உடலின் இயக்க ஆற்றல் மாறாமல் இருக்க முடியுமா? குவாண்ட்

முந்தைய பத்தியில் விவாதிக்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டில், மேல்நோக்கி வீசப்பட்ட உடலின் ஆற்றல் ஆற்றல் அதிகரிப்பு அதன் இயக்க ஆற்றல் குறைவதால் ஏற்படுகிறது; ஒரு உடல் வீழ்ச்சியடையும் போது, ​​ஆற்றல் ஆற்றல் குறைவதால் இயக்க ஆற்றல் அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது, இதனால் உடலின் மொத்த இயந்திர ஆற்றல் மாறாது. இதேபோல், ஒரு சுருக்கப்பட்ட நீரூற்று ஒரு உடலில் செயல்பட்டால், அது உடலுக்கு சில வேகத்தை, அதாவது இயக்க ஆற்றலை வழங்க முடியும், ஆனால் அதே நேரத்தில் வசந்தம் நேராகிவிடும், மேலும் அதன் சாத்தியமான ஆற்றல்அதற்கேற்ப குறையும்; ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகை மாறாமல் இருக்கும். வசந்த காலத்துடன் கூடுதலாக, புவியீர்ப்பு விசை உடலில் செயல்பட்டால், ஒவ்வொரு வகை ஆற்றலும் உடல் நகரும் போது மாறும் என்றாலும், புவியீர்ப்பு திறன் ஆற்றல், வசந்தத்தின் ஆற்றல் மற்றும் இயக்கவியல் ஆகியவற்றின் கூட்டுத்தொகை உடலின் ஆற்றல் மீண்டும் நிலையானதாக இருக்கும்.

ஆற்றல் ஒரு வகையிலிருந்து மற்றொரு வகைக்கு நகரலாம், ஒரு உடலிலிருந்து மற்றொரு உடலுக்கு நகரலாம், ஆனால் இயந்திர ஆற்றலின் மொத்த வழங்கல் மாறாமல் உள்ளது. சோதனைகள் மற்றும் கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் உராய்வு சக்திகள் இல்லாத நிலையில் மற்றும் நெகிழ்ச்சி மற்றும் ஈர்ப்பு விசைகளின் செல்வாக்கின் கீழ், மொத்த ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல்உடல் அல்லது உடல் அமைப்பு எல்லா நிகழ்வுகளிலும் மாறாமல் இருக்கும். இது இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாப்பதற்கான விதி.

அரிசி. 168. எஃகு தகட்டில் இருந்து பிரதிபலித்ததும், எஃகு பந்து வீசப்பட்ட அதே உயரத்திற்கு மீண்டும் தாவுகிறது.

மூலம் ஆற்றல் சேமிப்பு விதியை விளக்குவோம் அடுத்த அனுபவம். ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்தில் இருந்து எஃகு அல்லது கண்ணாடித் தகட்டின் மீது விழுந்த எஃகுப் பந்து, அது எந்த உயரத்திலிருந்து விழுந்ததோ அதே உயரத்திற்குத் தாவுகிறது (படம் 168). பந்தின் இயக்கத்தின் போது, ​​பல ஆற்றல் மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. விழும் போது, ​​சாத்தியமான ஆற்றல் பந்தின் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. பந்து தட்டைத் தொடும்போது, ​​​​அது மற்றும் தட்டு இரண்டும் சிதைக்கத் தொடங்குகின்றன. இயக்க ஆற்றல் பந்து மற்றும் தட்டின் மீள் சிதைவின் சாத்தியமான ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது, மேலும் அதன் அனைத்து இயக்க ஆற்றலும் மீள் சிதைவின் சாத்தியமான ஆற்றலாக மாற்றப்படும் வரை இந்த செயல்முறை தொடர்கிறது. பின்னர், சிதைந்த தட்டின் மீள் சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ், பந்து மேல்நோக்கி வேகத்தைப் பெறுகிறது: தட்டு மற்றும் பந்தின் மீள் சிதைவின் ஆற்றல் பந்தின் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. மேலும் மேல்நோக்கி இயக்கத்துடன், ஈர்ப்பு விசையின் செல்வாக்கின் கீழ் பந்தின் வேகம் குறைகிறது, மேலும் இயக்க ஆற்றல் ஈர்ப்பு ஆற்றல் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. அதன் மிக உயர்ந்த இடத்தில், பந்து மீண்டும் ஈர்ப்பு ஆற்றல் மட்டுமே உள்ளது.

