படம்.) குவியல்களை ஓட்டும் வேலையைச் செய்ய கட்டுமானத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு நீரூற்றுடன் ஒரு கதவைத் திறக்கும்போது, ​​வசந்தத்தை நீட்ட (அல்லது சுருக்க) வேலை செய்யப்படுகிறது. வாங்கிய ஆற்றல் காரணமாக, வசந்தம், சுருங்குதல் (அல்லது நேராக்குதல்), வேலை செய்கிறது, கதவை மூடுகிறது.

சுருக்கப்பட்ட மற்றும் முறுக்கப்படாத நீரூற்றுகளின் ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, கடிகாரங்கள், பல்வேறு காற்று-அப் பொம்மைகள், முதலியன.

எந்த மீள் சிதைந்த உடலும் சாத்தியமான ஆற்றல் கொண்டது.சுருக்கப்பட்ட வாயுவின் ஆற்றல் ஆற்றல் வெப்ப இயந்திரங்களின் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது சுரங்கத் தொழிலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஜாக்ஹாமர்களில், சாலை கட்டுமானம், கடினமான மண் அகழ்வு போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அதன் இயக்கத்தின் விளைவாக ஒரு உடல் கொண்டிருக்கும் ஆற்றல் இயக்கவியல் என்று அழைக்கப்படுகிறது (கிரேக்க மொழியில் இருந்து.இயக்கம் - இயக்கம்) ஆற்றல்.

உடலின் இயக்க ஆற்றல் எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது செய்ய.

தண்ணீரை நகர்த்துவது, நீர் மின் நிலையங்களின் விசையாழிகளை இயக்குவது, அதன் இயக்க ஆற்றலைச் செலவழித்து வேலை செய்கிறது. நகரும் காற்று, காற்று, இயக்க ஆற்றல் கொண்டது.

இயக்க ஆற்றல் எதைச் சார்ந்தது? அனுபவத்திற்கு வருவோம் (படத்தைப் பார்க்கவும்). நீங்கள் வெவ்வேறு உயரங்களில் இருந்து பந்து A ஐ உருட்டினால், பந்து எவ்வளவு உயரத்தில் இருந்து உருளும், அதன் வேகம் அதிகமாகி, மேலும் அது தொகுதியை நகர்த்துவதை நீங்கள் கவனிப்பீர்கள், அதாவது, அது அதிக வேலை செய்கிறது. இதன் பொருள் உடலின் இயக்க ஆற்றல் அதன் வேகத்தைப் பொறுத்தது.

அதன் வேகம் காரணமாக, பறக்கும் புல்லட் அதிக இயக்க ஆற்றல் கொண்டது.

உடலின் இயக்க ஆற்றலும் அதன் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்தது. மீண்டும் பரிசோதனையைச் செய்வோம், ஆனால் சாய்ந்த விமானத்தில் இருந்து அதிக நிறை கொண்ட மற்றொரு பந்தை உருட்டுவோம். பார் B மேலும் நகரும், அதாவது அதிக வேலை செய்யப்படும். இதன் பொருள் இரண்டாவது பந்தின் இயக்க ஆற்றல் முதல் பந்தை விட அதிகமாக உள்ளது.

ஒரு உடலின் நிறை மற்றும் அது நகரும் வேகம் அதிகமானால், அதன் இயக்க ஆற்றல் அதிகமாகும்.

உடலின் இயக்க ஆற்றலைத் தீர்மானிக்க, சூத்திரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

Ek = mv^2/2,

எங்கே மீ- உடல் எடை, v- உடல் இயக்கத்தின் வேகம்.

உடல்களின் இயக்க ஆற்றல் தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அணையால் தக்கவைக்கப்படும் நீர், ஏற்கனவே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. அணையிலிருந்து நீர் விழும்போது, ​​அது நகர்ந்து அதே உயர் இயக்க ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. இது மின்னோட்ட ஜெனரேட்டருடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு விசையாழியை இயக்குகிறது. காரணமாக இயக்க ஆற்றல்நீர் மின் சக்தியை உற்பத்தி செய்கிறது.

