எறிபொருள் இயக்கம் விளக்கம்
ஒரு பந்தை வீசும்போது, கால்பந்தை காற்றில் உதைக்கும்போது அல்லது பீரங்கியை வெடிக்கச் செய்யும்போது, உருவாகும் பாதை இயற்பியலின் மிக எளிதில் அடையாளம் காணக்கூடிய வடிவங்களில் ஒன்று: பரவளையம். எறிபொருள் இயக்கம் இதை பொருளின் இயக்கத்தை இரண்டு முற்றிலும் சுயாதீனமான பகுதிகளாகப் பிரிப்பதன் மூலம் பகுப்பாய்வு செய்கிறது — ஒரு நிலையான கிடைமட்ட திசைவேகம், மற்றும் ஈர்ப்பு தொடர்ந்து கீழ்நோக்கி முடுக்கமடையச் செய்யும் ஒரு செங்குத்து திசைவேகம். ஒவ்வொரு பகுதியும் மற்றதைப் பற்றி அறியாது; அவற்றைத் தனித்தனியாகக் கையாள்வதும் பின்னர் முடிவுகளை மீண்டும் இணைப்பதுமே, அடிப்படை இயக்கவியல் மட்டுமே பயன்படுத்தி ஒரு எறிபொருள் எவ்வளவு தூரம் பயணிக்கும், எவ்வளவு நேரம் காற்றில் இருக்கும், எவ்வளவு உயரம் ஏறும் என்று துல்லியமாகக் கணிக்க முடிகிறது.
பரவளையப் பாதை
நிலையான vx-உடன் முடுக்கமடையும் vy-ஐ இணைப்பது ஒரு பரவளையத்தை வரைகிறது. ஏவும் கோணமும் தொடக்க வேகமும் அதிகபட்ச உயரத்தையும் கிடைமட்ட வீச்சையும் தீர்மானிக்கின்றன.
சுதந்திர வீழ்ச்சி & எறிபொருள் இயக்கம்
எதையும் விடுங்கள் — ஒரு நாணயமாகவோ பௌலிங் பந்தாகவோ — ஈர்ப்பு அதை சரியாக அதே வீதத்தில் வேகப்படுத்தும், எனவே அவை ஒன்றாக தரையில் விழும். ஏதோ ஒன்றை பக்கவாட்டில் எறிந்தாலும், அது அதே வேகத்தில் நேராக கீழே விழும், ஏனெனில் அதன் பக்கவாட்டு இயக்கமும் வீழ்ச்சி இயக்கமும் ஒன்றையொன்று முற்றிலும் பாதிப்பதில்லை.
சூத்திரம்
h = ½ · g · t²
- h — வீழ்ச்சி உயரம் (m): பொருள் அதன் தொடக்க புள்ளியிலிருந்து எவ்வளவு தூரம் விழுந்துள்ளது
- g — ஈர்ப்பு முடுக்கம் (m/s²): வீழ்ச்சி வேகம் ஒவ்வொரு வினாடியும் எவ்வளவு வேகமாக அதிகரிக்கிறது — ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் அதே
- t — நேரம் (s): பொருள் எவ்வளவு நேரம் விழுந்துள்ளது
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
ஒரு பந்து ஓய்விலிருந்து விடப்பட்டு 2 வினாடிகள் விழுகிறது. அது எவ்வளவு தூரம் விழுந்துள்ளது? (g = 9.8 வினாடி வர்க்கத்திற்கு மீட்டர் பயன்படுத்துங்கள்)
- t = 2 s
- g = 9.8 m/s²
- h = ½ · g · t²
- h = 0.5 × 9.8 m/s² × (2 s)²
h = 19.6 m
உங்களைச் சோதியுங்கள்
அதே பந்து மீண்டும் விடப்படுகிறது, ஆனால் இந்த முறை 2 க்கு பதிலாக 3 வினாடிகள் விழுகிறது. அது எவ்வளவு தூரம் விழும்?
- சரியான விடை: 44.1 m
- 88.2 m
- 14.7 m
சரி! h = ½ × 9.8 m/s² × (3 s)² = 44.1 மீட்டர் — நேரத்தை வர்க்கமாக்குவது வெகுவாக முக்கியம்.
ஒரு பந்து, ஒரு மேசையிலிருந்து நேராக கீழே விடப்படுகிறது. அதே தருணத்தில், இரண்டாவது பந்து, அதே மேசையிலிருந்து கிடைமட்டமாக ஏவப்படுகிறது. எது முதலில் தரையில் விழும்?
- விடப்பட்ட பந்து
- கிடைமட்டமாக ஏவப்பட்ட பந்து
- சரியான விடை: இரண்டும் அதே நேரத்தில் விழும்
சரியாக — பக்கவாட்டு வேகம் வீழ்ச்சி இயக்கத்தை மாற்றாது, எனவே இரண்டு பந்துகளும் அதே நேரத்தில் தரையில் விழும்.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
ஒரு பிட்சரின் வேகப்பந்து, தட்டையைக் கடக்கும்போது விழுகிறது, ஒரு மூழ்காளரின் வீழ்ச்சி தண்ணீரில் விழும் வரை வேகமாகிறது, பக்கவாட்டில் வீசப்படும் ஒரு நெர்ஃப் அம்பு நேராக விடப்பட்டதைப் போலவே அதே நேரத்தில் தரையிறங்கும். சொந்த இயந்திரம் இல்லாத ஒன்று, பூமியின் மேற்பரப்பு அருகில் காற்றில் நகரும் ஒவ்வொரு முறையும், இதுவே அடியில் உள்ள இயக்கம்.
பொதுவான தவறுகள்
ஒரு கனமான பொருள் வேகமாக விழும் என்று நினைப்பது கவர்ச்சிகரமானது — காற்று எதிர்ப்பு இல்லாத நிலையில், நிறை வீழ்ச்சி வீதத்தை முற்றிலும் பாதிக்காது, காற்று இழுவை மட்டுமே ஒரு இலகுவான அல்லது குறைவான காற்றியக்கவியல் பொருளை மெதுவாக்க முடியும். பக்கவாட்டில் ஏவப்பட்ட ஒரு எறிபொருள், வெறுமனே விடப்பட்ட ஒன்றை விட மெதுவாக விழும் என்று எண்ணுவதும் எளிது, ஆனால் இரண்டும் அதே தருணத்தில் தரையில் விழும்: கிடைமட்ட இயக்கம் மற்றும் செங்குத்து வீழ்ச்சி முற்றிலும் சுயாதீனமானவை.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
இது பொதுவாக மாணவர்கள் தாங்கள் பார்க்கக்கூடிய தள்ளல் அல்லது இழுவையால் உருவாக்கப்படாத முடுக்கத்துடன் முதன்முதலில் சந்திக்கும் இயக்கம் — ஈர்ப்பே முடுக்குகிறது. அடுத்து வரும் நியூட்டனின் இரண்டாம் விதி, எல்லா வீழ்ச்சி பொருட்களும் நிறையை சார்ந்திருக்காமல் ஏன் அதே வீதத்தில் முடுக்கமடைகின்றன என்பதை விளக்குகிறது: F = ma என்பது கனமான பொருளுக்கு விகிதாச்சார ரீதியாக அதிக விசை தேவை, ஈர்ப்பு சரியாக அவ்வளவு அதிகமாக வழங்குகிறது.