பந்து எந்த உயரத்தில் இருந்து விழ ஆரம்பித்ததோ அதே உயரத்திற்கு உயர்ந்துள்ளது என்று நாம் கருதலாம் என்பதால், விவரிக்கப்பட்ட செயல்முறையின் தொடக்கத்திலும் முடிவிலும் பந்தின் சாத்தியமான ஆற்றல் ஒன்றுதான். மேலும், எந்த நேரத்திலும், அனைத்து ஆற்றல் மாற்றங்களுக்கும், புவியீர்ப்பு திறன் ஆற்றல், மீள் சிதைவு மற்றும் இயக்க ஆற்றல் ஆகியவற்றின் சாத்தியமான ஆற்றல் எல்லா நேரத்திலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். ஈர்ப்பு விசையினால் ஏற்படும் ஆற்றலை இயக்க ஆற்றலாக மாற்றும் செயல்முறைக்கு, பந்து விழுந்து எழும்பும்போது, ​​இது ஒரு எளிய கணக்கீடு மூலம் § 101 இல் காட்டப்பட்டது. இயக்க ஆற்றலை மீள் சிதைவின் சாத்தியமான ஆற்றலாக மாற்றும் போது ஒருவர் நம்பலாம். தட்டு மற்றும் பந்து பின்னர் இந்த ஆற்றலை மறுபரிசீலனை பந்தின் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றும் போது, ​​ஈர்ப்பு ஆற்றல் திறன், மீள் சிதைவின் ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல் ஆகியவை மாறாமல் இருக்கும், அதாவது பாதுகாப்பு விதி இயந்திர ஆற்றல் திருப்தி அடைகிறது.

ஒரு எளிய இயந்திரத்தில் வேலைப் பாதுகாப்புச் சட்டம் ஏன் மீறப்பட்டது என்பதை இப்போது நாம் விளக்கலாம், இது வேலை பரிமாற்றத்தின் போது சிதைக்கப்பட்டது (§ 95): உண்மை என்னவென்றால், இயந்திரத்தின் ஒரு முனையில் செலவழிக்கப்பட்ட வேலை ஓரளவு அல்லது முழுமையாக செலவிடப்பட்டது. எளிமையான இயந்திரத்தின் சிதைவு (நெம்புகோல், கயிறு போன்றவை), அதில் சில சாத்தியமான சிதைவு ஆற்றலை உருவாக்குகிறது, மேலும் மீதமுள்ள வேலை மட்டுமே இயந்திரத்தின் மறுமுனைக்கு மாற்றப்பட்டது. மொத்தத்தில், மாற்றப்பட்ட வேலை சிதைவு ஆற்றலுடன் சேர்ந்து செலவழிக்கப்பட்ட வேலைக்கு சமமாக மாறும். நெம்புகோலின் முழுமையான விறைப்புத்தன்மை, கயிற்றின் விரிவாக்கமின்மை போன்றவற்றில், ஒரு எளிய இயந்திரம் தன்னுள் ஆற்றலைக் குவிக்க முடியாது, மேலும் ஒரு முனையில் செய்யப்படும் அனைத்து வேலைகளும் முற்றிலும் மறுமுனைக்கு மாற்றப்படும்.

இரண்டு பாதுகாப்புச் சட்டங்களைப் பயன்படுத்தி: உந்தத்தைப் பாதுகாக்கும் சட்டம் மற்றும் ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி, சிறந்த மீள் பந்துகளின் மோதலின் சிக்கலைத் தீர்க்க முடியும், அதாவது, மோதிய பிறகு, ஒருவருக்கொருவர் குதித்து, பாதுகாக்கும் பந்துகள். மொத்த இயக்க ஆற்றல்.

இரண்டு பந்துகள் ஒரே நேர்கோட்டில் (மையங்களின் கோட்டில்) நகரட்டும். தொடர்பு சக்திகளுக்கு கூடுதலாக, பந்துகள் வேறு எந்த உடல்களிலிருந்தும் எந்த சக்திகளாலும் பாதிக்கப்படுவதில்லை என்று வைத்துக்கொள்வோம். மோதலுக்குப் பிறகு (பந்துகள் ஒன்றையொன்று நோக்கி நகர்ந்தால் அல்லது அவற்றில் ஒன்று இரண்டாவதாகப் பிடித்தால் ஒரு மோதல் ஏற்படும்), அவை ஒரே நேர்கோட்டில் நகரும், ஆனால் மாற்றப்பட்ட வேகத்துடன். மோதலுக்கு முன் பந்துகளின் நிறை மற்றும் அவற்றின் வேகம் நமக்குத் தெரியும் என்று வைத்துக்கொள்வோம். மோதலுக்குப் பிறகு அவற்றின் வேகத்தைக் கண்டறிய வேண்டும்.

உத்வேகத்தைப் பாதுகாக்கும் விதியின்படி, எந்த சக்தியும் பந்துகளில் அவற்றின் தொடர்புகளின் சக்திகளைத் தவிர வேறு எதுவும் செயல்படாததால், மொத்த உந்தம் பாதுகாக்கப்பட வேண்டும், அதாவது மோதலுக்கு முன் உள்ள உந்துவிசை பின் உந்துவிசைக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும். மோதல்:

திசைவேகங்கள் மற்றும் மையங்களின் வரிசையில் (அதே அல்லது எதிர் திசைகளில்) இயக்கப்படுகின்றன. சமச்சீர் கருத்தில் இருந்து, திசைவேகங்களும் மையங்களின் வரிசையில் இயக்கப்படும். இந்த வரியை அச்சாக எடுத்து, சமன்பாட்டில் (102.1) சேர்க்கப்பட்டுள்ள வெக்டார்களை இந்த அச்சில் ப்ரொஜெக்ட் செய்யலாம். இதன் விளைவாக, நாம் சமன்பாட்டைப் பெறுகிறோம்

(வி இந்த வழக்கில்முதலியன).