நகரும் நீரின் ஆற்றல் தேசிய பொருளாதாரத்தில் பெரும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. இந்த ஆற்றல் சக்திவாய்ந்த நீர் மின் நிலையங்களைப் பயன்படுத்தி பயன்படுத்தப்படுகிறது.

விழும் நீரின் ஆற்றல் எரிபொருள் ஆற்றலைப் போலல்லாமல் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த ஆற்றல் மூலமாகும்.

இயற்கையில் உள்ள அனைத்து உடல்களும், வழக்கமான பூஜ்ஜிய மதிப்புடன் தொடர்புடையவை, ஆற்றல் அல்லது இயக்க ஆற்றல் மற்றும் சில நேரங்களில் இரண்டும் ஒன்றாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, பறக்கும் விமானம் பூமியுடன் ஒப்பிடும்போது இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல் இரண்டையும் கொண்டுள்ளது.

நாங்கள் இரண்டு வகைகளைச் சந்தித்தோம் இயந்திர ஆற்றல். இயற்பியல் பாடத்தின் பிற பிரிவுகளில் மற்ற வகை ஆற்றல்கள் (மின்சார, உள், முதலியன) விவாதிக்கப்படும்.

ஒரு வகை இயந்திர ஆற்றலை மற்றொன்றாக மாற்றுதல்.

ஒரு வகை இயந்திர ஆற்றலை மற்றொன்றுக்கு மாற்றும் நிகழ்வு படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள சாதனத்தில் கவனிக்க மிகவும் வசதியானது. நூலை அச்சில் முறுக்குவதன் மூலம், சாதன வட்டு உயர்த்தப்படுகிறது. மேல்நோக்கி உயர்த்தப்பட்ட ஒரு வட்டு சில சாத்தியமான ஆற்றல் கொண்டது. நீங்கள் அதை விட்டுவிட்டால், அது சுழன்று விழ ஆரம்பிக்கும். அது விழும்போது, ​​வட்டின் சாத்தியமான ஆற்றல் குறைகிறது, ஆனால் அதே நேரத்தில் அதன் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. வீழ்ச்சியின் முடிவில், வட்டில் இயக்க ஆற்றலின் இருப்பு உள்ளது, அது அதன் முந்தைய உயரத்திற்கு மீண்டும் உயரும். (ஆற்றலின் ஒரு பகுதி உராய்வு விசைக்கு எதிராகச் செலவழிக்கப்படுகிறது, எனவே வட்டு அதன் அசல் உயரத்தை அடையவில்லை.) மேலே எழுந்த பிறகு, வட்டு மீண்டும் கீழே விழுந்து மீண்டும் எழுகிறது. இந்த சோதனையில், வட்டு கீழ்நோக்கி நகரும் போது, ​​அதன் ஆற்றல் ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக மாறும், மேலும் அது மேலே நகரும் போது, ​​இயக்க ஆற்றல் சாத்தியமான ஆற்றலாக மாறும்.

இரண்டு மீள் உடல்கள் மோதும் போது ஆற்றல் ஒரு வகையிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாறுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, தரையில் ஒரு ரப்பர் பந்து அல்லது எஃகு தட்டில் ஒரு எஃகு பந்து.

