ថាមពល Kinetic ធៀបនឹងថាមពលសក្តានុពល។ ថាមពល Kinetic និងសក្តានុពល

ថាមពល KINETIC

ថាមពល KINETICថាមពលដែលមានដោយវត្ថុផ្លាស់ទី។ គាត់ទទួលវាដោយចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទី។ អាស្រ័យលើម៉ាស់ () នៃវត្ថុ និងល្បឿនរបស់វា ( v) យោងតាមសមភាព៖ K.e. = 1/2 mv២. នៅពេលដែលបានវាយប្រហារ វាត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលផ្សេងទៀត ដូចជាកំដៅ សំឡេង ឬពន្លឺ។ សូមមើលផងដែរ។ថាមពលសក្តានុពល.

ថាមពល Kinetic ។ ឡានដឹកទំនិញមានថាមពល kinetic (A) ។ ដើម្បីបង្កើនល្បឿនរបស់វា ចាំបាច់ត្រូវផ្តល់ថាមពលបន្ថែមឱ្យបានគ្រប់គ្រាន់ ដើម្បីយកឈ្នះការកកិត និងធន់នឹងខ្យល់ និងបង្កើនល្បឿន។ ដើម្បីកាត់បន្ថយថាមពល kinetic នៃឡានដឹកទំនិញ វាចាំបាច់សម្រាប់ថាមពល kinetic ដែលត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលកំដៅពីហ្វ្រាំង និងសំបកកង់ (B) ថាមពល kinetic នៃឡានដឹកទំនិញដែលធ្វើចលនាក្នុងល្បឿនដូចគ្នានឹងធំជាងដោយសារ ម៉ាស់ធំជាង (C) ហើយវានឹងត្រូវការកម្លាំងហ្វ្រាំងបន្ថែមទៀតដើម្បីរំសាយថាមពល kinetic ហើយឈប់នៅចម្ងាយដូចគ្នាទៅនឹងឡានដឹកទំនិញដែលមិនផ្ទុក។

វចនានុក្រមវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេស.

សាច់ដុំដែលផ្លាស់ទីផ្នែកនៃរាងកាយអនុវត្តការងារមេកានិច។

ការងារក្នុងទិសដៅខ្លះ - នេះគឺជាផលិតផលនៃកម្លាំង (F) ដែលដើរតួក្នុងទិសដៅនៃចលនារបស់រាងកាយដោយផ្លូវដែលវាបានឆ្លងកាត់(ស)៖ A=F S.

ការងារត្រូវការថាមពល។ ដូច្នេះនៅពេលដែលការងារត្រូវបានអនុវត្តថាមពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធថយចុះ។ ដោយសារ​ដើម្បី​ឱ្យ​ការងារ​ត្រូវ​បាន​ធ្វើ ការផ្គត់ផ្គង់​ថាមពល​គឺ​ជា​ការ​ចាំបាច់ កត្តា​បន្ទាប់​អាច​ត្រូវ​បាន​កំណត់​ដូច​ខាងក្រោម​នេះ​៖ ថាមពល – នេះគឺជាឱកាសដើម្បីធ្វើការងារ នេះគឺជាវិធានការជាក់លាក់នៃ "ធនធាន" ដែលមាននៅក្នុងប្រព័ន្ធមេកានិក ដើម្បីអនុវត្តវា. លើសពីនេះទៀតថាមពលគឺជារង្វាស់នៃការផ្លាស់ប្តូរពីប្រភេទនៃចលនាមួយទៅប្រភេទមួយទៀត។

នៅក្នុង biomechanics គោលការណ៍សំខាន់ៗដូចខាងក្រោមត្រូវបានពិចារណា: ប្រភេទនៃថាមពល:

សក្តានុពលអាស្រ័យលើទីតាំងដែលទាក់ទងនៃធាតុនៃប្រព័ន្ធមេកានិចនៃរាងកាយមនុស្ស;

ចលនាបកប្រែ Kinetic;

ចលនាបង្វិល Kinetic;

ការខូចទ្រង់ទ្រាយសក្តានុពលនៃធាតុប្រព័ន្ធ;

កំដៅ;

ដំណើរការផ្លាស់ប្តូរ។

ថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធជីវមេកានិចគឺស្មើនឹងផលបូកនៃប្រភេទថាមពលដែលបានរាយបញ្ជីទាំងអស់។

ដោយការលើករាងកាយ ការបង្ហាប់និទាឃរដូវ អ្នកអាចប្រមូលផ្តុំថាមពលនៅក្នុងទម្រង់សក្តានុពលសម្រាប់ការប្រើប្រាស់នៅពេលក្រោយ។ ថាមពលដែលមានសក្តានុពលតែងតែត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងកម្លាំងមួយ ឬសកម្មភាពផ្សេងទៀតពីរាងកាយមួយទៅមួយទៀត។ ជាឧទាហរណ៍ ផែនដីធ្វើសកម្មភាពដោយទំនាញលើវត្ថុដែលធ្លាក់ និទាឃរដូវដែលបានបង្ហាប់ធ្វើសកម្មភាពលើបាល់ ហើយខ្សែធ្នូដែលទាញធ្វើសកម្មភាពលើព្រួញ។

ថាមពលសក្តានុពល – នេះគឺជាថាមពលដែលរាងកាយមានដោយសារតែទីតាំងរបស់វាទាក់ទងទៅនឹងរាងកាយផ្សេងទៀត ឬដោយសារតែការរៀបចំដែលទាក់ទងគ្នានៃផ្នែកនៃរាងកាយមួយ។.