சமன்பாடுகளிலிருந்து (102.2) மற்றும் (102.3) அறியப்படாத அளவுகள் மற்றும் . இதைச் செய்ய, இந்த சமன்பாடுகளை வடிவத்தில் மீண்டும் எழுதுகிறோம்

இரண்டாவது சமன்பாடு காலத்தை முதல் காலத்தால் வகுத்தால், நாம் பெறுகிறோம்

. (102.4)

(102.4) ஐப் பெருக்கி (102.2) இலிருந்து கழித்தால், நாம் உறவை அடைகிறோம்.

. (102.5)

அதே வழியில், (102.4) ஐப் பெருக்கி (102.2) உடன் கூட்டினால், நாம் கண்டுபிடிக்கலாம்.

எடுத்துக்காட்டாக, முதல் பந்து அச்சின் திசையில் நகர்ந்து, இரண்டாவது அதை நோக்கி நகர்ந்தால், அது திசைவேகத்தின் மாடுலஸுக்கு சமம், அதாவது, மைனஸ் அடையாளத்துடன் எடுக்கப்பட்ட வேகத்தின் மாடுலஸுக்கு சமம். அதாவது இந்த மதிப்புகளை சூத்திரங்களாக (102.5) மற்றும் (102.6) மாற்றினால், நாங்கள் பெறுகிறோம்

ஒரு பந்தின் நிறை மற்றொன்றின் வெகுஜனத்தை விட மிக அதிகமாக இருந்தால், எடுத்துக்காட்டாக . ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், சூத்திரத்தின் (102.5) வகுத்தல் மற்றும் எண் ஆகியவற்றில் உள்ள சொற்கள் புறக்கணிக்கப்படலாம். கூடுதலாக, பாரிய பந்து ஓய்வில் இருந்தால், நாம் பெறுவோம், அதாவது பந்து ஒரு நிலையான சுவரில் இருந்து மீண்டு வருவது போல். உண்மையில், (102.5) இலிருந்து பார்க்க முடியும், பெரிய பந்து தோராயமாக சமமான குறைந்த வேகத்தைப் பெறும் .

இயந்திர ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம்

மூடிய அமைப்பில் இருந்தால்சக்திகள், உராய்வு மற்றும் எதிர்ப்பு செயல்படாது , பின்னர் அமைப்பின் அனைத்து உடல்களின் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகை மாறாமல் இருக்கும்.

உருவாக்கும் உடல்கள் என்றால் மூடிய இயந்திர அமைப்பு, ஈர்ப்பு மற்றும் நெகிழ்ச்சி சக்திகள் மூலம் மட்டுமே ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்கின்றன, பின்னர் இந்த சக்திகளின் வேலை உடல்களின் சாத்தியமான ஆற்றலின் மாற்றத்திற்கு சமம், எதிர் அடையாளத்துடன் எடுக்கப்பட்டது:

எனவே

ஒரு மூடிய அமைப்பை உருவாக்கும் மற்றும் ஈர்ப்பு மற்றும் மீள் சக்திகள் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ளும் உடல்களின் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகை மாறாமல் உள்ளது.

இந்த அறிக்கை வெளிப்படுத்துகிறது இயந்திர செயல்முறைகளில் ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம் . இது நியூட்டனின் விதிகளின் விளைவு. தொகை ஈ=ஈ கே +ஈ பஅழைக்கப்பட்டது மொத்த இயந்திர ஆற்றல் . ஒரு மூடிய அமைப்பில் உள்ள உடல்கள் பழமைவாத சக்திகளால் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ளும்போது மட்டுமே இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாப்பதற்கான சட்டம் திருப்தி அடைகிறது, அதாவது, சாத்தியமான ஆற்றல் என்ற கருத்தை அறிமுகப்படுத்தக்கூடிய சக்திகள்.

எந்தவொரு உடல் தொடர்புகளின் போதும், ஆற்றல் தோன்றாது அல்லது மறைந்துவிடாது, ஆனால் ஒரு வடிவத்திலிருந்து மற்றொரு வடிவத்திற்கு மட்டுமே மாறுகிறது.