எஃகு உருண்டையை (அரிசி) இரும்புத் தகடுக்கு மேலே தூக்கி உங்கள் கைகளிலிருந்து விடுவித்தால், அது விழும். பந்து விழும்போது, ​​அதன் ஆற்றல் ஆற்றல் குறைகிறது, மேலும் பந்தின் வேகம் அதிகரிக்கும்போது அதன் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. பந்து தட்டில் பட்டால், பந்து மற்றும் தட்டு இரண்டும் சுருக்கப்படும். பந்தில் இருந்த இயக்க ஆற்றல் சுருக்கப்பட்ட தட்டு மற்றும் சுருக்கப்பட்ட பந்தின் சாத்தியமான ஆற்றலாக மாறும். பின்னர், மீள் சக்திகளின் நடவடிக்கைக்கு நன்றி, தட்டு மற்றும் பந்து அவற்றின் அசல் வடிவத்தை எடுக்கும். பந்து ஸ்லாப்பில் இருந்து குதிக்கும், மேலும் அவற்றின் ஆற்றல் ஆற்றல் மீண்டும் பந்தின் இயக்க ஆற்றலாக மாறும்: பந்து ஸ்லாப்பைத் தாக்கும் நேரத்தில் இருந்த வேகத்திற்கு கிட்டத்தட்ட சமமான வேகத்தில் குதிக்கும். பந்து மேல்நோக்கி உயரும் போது, ​​பந்தின் வேகம் மற்றும் அதன் இயக்க ஆற்றல் குறைகிறது, அதே நேரத்தில் சாத்தியமான ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. ஸ்லாப்பில் இருந்து குதித்த பிறகு, பந்து விழத் தொடங்கிய அதே உயரத்திற்கு உயர்கிறது. எழுச்சியின் மேல் புள்ளியில், அதன் அனைத்து இயக்க ஆற்றலும் மீண்டும் சாத்தியமாக மாறும்.

இயற்கை நிகழ்வுகள் பொதுவாக ஒரு வகை ஆற்றலை மற்றொன்றாக மாற்றும்.

ஆற்றலை ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்ற முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, வில்வித்தையின் போது, ​​ஒரு வரையப்பட்ட வில்லின் ஆற்றல் ஆற்றல் பறக்கும் அம்புக்குறியின் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

இயக்க ஆற்றல் - ஒரு உடல் நிறை மற்றும் அதன் வேகத்தின் சதுரத்தின் பாதிப் பொருளுக்குச் சமமான அளவு உடல் அளவு.

ஒரு உடலின் இயக்க ஆற்றல் என்ன என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, ஒரு நிலையான விசையின் (F=const) செல்வாக்கின் கீழ் வெகுஜன m ஒரு உடல் ஒரே மாதிரியான முடுக்கத்துடன் (a=const) ஒரு நேர்கோட்டில் நகரும் நிகழ்வைக் கவனியுங்கள். இந்த உடலின் திசைவேக மாடுலஸ் v1 இலிருந்து v2 க்கு மாறும்போது உடலில் பயன்படுத்தப்படும் சக்தியால் செய்யப்படும் வேலையைத் தீர்மானிப்போம்.

நாம் அறிந்தபடி, ஒரு நிலையான சக்தியின் வேலை சூத்திரத்தால் கணக்கிடப்படுகிறது. நாம் பரிசீலிக்கும் வழக்கில், F விசையின் திசையும், இடப்பெயர்ச்சி sகளும் ஒத்துப்போவதால், அந்த சக்தியின் வேலை A = Fs க்கு சமம் என்பதை நாம் பெறுகிறோம். நியூட்டனின் இரண்டாவது விதியைப் பயன்படுத்தி, F=ma விசையைக் காண்கிறோம். நேர்கோட்டு சீரான முடுக்கப்பட்ட இயக்கத்திற்கு சூத்திரம் செல்லுபடியாகும்:

இந்த சூத்திரத்திலிருந்து நாம் உடலின் இயக்கத்தை வெளிப்படுத்துகிறோம்:

F மற்றும் S இன் காணப்படும் மதிப்புகளை வேலை சூத்திரத்தில் மாற்றுகிறோம், மேலும் நாங்கள் பெறுகிறோம்:

கடைசி சூத்திரத்திலிருந்து, இந்த உடலின் வேகம் மாறும்போது உடலில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சக்தியின் வேலை ஒரு குறிப்பிட்ட அளவின் இரண்டு மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டிற்கு சமம் என்பது தெளிவாகிறது. மேலும் இயந்திர வேலை என்பது ஆற்றல் மாற்றத்தின் அளவீடு ஆகும். இதன் விளைவாக, சூத்திரத்தின் வலது பக்கத்தில் கொடுக்கப்பட்ட உடலின் ஆற்றலின் இரண்டு மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு உள்ளது. இதன் பொருள் உடலின் இயக்கத்தால் ஏற்படும் ஆற்றலை அளவு குறிக்கிறது. இந்த ஆற்றல் இயக்க ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது WK என நியமிக்கப்பட்டுள்ளது.