ដូច្នេះ កម្លាំងទំនាញ និងកម្លាំងយឺត គឺជាសក្តានុពល។

ថាមពលទំនាញទំនាញ៖អេន = m g h

កន្លែងដែល k គឺជាភាពរឹងនៃនិទាឃរដូវ; x គឺជាការខូចទ្រង់ទ្រាយរបស់វា។

ពីឧទាហរណ៍ខាងលើវាច្បាស់ណាស់ថាថាមពលអាចត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងទម្រង់នៃថាមពលសក្តានុពល (លើករាងកាយបង្ហាប់និទាឃរដូវ) សម្រាប់ការប្រើប្រាស់នៅពេលក្រោយ។

នៅក្នុង biomechanics ថាមពលសក្តានុពលពីរប្រភេទត្រូវបានពិចារណា និងយកមកពិចារណា៖ ដោយសារតែទីតាំងដែលទាក់ទងនៃតំណភ្ជាប់នៃរាងកាយទៅនឹងផ្ទៃផែនដី (ថាមពលសក្តានុពលទំនាញ) ។ ទាក់ទងនឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយយឺតនៃធាតុនៃប្រព័ន្ធជីវមេកានិច (ឆ្អឹង សាច់ដុំ សរសៃចង) ឬវត្ថុខាងក្រៅណាមួយ (ឧបករណ៍កីឡា ឧបករណ៍)។

ថាមពល Kineticរក្សាទុកក្នុងរាងកាយនៅពេលផ្លាស់ទី។ រាងកាយផ្លាស់ទីដំណើរការដោយសារតែការបាត់បង់របស់វា។ ដោយសារផ្នែកនៃរាងកាយ និងរាងកាយរបស់មនុស្សធ្វើចលនាបកប្រែ និងបង្វិល ថាមពល kinetic សរុប (Ek) នឹងស្មើនឹង៖ ដែល m ជាម៉ាស់ V ជាល្បឿនលីនេអ៊ែរ J គឺជាពេលនៃនិចលភាពនៃប្រព័ន្ធ ω គឺជាល្បឿនមុំ។

ថាមពលចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធ biomechanical ដោយសារតែដំណើរការមេតាប៉ូលីសដែលកើតឡើងនៅក្នុងសាច់ដុំ។ ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលដែលនាំឱ្យការងារត្រូវបានធ្វើមិនមែនជាដំណើរការដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់នៅក្នុងប្រព័ន្ធជីវមេកានិកទេ ពោលគឺមិនមែនថាមពលទាំងអស់ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាការងារដែលមានប្រយោជន៍នោះទេ។ ផ្នែកមួយនៃថាមពលត្រូវបានបាត់បង់ដោយមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ប្រែទៅជាកំដៅ៖ មានតែ 25% ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបំពេញការងារ នៅសល់ 75% ត្រូវបានបំប្លែង និងរលាយក្នុងខ្លួន។

សម្រាប់ប្រព័ន្ធ biomechanical ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលនៃចលនាមេកានិចត្រូវបានអនុវត្តក្នុងទម្រង់៖

Epol = ឯក + Epot + U,

ដែលជាកន្លែងដែល Epol គឺជាថាមពលមេកានិចសរុបនៃប្រព័ន្ធ; ឯក - ថាមពល kinetic នៃប្រព័ន្ធ; Epot - ថាមពលសក្តានុពលនៃប្រព័ន្ធ; U គឺជាថាមពលខាងក្នុងនៃប្រព័ន្ធ ដែលតំណាងឱ្យថាមពលកំដៅ។

ថាមពលសរុបនៃចលនាមេកានិចនៃប្រព័ន្ធជីវមេកានិកគឺផ្អែកលើប្រភពថាមពលពីរខាងក្រោម៖ ប្រតិកម្មមេតាប៉ូលីសនៅក្នុងខ្លួនមនុស្ស និងថាមពលមេកានិកនៃបរិយាកាសខាងក្រៅ (ធាតុខូចទ្រង់ទ្រាយនៃឧបករណ៍កីឡា ឧបករណ៍ ផ្ទៃគាំទ្រ គូប្រជែងអំឡុងពេលទំនាក់ទំនង) ។ ថាមពលនេះត្រូវបានបញ្ជូនតាមរយៈកម្លាំងខាងក្រៅ។