பி. உராய்வு கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது

ஒரு ஸ்லாப்பில் (§ 102) துள்ளும் பந்தின் இயக்கத்தை உன்னிப்பாகப் பார்த்தால், ஒவ்வொரு அடிக்கும் பிறகு பந்து முன்பை விட சற்றே குறைந்த உயரத்திற்கு உயர்வதை நீங்கள் காணலாம் (படம் 170), அதாவது. அதாவது, மொத்த ஆற்றல் சரியாக நிலையாக இருக்காது, ஆனால் படிப்படியாக குறைகிறது; அதாவது, நாம் உருவாக்கிய வடிவத்தில் ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி இந்த விஷயத்தில் தோராயமாக மட்டுமே கவனிக்கப்படுகிறது. காரணம், இந்த சோதனையில் உராய்வு சக்திகள் எழுகின்றன: பந்து நகரும் காற்றின் எதிர்ப்பு, மற்றும் பந்தின் பொருள் மற்றும் தட்டின் உள் உராய்வு. பொதுவாக, உராய்வு முன்னிலையில், இயந்திர ஆற்றலின் பாதுகாப்பு விதி எப்போதும் மீறப்படுகிறது மற்றும் உடல்களின் ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகை குறைகிறது. இந்த ஆற்றல் இழப்பு காரணமாக, உராய்வு சக்திகளுக்கு எதிராக வேலை செய்யப்படுகிறது 1).

ஸ்லாப்பில் இருந்து பல பிரதிபலிப்புகளுக்குப் பிறகு பந்தின் ரீபவுண்டின் உயரத்தைக் குறைத்தல்.

உதாரணமாக, ஒரு உடல் ஒரு பெரிய உயரத்திலிருந்து விழும்போது, ​​உடலின் வேகம், நடுத்தரத்தின் அதிகரிக்கும் எதிர்ப்பு சக்திகளின் செயல்பாட்டின் காரணமாக, விரைவில் நிலையானதாக மாறும் (§ 68); உடலின் இயக்க ஆற்றல் மாறுவதை நிறுத்துகிறது, ஆனால் தரையில் மேலே உயரும் ஆற்றல் குறைகிறது. உடலின் சாத்தியமான ஆற்றல் காரணமாக காற்று எதிர்ப்பின் சக்திக்கு எதிரான வேலை புவியீர்ப்பு மூலம் செய்யப்படுகிறது. சில இயக்க ஆற்றல் சுற்றியுள்ள காற்றில் செலுத்தப்பட்டாலும், அது உடலின் ஆற்றல் ஆற்றல் குறைவதை விட குறைவாக உள்ளது, எனவே, மொத்த இயந்திர ஆற்றல் குறைகிறது.

உராய்வு சக்திகளுக்கு எதிரான வேலை இயக்க ஆற்றல் காரணமாகவும் செய்யப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு படகு நகரும் போது, ​​அது ஒரு குளத்தின் கரையில் இருந்து தள்ளி, படகின் சாத்தியமான ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும், ஆனால் நீரின் எதிர்ப்பின் காரணமாக, படகின் வேகம், அதாவது அதன் இயக்க ஆற்றல் குறைகிறது. , மற்றும் இந்த வழக்கில் காணப்பட்ட நீரின் இயக்க ஆற்றலின் அதிகரிப்பு இயக்க ஆற்றல் படகு ஆற்றலின் குறைவை விட குறைவாக உள்ளது.

திட உடல்களுக்கு இடையிலான உராய்வு சக்திகள் இதேபோல் செயல்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சாய்ந்த விமானத்தின் கீழே சறுக்கும் சுமையால் பெறப்படும் வேகம், எனவே அதன் இயக்க ஆற்றல், உராய்வு இல்லாத போது பெறுவதை விட குறைவாக உள்ளது. விமானத்தின் சாய்வின் கோணத்தை நீங்கள் தேர்வு செய்யலாம், இதனால் சுமை சமமாக சரியும். அதே நேரத்தில், அதன் சாத்தியமான ஆற்றல் குறையும், ஆனால் அதன் இயக்க ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும், மேலும் உராய்வு சக்திகளுக்கு எதிரான வேலை சாத்தியமான ஆற்றல் காரணமாக செய்யப்படும்.

இயற்கையில், அனைத்து இயக்கங்களும் (முழுமையான வெறுமையில் உள்ள இயக்கங்களைத் தவிர, எடுத்துக்காட்டாக வான உடல்களின் இயக்கங்கள்) உராய்வுடன் சேர்ந்துள்ளன. எனவே, இத்தகைய இயக்கங்களின் போது, ​​இயந்திர ஆற்றலின் பாதுகாப்பு சட்டம் மீறப்படுகிறது, மேலும் இந்த மீறல் எப்போதும் ஒரு திசையில் நிகழ்கிறது - மொத்த ஆற்றலின் குறைவை நோக்கி.

"பொதுவாக, உராய்வு முன்னிலையில் 1. இயந்திர ஆற்றலின் பாதுகாப்பு விதி எப்போதும் மீறப்படுகிறது மற்றும் 2. உடல்களின் ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகை குறைகிறது." இரண்டாவது உண்மை. முதலாவது அப்பட்டமான பொய்! சட்டம் மீறப்படவில்லை. துரா லெக்ஸ் செட் லெக்ஸ்.

ஆற்றல் என்பது ஒரு அளவுகோல் அளவு. ஆற்றலின் SI அலகு ஜூல் ஆகும்.

இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல்

ஆற்றல் இரண்டு வகைகள் உள்ளன - இயக்கவியல் மற்றும் ஆற்றல்.

