গতিশক্তি নির্ধারণ করুন। §2.6 গতিশক্তি

সংজ্ঞা:একটি শরীরের গতিশক্তি তার অনুবাদমূলক গতির শক্তি।

যদি একটি বাহ্যিক শক্তি বিশ্রামে একটি শরীরের উপর কাজ করে, পরবর্তীটি একটি নির্দিষ্ট গতি অর্জন করে এবং নিজেই কাজ করতে সক্ষম হয়। কাজের এই স্টক বলা হয় গতিসম্পর্কিত শক্তিমৃতদেহ আসুন আমরা একটি বস্তুগত বিন্দুর গতির সমীকরণ লিখি:

কোথায় - পরিসমাপ্তি বল. চলুন গতির সমীকরণটিকে স্কেলারলি দ্বারা গুণ করি

, তারপর


সমীকরণের ডানদিকে আমরা প্রাথমিক কাজ পেয়েছি, বাম দিকে - একটি অভিব্যক্তি যা মোট ডিফারেনশিয়ালের আকারে রূপান্তরিত হতে পারে:


ফলে আমাদের আছে

, অর্থাৎ প্রাথমিক কাজ জোর করে করা ,মান বৃদ্ধির সমান

, একটি নির্বিচারে ধ্রুবক পর্যন্ত নির্ধারিত। দেখা যাচ্ছে যে বল কিছু কাজ করে, এবং শরীরের গতিশক্তি একই পরিমাণে বৃদ্ধি পায় (সাধারণ উপাধি টিবা ডব্লিউআত্মীয় ). একটি শক্তি দ্বারা নেতিবাচক কাজ করা হলে, শরীরের গতিশক্তি হ্রাস পায়: ক্রিয়া শক্তিকে অতিক্রম করতে শক্তি ব্যয় হয়। এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে বিশ্রামে থাকা একটি দেহের গতিশক্তি থাকে না, তাই একটি নির্বিচারে ধ্রুবককে শূন্যের সমান বলে ধরে নেওয়া হয়:

.

§17. সম্ভাব্য শক্তি।

সংজ্ঞা:সম্ভাব্য শক্তি একটি যান্ত্রিক সিস্টেমের শক্তির অংশ যা শুধুমাত্র তার কনফিগারেশনের উপর নির্ভর করে, যেমন সিস্টেমের সমস্ত কণার আপেক্ষিক অবস্থান এবং বহিরাগত সম্ভাব্য ক্ষেত্রের অবস্থানের উপর।

একটি নির্বিচারে অবস্থান "1" থেকে অন্য অবস্থান "2" এ সরানোর সময় সম্ভাব্য শক্তির ক্ষতি পরিমাপ করা হয় কাজ A 12 দ্বারা সম্পাদিত সমস্ত সম্ভাব্য: অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক শক্তিগুলি সিস্টেমে কাজ করে:

(1) (2) = ক 12 বা = 12 ,

কোথায় = (2) (1) - একটি যান্ত্রিক সিস্টেমের সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তন,

(1), (2) "1" এবং "2" অবস্থানে যান্ত্রিক সিস্টেমের সম্ভাব্য শক্তির মান।

তদনুসারে, সিস্টেমের কনফিগারেশনে একটি ছোট পরিবর্তন সহ সম্ভাব্য শক্তির কাজ ক = dU.

এই সম্পর্কগুলি একটি স্থির (সময়-স্বাধীন) বহিরাগত সম্ভাব্য ক্ষেত্রের ক্ষেত্রে বৈধ। সবচেয়ে সহজ ক্ষেত্রে, যখন একটি উপাদান বিন্দু একটি বাহ্যিক সম্ভাব্য ক্ষেত্রে থাকে, তখন এই ক্ষেত্রটি যে বল দিয়ে বিন্দুতে কাজ করে তা সূত্র দ্বারা গণনা করা হয়:

কোথায়

 একটি স্কেলার ফাংশনের গ্রেডিয়েন্ট বলা হয় (এই ক্ষেত্রে, সম্ভাব্য শক্তি)। গ্রেডিয়েন্ট হল একটি ভেক্টর পরিমাণ যা ফাংশনের মান বৃদ্ধির দিকে নির্দেশিত . উপরের সূত্রটিতে "" চিহ্ন রয়েছে, যা নির্দেশ করে যে বলটি ফাংশনের মান হ্রাসের দিকে পরিচালিত হয় .

বিপরীত সম্পর্ক, যা আমাদের সম্ভাব্য শক্তির পরিচিত অভিব্যক্তি থেকে সম্ভাব্য শক্তির মান গণনা করতে দেয়, স্পষ্টতই


.