លក្ខណៈពិសេសនៃការផលិតថាមពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធជីវមេកានិកមួយគឺថាផ្នែកមួយនៃថាមពលកំឡុងពេលចលនាត្រូវបានចំណាយលើការអនុវត្តសកម្មភាពម៉ូទ័រចាំបាច់ មួយទៀតទៅការរលាយមិនអាចត្រឡប់វិញនៃថាមពលដែលបានរក្សាទុក ទីបីត្រូវបានរក្សាទុក និងប្រើប្រាស់ក្នុងអំឡុងពេលចលនាជាបន្តបន្ទាប់។ នៅពេលគណនាថាមពលដែលបានចំណាយក្នុងអំឡុងពេលចលនា និងការងារមេកានិចដែលបានអនុវត្តក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនេះ រាងកាយរបស់មនុស្សត្រូវបានតំណាងក្នុងទម្រង់ជាគំរូនៃប្រព័ន្ធជីវមេកានិចពហុតំណ ស្រដៀងទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធកាយវិភាគវិទ្យា។ ចលនានៃតំណភ្ជាប់បុគ្គល និងចលនានៃរាងកាយទាំងមូលត្រូវបានពិចារណាក្នុងទម្រង់នៃចលនាសាមញ្ញពីរប្រភេទ៖ ការបកប្រែ និងការបង្វិល។

ថាមពលមេកានិចសរុបនៃតំណភ្ជាប់ i-th (Epol) មួយចំនួនអាចត្រូវបានគណនាជាផលបូកនៃសក្តានុពល (Epot) និងថាមពល kinetic (Ek) ។ នៅក្នុងវេន Ek អាចត្រូវបានតំណាងថាជាផលបូកនៃថាមពល kinetic នៃកណ្តាលនៃម៉ាសនៃតំណភ្ជាប់ (Ec.c.m.) ដែលម៉ាស់ទាំងមូលនៃតំណភ្ជាប់ត្រូវបានប្រមូលផ្តុំ ហើយថាមពល kinetic នៃការបង្វិលនៃតំណភ្ជាប់ទាក់ទងទៅនឹង កណ្តាលនៃម៉ាស់ (Ec.Vr.) ។

ប្រសិនបើ kinematics នៃចលនារបស់តំណភ្ជាប់ត្រូវបានគេស្គាល់ កន្សោមទូទៅនេះសម្រាប់ថាមពលសរុបនៃតំណភ្ជាប់នឹងមានទម្រង់៖ , ដែល mi គឺជាម៉ាស់នៃតំណ i-th; ĝ - ការបង្កើនល្បឿនធ្លាក់ដោយឥតគិតថ្លៃ; hi គឺជាកម្ពស់កណ្តាលនៃម៉ាស់ខាងលើកម្រិតសូន្យមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ ពីលើផ្ទៃផែនដីនៅកន្លែងដែលបានផ្តល់ឱ្យ); - ល្បឿននៃចលនាបកប្រែនៃកណ្តាលនៃម៉ាស់; Ji គឺជាពេលនៃនិចលភាពនៃតំណភ្ជាប់ ith ទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សភ្លាមៗនៃការបង្វិលដែលឆ្លងកាត់កណ្តាលនៃម៉ាស់។ ω - ល្បឿនមុំភ្លាមៗនៃការបង្វិលទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សភ្លាមៗ។

ការងារផ្លាស់ប្តូរថាមពលមេកានិកសរុបនៃតំណភ្ជាប់ (Ai) កំឡុងពេលប្រតិបត្តិការចាប់ពីពេល t1 ដល់ពេល t2 គឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃតម្លៃថាមពលនៅដំណាក់កាលចុងក្រោយ (Ep(t2)) និងដំបូង (Ep(t1)) moments ចលនា៖

តាមធម្មជាតិ ក្នុងករណីនេះ ការងារត្រូវចំណាយលើការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពល និងថាមពល kinetic នៃតំណភ្ជាប់។

ប្រសិនបើបរិមាណការងារ Ai> 0 នោះគឺថាមពលបានកើនឡើងនោះពួកគេនិយាយថាការងារវិជ្ជមានត្រូវបានធ្វើនៅលើតំណភ្ជាប់។ ប្រសិនបើ AI< 0, то есть энергия звена уменьшилась, - отрицательная работа.

របៀបនៃការងារដើម្បីផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៃតំណភ្ជាប់ដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានគេហៅថាការយកឈ្នះប្រសិនបើសាច់ដុំអនុវត្តការងារវិជ្ជមាននៅលើតំណភ្ជាប់; ទាបជាងប្រសិនបើសាច់ដុំអនុវត្តការងារអវិជ្ជមាននៅលើតំណភ្ជាប់។

ការងារវិជ្ជមានត្រូវបានធ្វើនៅពេលដែលសាច់ដុំចុះកិច្ចសន្យាប្រឆាំងនឹងបន្ទុកខាងក្រៅទៅបង្កើនល្បឿនផ្នែកនៃរាងកាយរាងកាយទាំងមូលឧបករណ៍កីឡា។ល។ ការងារអវិជ្ជមានត្រូវបានធ្វើប្រសិនបើសាច់ដុំទប់ទល់នឹងការលាតសន្ធឹងដោយសារតែសកម្មភាពនៃកម្លាំងខាងក្រៅ។ វាកើតឡើងនៅពេលបញ្ចុះបន្ទុក ឡើងលើជណ្តើរ ឬទប់ទល់នឹងកម្លាំងដែលលើសពីកម្លាំងសាច់ដុំ (ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងការចំបាប់ដៃ)។

ការពិតគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍អំពីទំនាក់ទំនងរវាងការងារសាច់ដុំវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមានត្រូវបានកត់សម្គាល់: ការងារសាច់ដុំអវិជ្ជមានគឺសន្សំសំចៃជាងការងារសាច់ដុំវិជ្ជមាន; ការប្រតិបត្តិបឋមនៃការងារអវិជ្ជមានបង្កើនទំហំ និងប្រសិទ្ធភាពនៃការងារវិជ្ជមានដែលធ្វើតាមវា។

ល្បឿននៃចលនារាងកាយមនុស្សកាន់តែច្រើន (អំឡុងពេលរត់ និងវាល ជិះស្គី ជិះស្គី។ ទាក់ទងទៅនឹង GCM ។ ដូច្នេះក្នុងល្បឿនលឿន ការងារសំខាន់គឺត្រូវចំណាយលើការបង្កើនល្បឿន និងហ្វ្រាំងផ្នែករាងកាយ ដោយសារល្បឿនកើនឡើង ការបង្កើនល្បឿននៃចលនានៃផ្នែករាងកាយកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។

ថាមពល Kinetic - បរិមាណរូបវន្តមាត្រដ្ឋានស្មើនឹងពាក់កណ្តាលនៃផលិតផលនៃម៉ាសរាងកាយ និងការ៉េនៃល្បឿនរបស់វា។

ដើម្បីយល់ពីអ្វីដែលថាមពល kinetic នៃរាងកាយគឺ ពិចារណាករណីនៅពេលដែលរាងកាយនៃម៉ាស់ m នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងថេរ (F=const) ផ្លាស់ទីក្នុងបន្ទាត់ត្រង់ជាមួយនឹងការបង្កើនល្បឿនឯកសណ្ឋាន (a = const) ។ អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់ការងារដែលបានធ្វើដោយកម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅរាងកាយនៅពេលដែលម៉ូឌុលល្បឿននៃរាងកាយនេះផ្លាស់ប្តូរពី v1 ទៅ v2 ។

ដូចដែលយើងដឹងហើយថាការងារនៃកម្លាំងថេរត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត។ ដោយសារក្នុងករណីដែលយើងកំពុងពិចារណា ទិសដៅនៃកម្លាំង F និងការផ្លាស់ទីលំនៅ s ស្របគ្នា បន្ទាប់មក ហើយបន្ទាប់មកយើងទទួលបានថាការងាររបស់កម្លាំងគឺស្មើនឹង A = Fs ។ ដោយប្រើច្បាប់ទីពីររបស់ញូតុន យើងរកឃើញកម្លាំង F=ma ។ សម្រាប់ចលនាដែលបង្កើនល្បឿនស្មើគ្នា រូបមន្តមានសុពលភាព៖

តាមរូបមន្តនេះ យើងបង្ហាញពីចលនារបស់រាងកាយ៖

យើងជំនួសតម្លៃដែលបានរកឃើញនៃ F និង S ទៅក្នុងរូបមន្តការងារ ហើយយើងទទួលបាន៖

ពីរូបមន្តចុងក្រោយវាច្បាស់ណាស់ថាការងារនៃកម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅរាងកាយមួយនៅពេលដែលល្បឿននៃការផ្លាស់ប្តូររាងកាយនេះគឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាងតម្លៃពីរនៃបរិមាណជាក់លាក់មួយ។ ហើយការងារមេកានិចគឺជារង្វាស់នៃការផ្លាស់ប្តូរថាមពល។ ដូច្នេះនៅផ្នែកខាងស្តាំនៃរូបមន្តគឺជាភាពខុសគ្នារវាងតម្លៃថាមពលទាំងពីរនៃរាងកាយដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ នេះមានន័យថាបរិមាណតំណាងឱ្យថាមពលដោយសារតែចលនានៃរាងកាយ។ ថាមពលនេះត្រូវបានគេហៅថាថាមពល kinetic ។ វាត្រូវបានកំណត់ថាជា Wk ។

ប្រសិនបើយើងយករូបមន្តការងារដែលយើងទទួលបាននោះយើងនឹងទទួលបាន

ការងារដែលធ្វើដោយកម្លាំងនៅពេលដែលល្បឿននៃការផ្លាស់ប្តូររាងកាយគឺស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរថាមពល kinetic នៃរាងកាយនេះ។

ក៏មាន៖

ថាមពលសក្តានុពល៖

នៅក្នុងរូបមន្តដែលយើងប្រើ៖

ថាមពល Kinetic

ទំងន់រាងកាយ

ល្បឿនរាងកាយ

ថាមពល Kineticប្រព័ន្ធមេកានិច គឺជាថាមពលនៃចលនាមេកានិចនៃប្រព័ន្ធនេះ។

កម្លាំង ចធ្វើសកម្មភាពលើរាងកាយនៅពេលសម្រាក និងធ្វើឱ្យវាផ្លាស់ទី ដំណើរការ ហើយថាមពលនៃចលនារាងកាយកើនឡើងតាមចំនួនការងារដែលបានចំណាយ។ ដូច្នេះការងារ dAកម្លាំង ចនៅលើផ្លូវដែលរាងកាយបានឆ្លងកាត់ក្នុងអំឡុងពេលបង្កើនល្បឿនពី 0 ដល់ v វាទៅបង្កើនថាមពល kinetic dTសាកសព, i.e.