வரையறை

இயக்க ஆற்றல்- இது அதன் இயக்கத்தின் காரணமாக ஒரு உடல் கொண்டிருக்கும் ஆற்றல்:

வரையறை

சாத்தியமான ஆற்றல்உடல்களின் உறவினர் நிலை மற்றும் இந்த உடல்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு சக்திகளின் தன்மை ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படும் ஆற்றல்.

பூமியின் ஈர்ப்பு புலத்தில் உள்ள ஆற்றல் என்பது பூமியுடனான உடலின் ஈர்ப்பு தொடர்பு காரணமாக ஏற்படும் ஆற்றல் ஆகும். இது பூமியுடன் தொடர்புடைய உடலின் நிலையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் கொடுக்கப்பட்ட நிலையில் இருந்து பூஜ்ஜிய நிலைக்கு உடலை நகர்த்தும் வேலைக்கு சமம்:

சாத்தியமான ஆற்றல் என்பது உடலின் பாகங்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்வதால் ஏற்படும் ஆற்றல் ஆகும். இது அளவு மூலம் சிதைக்கப்படாத நீரூற்றின் பதற்றத்தில் (அமுக்கம்) வெளிப்புற சக்திகளின் வேலைக்கு சமம்:

ஒரு உடல் ஒரே நேரத்தில் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல் இரண்டையும் கொண்டிருக்க முடியும்.

உடல் அல்லது உடல் அமைப்புகளின் மொத்த இயந்திர ஆற்றல் உடலின் இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம் (உடல்களின் அமைப்பு):

ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம்

உடல்களின் மூடிய அமைப்புக்கு, ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம் செல்லுபடியாகும்:

ஒரு உடல் (அல்லது உடல் அமைப்பு) வெளிப்புற சக்திகளால் செயல்படும் போது, ​​எடுத்துக்காட்டாக, இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாக்கும் சட்டம் திருப்தி அடையவில்லை. இந்த வழக்கில், உடலின் மொத்த இயந்திர ஆற்றலின் மாற்றம் (உடல்களின் அமைப்பு) வெளிப்புற சக்திகளுக்கு சமம்:

ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம் இடையே ஒரு அளவு உறவை நிறுவ அனுமதிக்கிறது பல்வேறு வடிவங்கள்பொருளின் இயக்கம். அது போலவே, இது அனைத்து இயற்கை நிகழ்வுகளுக்கும் மட்டும் செல்லுபடியாகும். எரிசக்தி பாதுகாப்பு விதி இயற்கையில் உள்ள ஆற்றலை அழிக்க முடியாது என்று கூறுகிறது.

அதன் மிகவும் பொதுவான வடிவத்தில், ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டத்தை பின்வருமாறு உருவாக்கலாம்:

• இயற்கையில் உள்ள ஆற்றல் மறைந்துவிடாது, மீண்டும் உருவாக்கப்படுவதில்லை, ஆனால் ஒரு வகையிலிருந்து மற்றொரு வகைக்கு மட்டுமே மாறுகிறது.

சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

எடுத்துக்காட்டு 1

எடுத்துக்காட்டு 2

பாதுகாப்புச் சட்டங்களை நீங்கள் நன்கு அறிந்திருக்கிறீர்களா? // குவாண்டம். - 1987. - எண் 5. - பி. 32-33.

"Kvant" இதழின் ஆசிரியர் குழு மற்றும் ஆசிரியர்களுடனான சிறப்பு ஒப்பந்தத்தின் மூலம்

ஒன்றுமில்லாதவற்றிலிருந்து பொருட்களை உருவாக்க முடியாது அல்லது,
ஒருமுறை எழுந்தால், அது மீண்டும் ஒன்றும் ஆகாது...
லுக்ரேடியஸ் கார். "விஷயங்களின் இயல்பு"

இயற்பியலின் வளர்ச்சியானது பலவிதமான பாதுகாப்புச் சட்டங்களை நிறுவுவதோடு சேர்ந்தது, தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புகளில் சில அளவுகள் தோன்றவோ அல்லது மறைந்துவிடவோ முடியாது என்று வலியுறுத்துகிறது. காலத்தின் மூடுபனியில் இத்தகைய சட்டங்கள் உள்ளன என்ற கருத்து எழுந்தது: கல்வெட்டில் கொடுக்கப்பட்ட லுக்ரேடியஸின் கூற்று பண்டைய கருத்துக்களை பிரதிபலிக்கிறது. இன்று இயற்பியலாளர்கள் இதுபோன்ற பல விதிகளை அறிந்திருக்கிறார்கள், அவற்றில் சில உங்களுக்கு நன்கு தெரிந்தவை - இவை உந்தம், ஆற்றல் மற்றும் கட்டணம் ஆகியவற்றின் பாதுகாப்பு விதிகள். இயற்பியலின் மேலும் ஆய்வு, விந்தை, சமத்துவம் மற்றும் வசீகரம் போன்ற சில அசாதாரண பாதுகாப்பு விதிகள் இருப்பதை வெளிப்படுத்தும். ஆனால் முதலில், நீங்கள் நன்கு தெரிந்து கொள்ள வேண்டியவர்களுடன் வேலை செய்வோம்.