நாம் பெறப்பட்ட வேலை சூத்திரத்தை எடுத்துக் கொண்டால், நாம் பெறுவோம்

உடலின் வேகம் மாறும்போது ஒரு சக்தி செய்யும் வேலை இந்த உடலின் இயக்க ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கு சமம்

மேலும் உள்ளது:

சாத்தியமான ஆற்றல்:

நாங்கள் பயன்படுத்திய சூத்திரத்தில்:

இயக்க ஆற்றல்

உடல் எடை

உடல் வேகம்

நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகம் நிலையான இயக்கத்தில் உள்ளது. எந்த உடலும் (பொருள்) செயல்படும் திறன் கொண்டது குறிப்பிட்ட வேலை, அது ஓய்வில் இருந்தாலும். ஆனால் எந்தவொரு செயல்முறையையும் முடிக்க அது தேவை கொஞ்சம் முயற்சி செய்தேன், சில நேரங்களில் குறிப்பிடத்தக்கது.

கிரேக்க மொழியிலிருந்து மொழிபெயர்க்கப்பட்ட இந்த வார்த்தையின் அர்த்தம் "செயல்பாடு", "வலிமை", "சக்தி". பூமியிலும் நமது கிரகத்திற்கு வெளியேயும் உள்ள அனைத்து செயல்முறைகளும் சுற்றியுள்ள பொருள்கள், உடல்கள், பொருள்கள் கொண்டிருக்கும் இந்த சக்திக்கு நன்றி.

பல்வேறு வகைகளில், இந்த சக்தியின் பல முக்கிய வகைகள் உள்ளன, அவை முதன்மையாக அவற்றின் ஆதாரங்களில் வேறுபடுகின்றன:

  • மெக்கானிக்கல் - செங்குத்து, கிடைமட்ட அல்லது பிற விமானத்தில் நகரும் உடல்களுக்கு இந்த வகை பொதுவானது;
  • வெப்ப - விளைவாக வெளியிடப்பட்டது ஒழுங்கற்ற மூலக்கூறுகள்பொருட்களில்;
  • - இந்த வகையின் ஆதாரம் கடத்திகள் மற்றும் குறைக்கடத்திகளில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம்;
  • ஒளி - அதன் கேரியர் ஒளியின் துகள்கள் - ஃபோட்டான்கள்;
  • அணு - கனமான தனிமங்களின் அணுக்களின் கருக்களின் தன்னிச்சையான சங்கிலிப் பிளவின் விளைவாக ஏற்படுகிறது.

இந்த கட்டுரை பொருள்களின் இயந்திர சக்தி என்ன, அது எதைக் கொண்டுள்ளது, அது எதைச் சார்ந்தது மற்றும் பல்வேறு செயல்முறைகளின் போது அது எவ்வாறு மாற்றப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி பேசும்.

இந்த வகைக்கு நன்றி, பொருள்கள் மற்றும் உடல்கள் இயக்கத்தில் அல்லது ஓய்வில் இருக்கலாம். அத்தகைய செயல்பாட்டின் சாத்தியம் முன்னிலையில் விளக்கினார்இரண்டு முக்கிய கூறுகள்:

  • இயக்கவியல் (Ek);
  • சாத்தியம் (Ep).

இது முழு அமைப்பின் ஒட்டுமொத்த எண் குறிகாட்டியை நிர்ணயிக்கும் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகை ஆகும். அவை ஒவ்வொன்றையும் கணக்கிட என்ன சூத்திரங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆற்றல் எவ்வாறு அளவிடப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி இப்போது பேசலாம்.

ஆற்றலை எவ்வாறு கணக்கிடுவது

இயக்க ஆற்றல் என்பது எந்தவொரு அமைப்பின் சிறப்பியல்பு ஆகும் இயக்கத்தில் உள்ளது. ஆனால் இயக்க ஆற்றலை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது?