ដោយប្រើច្បាប់ទីពីររបស់ញូតុន ច=md v/dt

និងគុណភាគីទាំងពីរនៃសមភាពដោយការផ្លាស់ទីលំនៅ ឃ r, យើងទទួលបាន

ចឃ r=m(d v/dt)dr=dA

ដូច្នេះរាងកាយនៃម៉ាស់មួយ។ Tផ្លាស់ទីក្នុងល្បឿន វីមានថាមពល kinetic

T = tv 2 /2. (12.1)

ពីរូបមន្ត (12.1) វាច្បាស់ណាស់ថាថាមពល kinetic អាស្រ័យតែលើម៉ាស់ និងល្បឿននៃរាងកាយ ពោលគឺថាមពល kinetic នៃប្រព័ន្ធគឺជាមុខងារនៃស្ថានភាពនៃចលនារបស់វា។

នៅពេលទាញយករូបមន្ត (12.1) វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាចលនាត្រូវបានពិចារណានៅក្នុងស៊ុមនៃសេចក្តីយោង inertial ចាប់តាំងពីបើមិនដូច្នេះទេវានឹងមិនអាចប្រើច្បាប់របស់ញូវតុនបានទេ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធយោង inertial ផ្សេងគ្នាដែលផ្លាស់ទីទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមក ល្បឿននៃរាងកាយ ហើយដូច្នេះថាមពល kinetic របស់វានឹងមិនដូចគ្នាទេ។ ដូច្នេះថាមពល kinetic អាស្រ័យលើជម្រើសនៃស៊ុមយោង។

ថាមពលសក្តានុពល -ថាមពលមេកានិកនៃប្រព័ន្ធសាកសពដែលកំណត់ដោយទីតាំងទាក់ទងរបស់ពួកគេ និងធម្មជាតិនៃកម្លាំងអន្តរកម្មរវាងពួកគេ។

អនុញ្ញាតឱ្យអន្តរកម្មនៃសាកសពត្រូវបានអនុវត្តតាមរយៈវាលកម្លាំង (ឧទាហរណ៍វាលនៃកម្លាំងយឺត, វាលនៃកម្លាំងទំនាញ) កំណត់លក្ខណៈដោយការពិតដែលថាការងារដែលធ្វើដោយកម្លាំងសម្ដែងនៅពេលផ្លាស់ទីរាងកាយពីទីតាំងមួយទៅទីតាំងមួយទៀតធ្វើ។ មិនអាស្រ័យលើគន្លងដែលចលនានេះបានកើតឡើងនោះទេ ប៉ុន្តែអាស្រ័យតែលើទីតាំងចាប់ផ្តើម និងបញ្ចប់ប៉ុណ្ណោះ។ វាលបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា សក្តានុពល,ហើយកងកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពនៅក្នុងពួកគេ។ អភិរក្សនិយម។ប្រសិនបើការងារដែលធ្វើដោយកម្លាំងអាស្រ័យលើគន្លងរបស់រាងកាយផ្លាស់ទីពីចំណុចមួយទៅចំណុចមួយទៀត នោះកម្លាំងបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា សាយភាយ;ឧទាហរណ៍នៃនេះគឺជាកម្លាំងនៃការកកិត។

រាងកាយមួយស្ថិតនៅក្នុងវិស័យសក្តានុពលនៃកម្លាំង មានថាមពលសក្តានុពល II ។ ការងារដែលធ្វើឡើងដោយកងកម្លាំងអភិរក្សក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរបឋម (គ្មានកំណត់) នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រព័ន្ធគឺស្មើនឹងការកើនឡើងនៃថាមពលសក្តានុពលដែលបានយកដោយសញ្ញាដក ចាប់តាំងពីការងារនេះត្រូវបានធ្វើដោយសារតែការថយចុះនៃថាមពលសក្តានុពល៖

ការងារ ឃ កបង្ហាញជាផលិតផលចំនុចនៃកម្លាំង ចផ្លាស់ទី ឃ rនិងកន្សោម (12.2) អាចត្រូវបានសរសេរជា

ចឃ r=-dP ។ (12.3)

ដូច្នេះប្រសិនបើមុខងារ P ( r) បន្ទាប់មកពីរូបមន្ត (12.3) យើងអាចរកឃើញកម្លាំង ចដោយម៉ូឌុលនិងទិសដៅ។