கேள்விகள் மற்றும் பணிகள்

1. உடலில் எந்த சக்தியும் செயல்படவில்லை என்றால் உடலின் இயக்க ஆற்றல் மாறுமா?
2. உடலில் செலுத்தப்படும் சக்திகளின் விளைவு பூஜ்ஜியத்திலிருந்து வேறுபட்டால், உடலின் இயக்க ஆற்றல் மாறாமல் இருக்க முடியுமா?
3. பரிமாற்றம் போது மின் கட்டணம்மின்சார புலத்தின் ஒரு புள்ளியில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு ஆற்றலில் மாற்றம் ஏற்படவில்லையா?
4. ஒளிமின்னழுத்த விளைவின் போது ஒரு பொருளின் மீது ஏற்படும் ஒளியின் ஆற்றலால் என்ன வகையான ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது?
5. கப்பலுடன் இணைக்கப்படாத விண்வெளி வீரர் எப்படி கப்பலுக்குத் திரும்ப முடியும்?
6. நன்கு மையப்படுத்தப்பட்ட ஃப்ளைவீலின் மொத்த உந்துதல் அதன் சுழற்சி வேகத்தைப் பொறுத்தது?
7. உராய்வு இல்லாமல் கிடைமட்ட அச்சில் சுழலக்கூடிய ஒரு பெரிய ஒரே மாதிரியான சிலிண்டர், வேகத்தில் கிடைமட்டமாக பறக்கும் தோட்டாவால் தாக்கப்படுகிறது. υ , மற்றும் சிலிண்டரை அடித்த பிறகு அது வண்டியின் மீது விழுகிறது. புல்லட் தாக்கிய பிறகு வண்டியின் வேகம், சிலிண்டரின் எந்தப் பகுதியைத் தாக்குகிறது என்பதைப் பொறுத்து அமையுமா?

   

8. ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடுவதன் மூலம், ஒரு வாயு அணு அதன் வேகத்தை மாற்றுகிறது. ஏன் இந்த மாற்றம் தவிர்க்க முடியாதது?
9. ஒரு எலக்ட்ரான் மற்றும் ஒரு பாசிட்ரான் அழிக்கப்படும் செயல்பாட்டில், ஒரு காமா குவாண்டம் ஒருபோதும் உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை. இந்த உண்மையில் எந்த பாதுகாப்பு சட்டம் வெளிப்படுகிறது?
10. எக்ஸ்-கதிர்களின் செல்வாக்கின் கீழ் உலோகத் தகடு சார்ஜ் ஆனது. குற்றச்சாட்டின் அடையாளம் என்ன?
11. ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு பாசிட்ரானுடன் அழிக்கும்போது, ​​காமா குவாண்டா உருவாகிறது; இருப்பினும், இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் அல்லது இரண்டு பாசிட்ரான்கள் சந்திக்கும் போது இது நடக்காது. இங்கே என்ன பாதுகாப்பு சட்டம் விளையாடுகிறது?

நுண்ணிய அனுபவம்

ஆரம்பத்தில் அசையாத படகின் முனையிலிருந்து அதன் வில் வரை நடக்கவும். படகு ஏன் எதிர் திசையில் நகரும்?

சுவாரஸ்யமாக இருக்கிறது...

பெரும்பாலும், சில பாதுகாப்புச் சட்டங்கள் குறிப்பிட்ட அளவிலான நிகழ்வுகளை விவரிக்கும் போது மட்டுமே செல்லுபடியாகும். எனவே, வேதியியல் எதிர்வினைகளைப் படிக்கும்போது, ​​​​நிறை பாதுகாக்கப்படுகிறது என்று நாம் கருதலாம், ஆனால் அணுசக்தி எதிர்வினைகளில் அத்தகைய சட்டத்தின் பயன்பாடு தவறானது, எடுத்துக்காட்டாக, யுரேனியத்தின் இறுதி பிளவு பொருட்களின் நிறை ஆரம்பத்தின் வெகுஜனத்தை விட குறைவாக உள்ளது. யுரேனியத்தின் அளவு.

சார்ஜ் பாதுகாப்பு விதி இயற்கையின் முற்றிலும் துல்லியமான விதியாக இல்லாவிட்டால், எலக்ட்ரான் சிதைந்துவிடும், எடுத்துக்காட்டாக, நியூட்ரினோ மற்றும் ஃபோட்டானாக. எவ்வாறாயினும், அத்தகைய சிதைவுகளுக்கான தேடல் வெற்றிபெறவில்லை மற்றும் எலக்ட்ரானின் ஆயுட்காலம் குறைந்தது 10 21 ஆண்டுகள் என்பதைக் காட்டுகிறது. (பிரபஞ்சத்தின் வயது இன்று 10 10 ஆண்டுகள் என விஞ்ஞானிகளால் மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.)