இதைச் செய்வது எளிது, ஏனெனில் கணக்கீடு சூத்திரம்இயக்க ஆற்றல் மிகவும் எளிது:

குறிப்பிட்ட மதிப்பு இரண்டு முக்கிய அளவுருக்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: உடலின் இயக்கத்தின் வேகம் (V) மற்றும் அதன் நிறை (மீ). அதிக குணாதிசயங்கள், விவரிக்கப்பட்ட நிகழ்வின் முக்கியத்துவத்தை கணினி கொண்டுள்ளது.

ஆனால் பொருள் நகரவில்லை என்றால் (அதாவது v = 0), பின்னர் இயக்க ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும்.

சாத்தியமான ஆற்றல் இது சார்ந்து இருக்கும் பண்பு உடல்களின் நிலைகள் மற்றும் ஒருங்கிணைப்புகள்.

எந்தவொரு உடலும் ஈர்ப்பு மற்றும் மீள் சக்திகளுக்கு உட்பட்டது. ஒருவருக்கொருவர் பொருள்களின் இந்த தொடர்பு எல்லா இடங்களிலும் காணப்படுகிறது, எனவே உடல்கள் நிலையான இயக்கத்தில் உள்ளன மற்றும் அவற்றின் ஆயங்களை மாற்றுகின்றன.

பூமியின் மேற்பரப்பில் இருந்து ஒரு பொருள் எவ்வளவு உயரமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அதிகமாக அதன் நிறை, இதன் குறிகாட்டி அதிகமாக இருக்கும் என்பது நிறுவப்பட்டுள்ளது. அளவு அது உள்ளது.

எனவே, சாத்தியமான ஆற்றல் நிறை (m), உயரம் (h) சார்ந்தது. g இன் மதிப்பு ஈர்ப்பு முடுக்கம் ஆகும், இது 9.81 m/sec2 க்கு சமம். அதன் அளவு மதிப்பைக் கணக்கிடுவதற்கான செயல்பாடு இதுபோல் தெரிகிறது:

SI அமைப்பில் இந்த உடல் அளவின் அளவீட்டு அலகு ஜூல் (1 ஜே). 1 நியூட்டனின் விசையைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​ஒரு உடலை 1 மீட்டர் நகர்த்துவதற்கு இதுவே எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படுகிறது.

முக்கியமானது! 1889 இல் நடைபெற்ற எலக்ட்ரீஷியன்களுக்கான சர்வதேச காங்கிரஸில் அளவீட்டு அலகு என ஜூல் அங்கீகரிக்கப்பட்டது. இந்த நேரம் வரை, அளவீட்டு தரமானது பிரிட்டிஷ் வெப்ப அலகு BTU ஆகும், இது தற்போது வெப்ப நிறுவல்களின் சக்தியை தீர்மானிக்கப் பயன்படுகிறது.

பாதுகாப்பு மற்றும் மாற்றத்தின் அடிப்படைகள்

இயற்பியலின் அடிப்படைகளிலிருந்து, எந்தப் பொருளின் மொத்த விசையும், அது தங்கியிருக்கும் நேரம் மற்றும் இடத்தைப் பொருட்படுத்தாமல், அதன் நிலையான கூறுகள் (Ep) மற்றும் (Ek) மட்டுமே மாற்றமடைகிறது.

சாத்தியமான ஆற்றலை இயக்க ஆற்றலாக மாற்றுதல்மற்றும் நேர்மாறாகவும் சில நிபந்தனைகளின் கீழ் நிகழ்கிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பொருள் நகரவில்லை என்றால், அதன் இயக்க ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்;

மாறாக, ஒரு பொருளின் ஆற்றல் என்ன, எடுத்துக்காட்டாக, அது ஒரு மேற்பரப்பில் இருக்கும் போது (h=0)? நிச்சயமாக, இது பூஜ்ஜியமாகும், மேலும் உடலின் E ஆனது அதன் கூறு Ek ஐ மட்டுமே கொண்டிருக்கும்.

