எந்திரவியல்
சாய்வில் பந்து
பந்து சரிவில் இறங்கும்போது வேகம் கூடுவதைப் பாருங்கள்.
சாய்வில் பந்து — ஊடாடும் எந்திரவியல் உருவகம். பந்து சரிவில் இறங்கும்போது வேகம் கூடுவதைப் பாருங்கள். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
சரிவுப்படி வழியான ஈர்ப்பு
உராய்வற்ற சரிவில், ஈர்ப்பு பந்தை சரிவு திசையில் இழுக்கிறது. சரிவுப்படிக்கு இணையான கூறு மட்டுமே பந்தை முடுக்கமடையச் செய்கிறது.
ஈர்ப்பு நேராக கீழ் நோக்கி செயல்படுகிறது. சாய்ந்த மேற்பரப்பில், அதை கூறுகளாகப் பிரிக்கிறீர்கள்: ஒன்று சரிவுப்படிக்கு இணையானது (முடுக்கத்தை ஏற்படுத்துவது), ஒன்று செங்குத்தானது (செங்குத்து விசையால் சமநிலைப்படுத்தப்படுவது). ஈர்ப்பு எப்போதும் கீழ் நோக்கியே இருந்தாலும், பந்து மலையிலிருந்து ஏன் உருள்கிறது என்பதற்கான காரணம் இதுவே.
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (உராய்வற்ற)
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
கனமான பந்தும் இலகுவான பந்தும், உராய்வற்ற சரிவில் ஒரே உயரத்திலிருந்து ஓய்வில் விடப்படுகின்றன. எது அடியை வேகமாக அடையும்?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- கனமான பந்து அடியை வேகமாக அடையும்.
- இரு பந்துகளும் அதே வேகத்தில் அடியை அடையும்.
- இலகுவான பந்து அடியை வேகமாக அடையும்.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- நிறை (kg)
- சரிவுக் கோணம் (°)
- விடப்பட்ட உயரம் (m)
நீங்கள் அளப்பவை:
- ஈர்ப்பு PE (J)
- அடியில் வேகம் (m/s)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- சரிவு முன்னமைப்பைத் திறங்கள். சரிவின் சாய்வுக் கோணம், பந்தின் நிறை, சரிவின் அடியிலிருந்து அதன் தொடக்க உயரம் ஆகியவற்றைக் குறியுங்கள்.
- பண்புகள் பேனலைப் பயன்படுத்தி, இந்த முயற்சிக்கு பந்தின் நிறை மற்றும் சரிவின் கோணத்தை அமைத்து, சரிவின் அடியிலிருந்து பந்தின் செங்குத்து தொடக்க உயரத்தைக் குறியுங்கள்.
- உருவகத்தை இயக்கி, சரிவின் அடியை அடையும் சமயத்தில் பந்தின் வேக வாசிப்பை (ஆய்வி) பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல் — PE = m·g·h
சரிவின் அடியிலிருந்து பந்தின் உயரம், விடுவிப்பதற்கு முன் ஈர்ப்பு PE-ஐ சேமிக்கிறது — அது இறங்கும்போது இயக்கமாக மாறும் ஆற்றல் பட்ஜெட்.
இயக்க ஆற்றல் — KE = ½·m·v²
உராய்வற்ற சரிவில், பந்து அடியை அடையும் நேரத்திற்குள், தொடக்க PE முழுவதும் KE ஆக மாறியுள்ளது, அதுவே அதன் இறுதி வேகத்தை நிர்ணயிக்கிறது.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒவ்வொரு வரிசைக்கும், நீங்கள் அளந்த அடி வேகத்தைப் பயன்படுத்தி 1/2 m v^2 கணக்கிடுங்கள். அதை ஈர்ப்பு PE நெடுவரிசையுடன் ஒப்பிடுங்கள். என்ன கவனிக்கிறீர்கள்?
- உங்கள் மூன்று முயற்சிகளும் வெவ்வேறு சரிவுக் கோணங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. அதே தொடக்க உயரத்துடன், கோணத்தை மட்டும் மாற்றுவது இறுதி வேகத்தை மாற்றுமா? ஆற்றல் அழிவின்மையைப் பயன்படுத்தி ஏன் அல்லது ஏன் இல்லை என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- உங்கள் ஈர்ப்பு PE நெடுவரிசை நிறையைச் சார்ந்தது, ஆனால் அளக்கப்பட்ட இறுதி வேகம் அல்ல. உராய்வற்ற சரிவில், கனமான பந்து இலகுவானதை விட வேகமாக அடியை அடையாதது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
- உண்மையான சரிவில் சிறிது உராய்வு உள்ளது, உருளும் உண்மையான பந்து, உருளும்போது சுழல சில ஆற்றலையும் செலவழிக்க வேண்டும். உண்மையான பந்தின் இறுதி வேகம், உங்கள் உராய்வற்ற கணிப்பை விட அதிகமா குறைவா இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கிறீர்களா? ஏன்?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- கணியுங்கள்: நிறை முக்கியமா?
- மாற்றுங்கள்: பந்தின் நிறையை இருமடிப்பாக்குங்கள்
- இயக்குங்கள்: இரண்டு முயற்சிகளைப் பதிவு செய்யுங்கள்
- வரைபடத்தைப் படியுங்கள்
- விளக்குங்கள்: ஆச்சரியமான முடிவு
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.