மின்னழுத்தத்தில் ஏற்பட்ட மாற்றத்தின் விளைவாக ஒரு காந்தப்புலத்தின் சாத்தியமான தோற்றம் பற்றிய யோசனையை ஜே. மேக்ஸ்வெல்லுக்குப் பரிந்துரைத்தது சார்ஜ் பாதுகாப்பு விதி. இந்த யோசனையின் வளர்ச்சியானது விண்வெளியில் பரவும் குறிப்பிட்ட கால மின்காந்த செயல்முறைகளை கணிக்க மேக்ஸ்வெல்லை வழிநடத்தியது. பரப்புதலின் கணக்கிடப்பட்ட வேகம், முன்பு அளவிடப்பட்ட ஒளியின் வேகத்திற்குச் சமமாக இருந்தது.

8 ஆம் வகுப்பு இயற்பியல் பாடத்தில் இருந்து, ஒரு உடல் அல்லது உடல் அமைப்புகளின் ஆற்றல் (mgh) மற்றும் இயக்கவியல் (mv 2/2) ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகை மொத்த இயந்திர (அல்லது இயந்திர) ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாப்பதற்கான விதியும் உங்களுக்குத் தெரியும்:

• அமைப்பின் உடல்களுக்கு இடையில் ஈர்ப்பு மற்றும் மீள் சக்திகள் மட்டுமே செயல்பட்டால் மற்றும் உராய்வு சக்திகள் இல்லை என்றால், உடல்களின் மூடிய அமைப்பின் இயந்திர ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும்.

ஒரு அமைப்பின் ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல் மாறலாம், ஒன்றுக்கொன்று மாறலாம். ஒரு வகையின் ஆற்றல் குறையும் போது, ​​மற்றொரு வகையின் ஆற்றல் அதே அளவு அதிகரிக்கிறது, இதன் காரணமாக அவற்றின் கூட்டுத்தொகை மாறாமல் இருக்கும்.

ஒரு தத்துவார்த்த முடிவுடன் ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டத்தின் செல்லுபடியை உறுதி செய்வோம். இதைச் செய்ய, பின்வரும் உதாரணத்தைக் கவனியுங்கள். மீ நிறை கொண்ட ஒரு சிறிய எஃகு பந்து ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்தில் இருந்து சுதந்திரமாக தரையில் விழுகிறது. உயரத்தில் h 1 (படம் 51), பந்து வேகம் v 1, மற்றும் உயரம் h 2 ஆகக் குறையும் போது அதன் வேகம் மதிப்பு v 2 ஆக அதிகரிக்கிறது.

அரிசி. 51. ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்தில் இருந்து தரையில் ஒரு பந்து இலவச வீழ்ச்சி

பந்தின் மீது செயல்படும் புவியீர்ப்பு வேலை, பூமியுடனான பந்தின் ஈர்ப்பு தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றல் குறைவதன் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படலாம் (E p), மற்றும் பந்தின் இயக்க ஆற்றலின் அதிகரிப்பு (E k):

சமன்பாடுகளின் இடது பக்கங்கள் சமமாக இருப்பதால், அவற்றின் வலது பக்கங்களும் சமம்:

இந்த சமன்பாட்டிலிருந்து, பந்து நகரும் போது, ​​அதன் ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல் மாறியது. அதே நேரத்தில், சாத்தியமான ஆற்றல் குறைந்து அதே அளவு இயக்க ஆற்றல் அதிகரித்தது.

கடைசி சமன்பாட்டில் உள்ள விதிமுறைகளை மறுசீரமைத்த பிறகு, நாம் பெறுகிறோம்:

இந்த வடிவத்தில் எழுதப்பட்ட சமன்பாடு பந்தின் மொத்த இயந்திர ஆற்றல் நகரும் போது மாறாமல் இருப்பதைக் குறிக்கிறது.

இதை இப்படியும் எழுதலாம்:

E p1 + E k1 = E p2 + E k2. (2)

சமன்பாடுகள் (1) மற்றும் (2) இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தின் கணிதப் பிரதிநிதித்துவத்தைக் குறிக்கின்றன.

எனவே, ஒரு உடலின் மொத்த இயந்திர ஆற்றல் (இன்னும் துல்லியமாக, உடல்களின் மூடிய அமைப்பு - பந்து - பூமி) பாதுகாக்கப்படுகிறது என்பதை கோட்பாட்டளவில் நிரூபித்துள்ளோம், அதாவது, அது காலப்போக்கில் மாறாது.

சிக்கல்களைத் தீர்க்க இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதைக் கருத்தில் கொள்வோம்.

எடுத்துக்காட்டு 1. 200 கிராம் எடையுள்ள ஒரு ஆப்பிள் 3 மீ உயரத்தில் இருந்து விழுகிறது, அது தரையில் இருந்து 1 மீ உயரத்தில் என்ன இயக்க ஆற்றல் கொண்டிருக்கும்?

எடுத்துக்காட்டு 2. பந்து h 1 = 1.8 m உயரத்திலிருந்து v 1 = 8 m/s வேகத்தில் கீழே வீசப்படுகிறது. தரையில் அடித்த பிறகு பந்து எச் 2 உயரத்திற்கு எகிறும்? (பந்து நகர்ந்து தரையில் அடிக்கும்போது ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டாம்.)