ஆனால் சாத்தியமான ஆற்றல் உந்து சக்தி. அமைப்பு சில உயரத்திற்கு உயர்ந்தவுடன், பின்னர் என்னஅதன் Ep உடனடியாக அதிகரிக்கத் தொடங்கும், மேலும் Ek அதற்கேற்ப அதே அளவு குறையும். இந்த முறை மேலே உள்ள சூத்திரங்களில் (1) மற்றும் (2) தெரியும்.

தெளிவுக்காக, ஒரு கல் அல்லது பந்து வீசப்பட்ட ஒரு உதாரணம் கொடுக்கலாம். விமானத்தின் போது, ​​அவை ஒவ்வொன்றும் ஒரு ஆற்றல் மற்றும் இயக்கவியல் கூறு இரண்டையும் கொண்டுள்ளது. ஒன்று அதிகரித்தால், மற்றொன்று அதே அளவு குறையும்.

எக் இயக்கக் கூறுகளின் இருப்பு மற்றும் வலிமை போதுமானதாக இருக்கும் வரை மட்டுமே பொருட்களின் மேல்நோக்கி பறக்கும். அது முடிந்தவுடன், வீழ்ச்சி தொடங்குகிறது.

ஆனால் பொருள்களின் ஆற்றல் மிக உயர்ந்த புள்ளியில் உள்ளது என்பதை யூகிப்பது கடினம் அல்ல. அது அதிகபட்சம்.

அவர்கள் விழும் போது, ​​எதிர் நடக்கிறது. தரையைத் தொடும் போது, ​​இயக்க ஆற்றலின் அளவு அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

இந்த சட்டத்தின் விளைவு சாதாரண வாழ்க்கையில் மட்டுமல்ல, அறிவியல் கோட்பாடுகளிலும் காணப்படுகிறது. அவற்றில் ஒன்றைப் பற்றி சுருக்கமாக.

ஒரு இலட்சிய வாயுவின் பல துகள்களுக்கு இடையில் எந்த தொடர்பும் இல்லை என்பதால், மூலக்கூறுகளின் விவரிக்கப்பட்ட நிகழ்வின் சாத்தியமான கூறு தொடர்ந்து பூஜ்யம். இதன் பொருள் இலட்சிய வாயு துகள்களின் முழு உள் விசையும் சராசரி இயக்க விசையாக வரையறுக்கப்படுகிறது மற்றும் மேலே உள்ள சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது (1).

கவனம்!இப்போதெல்லாம், மேசைகளில் நீங்கள் "ஊசல்" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு நினைவுப் பொருளைக் காணலாம். இந்த சாதனம் மாற்றும் செயல்முறையை முழுமையாக நிரூபிக்கிறது. வெளிப்புற பந்தானது பக்கவாட்டில் நகர்த்தப்பட்டு பின்னர் விடுவிக்கப்பட்டால், மோதலுக்குப் பிறகு அது அதன் ஆற்றல் கட்டணத்தை அடுத்த பந்திற்கும், அதை அடுத்த பந்திற்கும் மாற்றுகிறது.

இயற்பியலில் ஆற்றல் வகைகள்

இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல், சூத்திரங்கள்

முடிவுரை

விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக கேள்விக்கு ஒரு பதிலை அளித்துள்ளனர், எடுத்துக்காட்டாக, இயக்க ஆற்றலை எவ்வாறு கண்டுபிடிப்பது. ஏற்கனவே 19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில். ஆங்கில மெக்கானிக் வில்லியம் தாம்சன் தனது சோதனைகளில் "இயக்கவியல்" என்ற வரையறையைப் பயன்படுத்தினார். ஆனால் நவீன வாழ்க்கை ஒரு இனத்தை மற்றொரு இனமாக மாற்றுவது குறித்து ஆழமான ஆராய்ச்சியை மேற்கொள்ள வேண்டிய கட்டாயத்தில் உள்ளது.