প্রদত্ত সূত্রটি বিশেষ ক্ষেত্রে সম্ভাব্য শক্তির সুস্পষ্ট অভিব্যক্তি নির্ধারণ করা সম্ভব করে তোলে। এই অবিচ্ছেদ্য গণনা করার সময়, তারা এমন একটি সীমা বেছে নেওয়ার চেষ্টা করে বিভবশক্তিবিবেচনাধীন বিন্দুতে শূন্যের সমান ছিল।

উদাহরণ নং 1।

দুটি দেহের মধ্যে মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া বল সমান

,

কাজের ধারণার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত আরেকটি মৌলিক শারীরিক ধারণা - শক্তির ধারণা। যেহেতু মেকানিক্স অধ্যয়ন, প্রথমত, দেহের গতিবিধি এবং দ্বিতীয়ত, একে অপরের সাথে দেহের মিথস্ক্রিয়া, এটি দুটি ধরণের যান্ত্রিক শক্তির মধ্যে পার্থক্য করার প্রথাগত: গতিসম্পর্কিত শক্তি, শরীরের আন্দোলন দ্বারা সৃষ্ট, এবং বিভবশক্তি, অন্যান্য শরীরের সাথে একটি শরীরের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট.

গতিসম্পর্কিত শক্তি যান্ত্রিক সিস্টেম শক্তি বলা হয়এই সিস্টেমের পয়েন্টের গতির উপর নির্ভর করে।

একটি বস্তুগত বিন্দুতে প্রয়োগ করা ফলের শক্তির কাজ নির্ধারণ করে গতিশক্তির জন্য একটি অভিব্যক্তি পাওয়া যেতে পারে। (2.24) এর উপর ভিত্তি করে, আমরা ফলিত বলের প্রাথমিক কাজের সূত্র লিখি:

কারণ

, তারপর dA = mυdυ। (2.25)

শরীরের গতি υ 1 থেকে υ 2 এ পরিবর্তিত হলে ফলাফলের শক্তি দ্বারা সম্পন্ন কাজ খুঁজে বের করার জন্য, আমরা অভিব্যক্তিকে একীভূত করি (2.29):


(2.26)

কাজ যেহেতু এক শরীর থেকে অন্য শরীরে শক্তি স্থানান্তরের একটি পরিমাপ, তাই

(2.30) এর উপর ভিত্তি করে, আমরা লিখি যে পরিমাণ গতিশক্তি আছে

শরীর:

যেখান থেকে (1.44) এর পরিবর্তে আমরা পাই


(2.27)

সূত্র (2.30) দ্বারা প্রকাশিত উপপাদ্যকে সাধারণত বলা হয় গতিশক্তি উপপাদ্য . এটি অনুসারে, একটি শরীরের (বা দেহের সিস্টেম) উপর কাজ করা শক্তিগুলির কাজ এই দেহের (বা দেহের সিস্টেম) গতিশক্তির পরিবর্তনের সমান।

গতিশক্তি তত্ত্ব থেকে এটি অনুসরণ করে গতিশক্তির শারীরিক অর্থ : একটি শরীরের গতিশক্তি তার গতিকে শূন্যে নামিয়ে আনার প্রক্রিয়ায় যে কাজটি করতে সক্ষম তার সমান।একটি দেহের গতিশক্তির "রিজার্ভ" যত বেশি, এটি তত বেশি কাজ করতে পারে।

একটি সিস্টেমের গতিশক্তি উপাদান বিন্দুগুলির গতিশক্তির সমষ্টির সমান যা এই সিস্টেমটি গঠিত:


(2.28)

শরীরের উপর ক্রিয়াশীল সমস্ত শক্তির কাজ যদি ইতিবাচক হয় তবে দেহের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, যদি কাজটি নেতিবাচক হয় তবে গতিশক্তি হ্রাস পায়।

এটা স্পষ্ট যে শরীরে প্রয়োগ করা সমস্ত শক্তির ফলাফলের প্রাথমিক কাজ শরীরের গতিশক্তিতে প্রাথমিক পরিবর্তনের সমান হবে:

dA = dE k. (2.29)

উপসংহারে, আমরা লক্ষ্য করি যে গতিশক্তি, গতির গতির মতো, আপেক্ষিক। উদাহরণস্বরূপ, একটি ট্রেনে বসা একজন যাত্রীর গতিশক্তি ভিন্ন হবে যদি আমরা রাস্তার পৃষ্ঠের সাপেক্ষে বা গাড়ির সাথে সম্পর্কিত গতিবিধি বিবেচনা করি।

§2.7 সম্ভাব্য শক্তি

দ্বিতীয় প্রকার যান্ত্রিক শক্তি বিভবশক্তি - শরীরের মিথস্ক্রিয়া কারণে শক্তি।

সম্ভাব্য শক্তি দেহের কোনো মিথস্ক্রিয়াকে চিহ্নিত করে না, তবে কেবলমাত্র যা গতির উপর নির্ভর করে না এমন শক্তি দ্বারা বর্ণনা করা হয়। অধিকাংশ বল (মাধ্যাকর্ষণ, স্থিতিস্থাপকতা, মহাকর্ষীয় বল, ইত্যাদি) শুধু তাই; একমাত্র ব্যতিক্রম ঘর্ষণ শক্তি। বিবেচনাধীন বাহিনীর কাজ ট্র্যাজেক্টোরির আকৃতির উপর নির্ভর করে না, তবে শুধুমাত্র তার প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থান দ্বারা নির্ধারিত হয়। একটি বদ্ধ ট্র্যাজেক্টোরিতে এই জাতীয় শক্তি দ্বারা করা কাজ শূন্য।

