Caomhnú Fuinnimh
De réir mar a ghluaiseann réad, is féidir a fhuinneamh a aistriú anonn agus anall idir gluaisne (fuinneamh cineiteach) agus suíomh (fuinneamh poitéinsiúil), ach fanann an fuinneamh meicniúil iomlán mar an gcéanna chomh fada is nach n-itheann frithchuimil agus friotaíocht aeir aon cheann de. Díoltar airde as luas le réad atá ag titim, agus díoltar luas as airde le réad atá ag éirí — ní athraíonn an suim riamh.
An fhoirmle
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — fuinneamh meicniúil iomlán (J): fuinneamh comhcheangailte na gluaiseachta agus an tsuímh, tairiseach gan fhrithchuimil
- m — mais (kg): cé mhéad damhna atá sa réad
- v — luas (m/s): cé chomh tapa is atá an réad ag gluaiseacht ag an nóiméad sin
- g — luasghéarú imtharraingthe (m/s²): neart tharraingthe na himtharraingthe, thart ar 9.8 m/s² in aice dhromchla an Domhain
- h — airde (m): cé chomh fada os cionn leibhéal tagartha atá an réad
Sampla oibreáilte
Sciobann liathróid 2 kg tríd a cosán ag airde 5 m os cionn na talún, ag bogadh ag 4 m/s. Le g = 9.8 méadair in aghaidh an tsoicind cearnaithe, cad é a fuinneamh meicniúil iomlán?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J
Cuir tástáil ort féin
Sroicheann an liathróid 2 kg chéanna airde 10 m anois, fós ag bogadh ag 4 m/s ag an bpointe sin. Cad é a fuinneamh meicniúil iomlán?
- 228 J
- Freagra ceart: 212 J
- 114 J
Ceart! E = ½ × 2 kg × (4 m/s)² + 2 kg × 9.8 m/s² × 10 m = 16 J + 196 J = 212 J.
Ritheann liathróid síos cnoc gan fhrithchuimil, ag cailleadh airde de réir mar a théann sí. Cad a tharlaíonn dá luas agus dá fuinneamh meicniúil iomlán?
- Freagra ceart: Méadaíonn an luas, fanann an fuinneamh iomlán mar an gcéanna
- Laghdaíonn an luas, fanann an fuinneamh iomlán mar an gcéanna
- Méadaíonn an luas, méadaíonn an fuinneamh iomlán
Go díreach! Imíonn airde ina luas — méadaíonn fuinneamh cineiteach de réir mar a laghdaíonn fuinneamh poitéinsiúil, ach fanann an t-iomlán tairiseach gan fhrithchuimil.
Cén áit a bhfeiceann tú é seo
Sroicheann luascán a airde is mó ag na foircinn, áit a stadann sé go gairid. Is ag an mbun atá sé is tapa, ag malartú airde as luas le gach luascadh. Is í an chnoc is airde ar roth-thraein i gcónaí an chéad cheann — ní féidir leis an taisteal éirí níos airde ná a phointe tosaigh aon uair a thosaíonn sé ag tiontú airde ina luas.
Botúin choitianta
Botún minic is ea ceapadh go n-imíonn fuinneamh de réir mar a moillíonn rud. Ní imíonn sé — athraíonn sé ina fhoirm eile, de ghnáth teas ó fhrithchuimil nó friotaíocht aeir nach ndéanann suim shimplí fuinnimh mheicniúil cuntas uirthi. Botún eile ná brath na bhfuinnimh a mheascadh. Níl brath ag fuinneamh poitéinsiúil (mgh) ach ar airde, ní ar luas. Níl brath ag fuinneamh cineiteach (½mv²) ach ar luas, ní ar airde.
Conas a nascann sé
Is í seo an dara leath den uirlis a thosaigh caomhnú móimintim. Coinníonn móimintim cuntas ar threo, agus caomhnaíonn sé i gcónaí i gcóras dúnta. Coinníonn fuinneamh meicniúil cuntas ar ghluaisne móide suíomh, ach ní chaomhnaíonn sé ach nuair nach bhfuil frithchuimil ag goid aon chuid de. Glacfaidh an chéad cheann eile, fórsaí rothlacha agus luamáin, na smaointe fórsa céanna agus cuirfidh i bhfeidhm ar rothlú iad.