பிணைப்பு ஆற்றல் வேதியியலில் ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும். இரண்டு வாயு அணுக்களுக்கு இடையே ஒரு கோவலன்ட் பிணைப்பை உடைக்க தேவையான ஆற்றலின் அளவை இது தீர்மானிக்கிறது. இந்த கருத்துஅயனி பிணைப்புகளுக்கு பொருந்தாது. இரண்டு அணுக்கள் ஒன்றிணைந்து ஒரு மூலக்கூறை உருவாக்கும் போது, ​​அவற்றுக்கிடையேயான பிணைப்பு எவ்வளவு வலுவானது என்பதை நீங்கள் தீர்மானிக்க முடியும் - இந்த பிணைப்பை உடைக்க செலவிட வேண்டிய ஆற்றலைக் கண்டறியவும். ஒரு அணுவுக்கு பிணைப்பு ஆற்றல் இல்லை என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள், இந்த ஆற்றல் ஒரு மூலக்கூறில் உள்ள இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையிலான பிணைப்பின் வலிமையைக் குறிக்கிறது. எந்தவொரு இரசாயன எதிர்வினைக்கும் பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிட, உடைந்த மொத்த பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானித்து, அதிலிருந்து உருவாகும் பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையைக் கழிக்கவும்.

படிகள்

பகுதி 1

உடைந்த மற்றும் உருவாக்கப்பட்ட இணைப்புகளை அடையாளம் காணவும்

    பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிட ஒரு சமன்பாட்டை எழுதுங்கள்.வரையறையின்படி, பிணைப்பு ஆற்றல் என்பது உடைந்த பிணைப்புகளின் கூட்டுத்தொகையைக் கழித்து உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகளின் கூட்டுத்தொகையாகும்: ΔH = ∑H (உடைந்த பிணைப்புகள்) - ∑H (உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகள்). ΔH என்பது பிணைப்பு என்டல்பி என்றும் அழைக்கப்படும் பிணைப்பு ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் குறிக்கிறது, மேலும் ∑H என்பது இரசாயன எதிர்வினை சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களிலும் பிணைப்பு ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையை ஒத்துள்ளது.

    இரசாயன சமன்பாட்டை எழுதுங்கள் மற்றும் தனிப்பட்ட உறுப்புகளுக்கு இடையிலான அனைத்து இணைப்புகளையும் குறிக்கவும்.ஒரு எதிர்வினை சமன்பாடு இரசாயன குறியீடுகள் மற்றும் எண்களின் வடிவத்தில் கொடுக்கப்பட்டால், அதை மீண்டும் எழுதுவது மற்றும் அணுக்களுக்கு இடையிலான அனைத்து பிணைப்புகளையும் குறிப்பிடுவது பயனுள்ளது. கொடுக்கப்பட்ட எதிர்வினையின் போது உடைந்த மற்றும் உருவாகும் பிணைப்புகளை எளிதாக கணக்கிட இந்த காட்சி குறியீடு உங்களை அனுமதிக்கும்.

    உடைந்த மற்றும் உருவான பிணைப்புகளை எண்ணுவதற்கான விதிகளை அறிக.பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், கணக்கீடுகள் சராசரி பிணைப்பு ஆற்றல்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. அதே பிணைப்பு குறிப்பிட்ட மூலக்கூறைப் பொறுத்து சற்று மாறுபட்ட ஆற்றல்களைக் கொண்டிருக்கலாம், எனவே சராசரி பிணைப்பு ஆற்றல்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. .