கேள்விகள்

1. இயந்திர (மொத்த இயந்திர) ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது?
2. இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாப்பதற்கான சட்டத்தை உருவாக்குங்கள். அதை சமன்பாடுகளாக எழுதுங்கள்.
3. ஒரு மூடிய அமைப்பின் ஆற்றல் அல்லது இயக்க ஆற்றல் காலப்போக்கில் மாற முடியுமா?

உடற்பயிற்சி 22

1. இயந்திர ஆற்றலைப் பாதுகாக்கும் சட்டத்தைப் பயன்படுத்தாமல் உதாரணம் 2 இலிருந்து பத்தியில் விவாதிக்கப்பட்ட சிக்கலைத் தீர்க்கவும்.
2. கூரையில் இருந்து பிரிக்கப்பட்ட ஒரு பனிக்கட்டி தரையில் இருந்து h = 36 மீ உயரத்தில் இருந்து விழுகிறது. h = 31 மீ உயரத்தில் எந்த வேகத்தில் v இருக்கும்? (g = 10 m/s2 ஐ எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.)
3. ஆரம்ப வேகம் v 0 = 5 m/s உடன் செங்குத்தாக மேல்நோக்கி குழந்தைகளின் ஸ்பிரிங் துப்பாக்கியிலிருந்து பந்து பறக்கிறது. அது புறப்படும் இடத்திலிருந்து எந்த உயரத்திற்கு உயரும்? (g = 10 m/s2 ஐ எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.)

உடற்பயிற்சி

இந்த உடலின் இயக்கத்தின் வேகமும் அதன் மீது செயல்படும் விசையும் வெட்டும் நேர் கோடுகளுடன் இயக்கப்பட்டால், ஒரு உடல் வளைவாக நகர்கிறது என்பதை தெளிவாக நிரூபிக்கும் ஒரு எளிய பரிசோதனையை கொண்டு வாருங்கள். பயன்படுத்தப்பட்ட உபகரணங்கள், நீங்கள் என்ன செய்தீர்கள் மற்றும் நீங்கள் கவனித்த முடிவுகளை விவரிக்கவும்.

அத்தியாயத்தின் சுருக்கம்
மிக முக்கியமானது

இயற்பியல் சட்டங்களின் பெயர்கள் மற்றும் அவற்றின் சூத்திரங்கள் கீழே உள்ளன. சட்டங்களின் சொற்களின் விளக்கக்காட்சியின் வரிசை அவற்றின் பெயர்களின் வரிசையுடன் ஒத்துப்போவதில்லை.

இயற்பியல் சட்டங்களின் பெயர்களை உங்கள் நோட்புக்கில் மாற்றி, பெயரிடப்பட்ட சட்டத்துடன் தொடர்புடைய சூத்திரத்தின் வரிசை எண்ணை சதுர அடைப்புக்குறிக்குள் உள்ளிடவும்.

• நியூட்டனின் முதல் விதி (நிலைமையின் விதி);
• நியூட்டனின் இரண்டாவது விதி;
• நியூட்டனின் மூன்றாவது விதி;
• உலகளாவிய ஈர்ப்பு விதி;
• வேகத்தை பாதுகாக்கும் சட்டம்;
• இயந்திர ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டம்.

1. உடலின் முடுக்கம் உடலில் பயன்படுத்தப்படும் விளைவான சக்திகளுக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் அதன் வெகுஜனத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும்.
2. அமைப்பின் உடல்களுக்கு இடையில் ஈர்ப்பு மற்றும் மீள் விசைகள் மட்டுமே செயல்பட்டால் மற்றும் உராய்வு சக்திகள் இல்லை என்றால் உடல்களின் மூடிய அமைப்பின் இயந்திர ஆற்றல் மாறாமல் இருக்கும்.
3. எந்த இரண்டு உடல்களும் அவை ஒவ்வொன்றின் வெகுஜனத்திற்கும் நேர் விகிதாசாரமாகவும் அவற்றுக்கிடையேயான தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதத்திலும் ஒரு விசையுடன் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கின்றன.
4. ஒரு மூடிய அமைப்பை உருவாக்கும் உடல்களின் தூண்டுதல்களின் திசையன் தொகையானது இந்த உடல்களின் எந்த இயக்கங்களுக்கும் இடைவினைகளுக்கும் காலப்போக்கில் மாறாது.
5. மற்ற உடல்களால் செயல்படாவிட்டாலோ அல்லது பிற உடல்களின் செயல்களுக்கு ஈடுசெய்யப்பட்டாலோ, உடல்கள் அவற்றின் வேகத்தை மாற்றாமல் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் இத்தகைய குறிப்பு அமைப்புகள் உள்ளன.
6. இரண்டு உடல்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று செயல்படும் சக்திகள் அளவு மற்றும் எதிர் திசையில் சமமாக இருக்கும்.

உங்களை நீங்களே சோதித்துக் கொள்ளுங்கள்

மின்னணு பயன்பாட்டில் பரிந்துரைக்கப்பட்ட பணிகளை முடிக்கவும்.