ថាមពលសក្តានុពលអាចត្រូវបានកំណត់ដោយផ្អែកលើ (12.3) as

ដែល C គឺជាថេរនៃការរួមបញ្ចូល ពោលគឺថាមពលសក្តានុពលត្រូវបានកំណត់រហូតដល់ថេរមួយចំនួន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះមិនត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងច្បាប់រូបវន្តទេ ព្រោះវារួមបញ្ចូលទាំងភាពខុសគ្នានៃថាមពលដែលមានសក្តានុពលនៅក្នុងទីតាំងពីរនៃរាងកាយ ឬដេរីវេនៃ P ទាក់ទងនឹងកូអរដោនេ។ ដូច្នេះថាមពលសក្តានុពលនៃរាងកាយនៅក្នុងទីតាំងជាក់លាក់មួយត្រូវបានចាត់ទុកថាស្មើនឹងសូន្យ (កម្រិតយោងសូន្យត្រូវបានជ្រើសរើស) ហើយថាមពលនៃរាងកាយនៅក្នុងទីតាំងផ្សេងទៀតត្រូវបានវាស់វែងទាក់ទងទៅនឹងកម្រិតសូន្យ។ សម្រាប់កម្លាំងអភិរក្ស

ឬក្នុងទម្រង់វ៉ិចទ័រ

ច=-gradP, (12.4) ដែល

(ខ្ញុំ, j, k- ឯកតាវ៉ិចទ័រនៃអ័ក្សកូអរដោនេ) ។ វ៉ិចទ័រដែលកំណត់ដោយកន្សោម (12.5) ត្រូវបានគេហៅថា ជម្រាលនៃមាត្រដ្ឋាន P.

សម្រាប់វា រួមជាមួយនឹងការរចនា grad P ការរចនា P ក៏ត្រូវបានប្រើប្រាស់ផងដែរ។  ("nabla") មានន័យថា វ៉ិចទ័រ និមិត្តសញ្ញា ហៅថា ប្រតិបត្តិករហាមីលតុន ឬដោយប្រតិបត្តិករ nabla:

ទម្រង់ជាក់លាក់នៃអនុគមន៍ P អាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃវាលកម្លាំង។ ឧទាហរណ៍ថាមពលសក្តានុពលនៃតួនៃម៉ាស់ Tកើនឡើងដល់កម្ពស់មួយ។ ម៉ោងពីលើផ្ទៃផែនដីគឺស្មើនឹង

ទំ = mgh,(12.7)

តើកម្ពស់នៅឯណា ម៉ោងត្រូវបានវាស់ពីកម្រិតសូន្យ ដែល P 0 = 0. កន្សោម (12.7) ធ្វើតាមដោយផ្ទាល់ពីការពិតដែលថាថាមពលសក្តានុពលគឺស្មើនឹងការងារដែលបានធ្វើដោយទំនាញនៅពេលដែលរាងកាយធ្លាក់ចុះពីកម្ពស់។ ម៉ោងដល់ផ្ទៃផែនដី។

ដោយសារប្រភពដើមត្រូវបានជ្រើសរើសតាមអំពើចិត្ត ថាមពលសក្តានុពលអាចមានតម្លៃអវិជ្ជមាន (ថាមពល kinetic គឺតែងតែវិជ្ជមាន. !}ប្រសិនបើយើងយកថាមពលសក្តានុពលនៃរាងកាយដែលដេកលើផ្ទៃផែនដីជាសូន្យ នោះថាមពលសក្តានុពលនៃរាងកាយដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងក្រោមនៃអ័ក្ស (ជម្រៅ h"), P = - mgh"។

ចូរយើងស្វែងរកថាមពលសក្តានុពលនៃរាងកាយដែលខូចទ្រង់ទ្រាយយឺត (និទាឃរដូវ)។ កម្លាំងយឺតគឺសមាមាត្រទៅនឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយ៖

ច X គ្រប់គ្រង = -kx,

កន្លែងណា ច x គ្រប់គ្រង - ការព្យាករណ៍នៃកម្លាំងយឺតនៅលើអ័ក្ស X;k- មេគុណនៃការបត់បែន(សម្រាប់និទាឃរដូវ - ភាពរឹង),ហើយសញ្ញាដកបង្ហាញពីវា។ ច x គ្រប់គ្រង ដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយទៅនឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយ X.

យោងតាមច្បាប់ទី 3 របស់ញូវតុន កម្លាំងខូចទ្រង់ទ្រាយគឺស្មើនឹងកម្លាំងយឺត ហើយដឹកនាំផ្ទុយទៅនឹងវា ពោលគឺឧ។

ច x =-F x គ្រប់គ្រង =kxការងារបឋម ដា,អនុវត្តដោយកម្លាំង F x នៅការខូចទ្រង់ទ្រាយគ្មានកំណត់ dx គឺស្មើនឹង

dA = F x dx = kxdx,

ការងារពេញលេញ

ទៅបង្កើនថាមពលសក្តានុពលនៃនិទាឃរដូវ។ ដូច្នេះថាមពលសក្តានុពលនៃរាងកាយដែលខូចទ្រង់ទ្រាយយឺត

ទំ =kx 2 /2.