    • ஒற்றை, இரட்டை மற்றும் மூன்று இரசாயன பிணைப்புகளின் முறிவுகள் ஒரு உடைந்த பிணைப்பாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த பிணைப்புகள் வெவ்வேறு ஆற்றல்களைக் கொண்டிருந்தாலும், ஒவ்வொரு விஷயத்திலும் ஒரு பிணைப்பு உடைந்ததாகக் கருதப்படுகிறது.
    • ஒற்றை, இரட்டை அல்லது மூன்று பிணைப்பு உருவாக்கத்திற்கும் இது பொருந்தும். அத்தகைய ஒவ்வொரு வழக்கும் ஒரு புதிய இணைப்பின் உருவாக்கமாக கருதப்படுகிறது.
    • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், அனைத்து பிணைப்புகளும் ஒற்றை.
  1. சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் எந்த பிணைப்புகள் உடைக்கப்படுகின்றன என்பதைத் தீர்மானிக்கவும்.ஒரு இரசாயன சமன்பாட்டின் இடது பக்கம் எதிர்வினைகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் எதிர்வினையின் விளைவாக உடைந்த அனைத்து பிணைப்புகளையும் குறிக்கிறது. இது ஒரு எண்டோடெர்மிக் செயல்முறையாகும், அதாவது இரசாயன பிணைப்புகளை உடைக்க குறிப்பிட்ட ஆற்றல் செலவிடப்பட வேண்டும்.

    • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், எதிர்வினை சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் ஒன்று உள்ளது H-H இணைப்புமற்றும் ஒரு Br-Br பிணைப்பு.
  2. சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையை எண்ணுங்கள்.எதிர்வினை தயாரிப்புகள் வலதுபுறத்தில் குறிக்கப்படுகின்றன. சமன்பாட்டின் இந்த பகுதி வேதியியல் எதிர்வினையின் விளைவாக உருவாகும் அனைத்து பிணைப்புகளையும் குறிக்கிறது. இது ஒரு வெளிப்புற வெப்ப செயல்முறை மற்றும் ஆற்றலை வெளியிடுகிறது (பொதுவாக வெப்ப வடிவில்).

    • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் இரண்டு H-Br பிணைப்புகள் உள்ளன.

பகுதி 2

பிணைப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிடுங்கள்
  1. தேவையான பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளைக் கண்டறியவும்.பலவிதமான சேர்மங்களுக்கு பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளை வழங்கும் பல அட்டவணைகள் உள்ளன. இத்தகைய அட்டவணைகளை இணையத்தில் அல்லது வேதியியல் குறிப்பு புத்தகத்தில் காணலாம். வாயு நிலையில் உள்ள மூலக்கூறுகளுக்கு பிணைப்பு ஆற்றல்கள் எப்போதும் வழங்கப்படுகின்றன என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

    உடைந்த பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையால் பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளை பெருக்கவும்.பல எதிர்வினைகளில், ஒரு பிணைப்பு பல முறை உடைக்கப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மூலக்கூறு 4 ஹைட்ரஜன் அணுக்களைக் கொண்டிருந்தால், ஹைட்ரஜனின் பிணைப்பு ஆற்றலை 4 மடங்கு கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும், அதாவது 4 ஆல் பெருக்க வேண்டும்.

    • எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், ஒவ்வொரு மூலக்கூறுக்கும் ஒரு பிணைப்பு உள்ளது, எனவே பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகள் 1 ஆல் பெருக்கப்படுகின்றன.
    • H-H = 436 x 1 = 436 kJ/mol
    • Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ/mol
  2. உடைந்த பிணைப்புகளின் அனைத்து ஆற்றல்களையும் சேர்க்கவும்.சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் உள்ள பிணைப்புகளின் தொடர்புடைய எண்ணிக்கையால் பிணைப்பு ஆற்றல்களைப் பெருக்கினால், நீங்கள் மொத்தத்தைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டும்.

    • நமது உதாரணத்திற்கு உடைந்த பிணைப்புகளின் மொத்த ஆற்றலைக் கண்டுபிடிப்போம்: H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ/mol.
  3. பிணைப்பு ஆற்றல் மதிப்புகளை உருவாக்கப்பட்ட பிணைப்புகளின் எண்ணிக்கையால் பெருக்கவும்.சமன்பாட்டின் இடது பக்கத்தில் உள்ள உடைந்த பிணைப்புகளைப் போலவே, நீங்கள் சமன்பாட்டின் வலது பக்கத்தில் உள்ள பிணைப்பு ஆற்றல்களை எடுத்து, அந்த பிணைப்புகளின் தொடர்புடைய எண்ணிக்கையால் அவற்றைப் பெருக்க வேண்டும்.