ថាមពលសក្តានុពលនៃប្រព័ន្ធ ដូចជាថាមពល kinetic គឺជាមុខងារនៃស្ថានភាពនៃប្រព័ន្ធ។ វាអាស្រ័យតែលើការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រព័ន្ធ និងទីតាំងរបស់វាទាក់ទងនឹងតួខាងក្រៅប៉ុណ្ណោះ។

ថាមពលមេកានិកសរុបនៃប្រព័ន្ធ- ថាមពលនៃចលនាមេកានិច និងអន្តរកម្ម៖

i.e. ស្មើនឹងផលបូកនៃថាមពល kinetic និងសក្តានុពល។

ថាមពល Kinetic- អនុគមន៍មាត្រដ្ឋាន ដែលជារង្វាស់នៃចលនានៃចំណុចសម្ភារៈដែលបង្កើតប្រព័ន្ធមេកានិកដែលកំពុងពិចារណា ហើយអាស្រ័យតែលើម៉ូឌុលម៉ាស់ និងល្បឿននៃចំណុចទាំងនេះប៉ុណ្ណោះ។ សម្រាប់ចលនាក្នុងល្បឿនតិចជាងល្បឿនពន្លឺខ្លាំង ថាមពល kinetic ត្រូវបានសរសេរជា

T = ∑ m i v i 2 2 (\displaystyle T=\sum ((m_(i)v_(i)^(2)) \over 2)),

តើសន្ទស្សន៍នៅឯណា ខ្ញុំ (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម\i)លេខចំណុចសម្ភារៈ។ ថាមពល kinetic នៃចលនាបកប្រែ និងចលនារង្វិលគឺដាច់ឆ្ងាយ។ កាន់តែតឹងរ៉ឹងជាងនេះទៅទៀត ថាមពល kinetic គឺជាភាពខុសគ្នារវាងថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធមួយ និងថាមពលដែលនៅសល់របស់វា។ ដូច្នេះថាមពល kinetic គឺជាផ្នែកនៃថាមពលសរុបដោយសារចលនា។ នៅពេលដែលរាងកាយមិនមានចលនា ថាមពល kinetic របស់វាគឺសូន្យ។ ការរចនាដែលអាចធ្វើបានសម្រាប់ថាមពល kinetic: T (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម T), E k i n (\displaystyle E_(kin)), K (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម K)និងអ្នកដទៃ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធ SI វាត្រូវបានវាស់ជា joules (J) ។

ប្រវត្តិនៃគំនិត

ថាមពល Kinetic នៅក្នុងមេកានិចបុរាណ

ករណីនៃចំណុចសម្ភារៈមួយ។

តាមនិយមន័យថាមពល kinetic នៃចំណុចសម្ភារៈដែលមានម៉ាស់ m (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម m)ត្រូវបានគេហៅថាបរិមាណ

T = m v 2 2 (\displaystyle T=((mv^(2)) \over 2)),

វាត្រូវបានសន្មត់ថាល្បឿននៃចំណុច v (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម v)តែងតែតិចជាងល្បឿនពន្លឺខ្លាំង។ ការប្រើប្រាស់គំនិតនៃសន្ទុះ ( p → = m v → (\displaystyle (\vec (p)) = m(\vec (v)))) កន្សោមនេះនឹងយកទម្រង់ T = p 2 / 2 m (\displaystyle \ T=p^(2)/2m).

ប្រសិនបើ F → (\displaystyle (\vec (F)))- លទ្ធផលនៃកម្លាំងទាំងអស់ដែលបានអនុវត្តចំពោះចំណុចមួយ ការបញ្ចេញមតិនៃច្បាប់ទីពីររបស់ញូតុននឹងត្រូវបានសរសេរជា F → = m a → (\displaystyle (\vec (F))=m(\vec (a))). ដោយធ្វើមាត្រដ្ឋានគុណវាដោយការផ្លាស់ទីលំនៅនៃចំណុចសម្ភារៈនិងយកទៅក្នុងគណនីនោះ។ a → = d v → / d t (\displaystyle (\vec (a))=(\rm (d))(\vec (v))/(\rm (d))t), និង d (v 2) / d t = d (v → ⋅ v →) / d t = 2 v → ⋅ d v → / d t (\displaystyle (\rm (d))(v^(2))/(\rm (d) ))t=(\rm (d))((\vec (v))\cdot (\vec (v)))/(\rm (d))t=2(\vec (v))\cdot ( \rm (d))(\vec (v))/(\rm (d))t), យើងទទួលបាន F → d s → = d (m v 2 / 2) = d T (\displaystyle \(\vec (F))(\rm (d))(\vec (s))=(\rm (d))(mv ^(2)/2)=(\rm (d))T).

ប្រសិនបើប្រព័ន្ធត្រូវបានបិទ (មិនមានកម្លាំងខាងក្រៅ) ឬលទ្ធផលនៃកម្លាំងទាំងអស់គឺសូន្យ នោះបរិមាណនៅក្រោមឌីផេរ៉ង់ស្យែល T (\displaystyle\T)នៅតែថេរ ពោលគឺថាមពល kinetic គឺជាអាំងតេក្រាលនៃចលនា។

ករណីនៃរាងកាយរឹងពិតប្រាកដ

T = M v 2 2 + I ω 2 .

(\displaystyle T=(\frac (Mv^(2))(2))+(\frac (I\omega ^(2))(2))) នេះគឺជាម៉ាសរាងកាយ, v (\displaystyle\v) - ល្បឿននៃកណ្តាលនៃម៉ាស់,ω → (\displaystyle (\vec (\omega)))

និងជាល្បឿនមុំនៃរាងកាយ និងពេលនៃនិចលភាពរបស់វាទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សភ្លាមៗដែលឆ្លងកាត់កណ្តាលនៃម៉ាស់។

ថាមពល Kinetic នៅក្នុងធារាសាស្ត្រ

ការបែងចែកថាមពល kinetic ទៅជាផ្នែកដែលមានសណ្តាប់ធ្នាប់ និងមិនមានសណ្តាប់ធ្នាប់ (ការប្រែប្រួល) អាស្រ័យលើជម្រើសនៃមាត្រដ្ឋានជាមធ្យមលើបរិមាណ ឬលើសម៉ោង។ ដូច្នេះ ជាឧទាហរណ៍ ខ្យល់បក់បរិយាកាសដ៏ធំ ព្យុះស៊ីក្លូន និងអង់ទីគ័រ ដែលបង្កើតអាកាសធាតុជាក់លាក់នៅកន្លែងសង្កេត ត្រូវបានគេចាត់ទុកក្នុងឧតុនិយមថាជាចលនាតាមលំដាប់នៃបរិយាកាស ខណៈដែលពីទស្សនៈនៃចរន្តទូទៅនៃបរិយាកាស និងទ្រឹស្តីអាកាសធាតុ។ ទាំងនេះគឺជា eddies ដ៏ធំដែលត្រូវបានសន្មតថាជាចលនារំខាននៃបរិយាកាស។

ថាមពល Kinetic នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច នៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ថាមពល kinetic គឺជាប្រតិបត្តិករ ដែលសរសេរដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយសញ្ញាបុរាណ ក្នុងន័យនៃសន្ទុះ ដែលក្នុងករណីនេះក៏ជាប្រតិបត្តិករផងដែរ ( p ^ = − j ℏ ∇ (\displaystyle (\hat (p))=-j\hbar \nabla)

, - ឯកតាស្រមើស្រមៃ)៖

T^=p^2 2 m = − ℏ 2 2 m Δ (\displaystyle (\hat (T))=(\frac ((\hat (p))^(2))(2m))=-(\ frac (\hbar ^(2))(2m))\Delta) កន្លែងណាℏ (\displaystyle \hbar) - កាត់បន្ថយថេរ Planck,∇ (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម \nabla) - ប្រតិបត្តិកររ៉ាដា,Δ (\ រចនាប័ទ្ម \\ ដីសណ្ត)

- ប្រតិបត្តិករ Laplace ។ ថាមពល Kinetic នៅក្នុងទម្រង់នេះត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុងសមីការដ៏សំខាន់បំផុតនៃមេកានិចកង់ទិច - សមីការ Schrödinger ។

ថាមពល Kinetic នៅក្នុងមេកានិចទំនាក់ទំនង

ប្រសិនបើបញ្ហាអនុញ្ញាតឱ្យចលនាក្នុងល្បឿនជិតនឹងល្បឿនពន្លឺ ថាមពល kinetic នៃចំណុចសម្ភារៈត្រូវបានកំណត់ថាជា

T = m c 2 1 − v 2 / c 2 − m c 2 , (\displaystyle T=(\frac (mc^(2))(\sqrt (1-v^(2)/c^(2)))) -mc^(2),) នេះគឺជាម៉ាសរាងកាយ,តើម៉ាស់នៅឯណា? - ល្បឿននៃចលនានៅក្នុងស៊ុមយោង inertial ដែលបានជ្រើសរើស, c (\បង្ហាញរចនាប័ទ្ម\c) - ល្បឿននៃពន្លឺនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ ( m c 2 (\displaystyle mc^(2)) F → d s → = d T (\displaystyle \(\vec (F))(\rm (d))(\vec (s))=(\rm (d))T)ទទួលបានដោយគុណនឹង d s → = v → d t (\displaystyle (\rm (d))(\vec (s))=(\vec (v))(\rm (d))t)កន្សោមនៃច្បាប់ទីពីររបស់ញូតុន (ក្នុងទម្រង់ F → = m ⋅ d (v → / 1 − v 2 / c 2) / d t (\displaystyle \(\vec (F))=m\cdot (\rm (d))((\vec (v)) /(\sqrt (1-v^(2)/c^(2))))/(\rm (d))t)).