যে শক্তিগুলির কাজ ট্র্যাজেক্টোরির আকৃতির উপর নির্ভর করে না, তবে শুধুমাত্র বস্তুগত বিন্দুর (শরীর) প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থানের উপর নির্ভর করে তাদের বলা হয় সম্ভাব্য বা রক্ষণশীল শক্তি .

যদি একটি শরীর সম্ভাব্য শক্তির মাধ্যমে তার পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তাহলে এই মিথস্ক্রিয়াকে চিহ্নিত করার জন্য সম্ভাব্য শক্তির ধারণা চালু করা যেতে পারে।

সম্ভাব্য শরীরের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট শক্তি এবং তাদের আপেক্ষিক অবস্থানের উপর নির্ভর করে।

আসুন মাটির উপরে উত্থিত একটি শরীরের সম্ভাব্য শক্তি খুঁজে বের করা যাক। m ভরের একটি অংশকে একটি মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রের অবস্থান 1 থেকে অবস্থান 2 পর্যন্ত একটি পৃষ্ঠ বরাবর সমানভাবে চলতে দিন যার অঙ্কনের সমতল দ্বারা ক্রস-সেকশনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে। 2.8। এই বিভাগটি একটি বস্তুগত বিন্দু (শরীরের) গতিপথ। যদি কোন ঘর্ষণ না থাকে, তাহলে তিনটি শক্তি বিন্দুতে কাজ করে:

1) পৃষ্ঠ থেকে N বল পৃষ্ঠে স্বাভাবিক, এই বলের কাজ শূন্য;

2) মাধ্যাকর্ষণ mg, এই বলের কাজ A 12;

3) কিছু ড্রাইভিং বডি থেকে ট্র্যাকশন ফোর্স এফ (অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিন, বৈদ্যুতিক মোটর, ব্যক্তি, ইত্যাদি); A T দ্বারা এই শক্তির কাজকে বোঝানো যাক।

দৈর্ঘ্য ℓ (চিত্র 2.9) একটি বাঁক সমতল বরাবর একটি শরীর সরানোর সময় মাধ্যাকর্ষণ কাজ বিবেচনা করা যাক। এই চিত্র থেকে দেখা যায়, কাজ সমান

A" = mgℓ cosα = mgℓ cos(90° + α) = - mgℓ sinα

ত্রিভুজ ВСD থেকে আমাদের আছে ℓ sinα = h, তাই শেষ সূত্র থেকে এটি অনুসরণ করে:

একটি শরীরের গতিপথ (চিত্র 2.8 দেখুন) একটি ঝোঁক সমতলের ছোট অংশ দ্বারা পরিকল্পিতভাবে উপস্থাপিত হতে পারে, তাই, সমগ্র ট্র্যাজেক্টোরি 1 -2 তে মাধ্যাকর্ষণ কাজের জন্য, নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিটি বৈধ:

A 12 =mg (h 1 -h 2) =-(mg h 2 - mg h 1) (2.30)

তাই, মহাকর্ষের কাজ শরীরের গতিপথের উপর নির্ভর করে না, তবে ট্র্যাজেক্টোরির শুরু এবং শেষ বিন্দুর উচ্চতার পার্থক্যের উপর নির্ভর করে।

আকার

e n = mg h (2.31)

ডাকা বিভবশক্তি একটি বস্তুগত বিন্দু (দেহ) ভর m একটি উচ্চতা h মাটির উপরে উত্থাপিত. অতএব, সূত্র (2.30) নিম্নরূপ পুনর্লিখন করা যেতে পারে:

A 12 = =-(En 2 - En 1) বা A 12 = =-ΔEn (2.32)

অভিকর্ষের কাজটি বিপরীত চিহ্ন সহ গৃহীত দেহগুলির সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তনের সমান, অর্থাৎ এর চূড়ান্ত এবং প্রাথমিকের মধ্যে পার্থক্যমান (সম্ভাব্য শক্তি উপপাদ্য ).

স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত শরীরের জন্য অনুরূপ যুক্তি দেওয়া যেতে পারে।


(2.33)

মনে রাখবেন যে শারীরিক অর্থএকটি পরিমাণ হিসাবে একটি সম্ভাব্য শক্তি পার্থক্য আছে যা রক্ষণশীল শক্তির কাজ নির্ধারণ করে। এই বিষয়ে, কোন অবস্থান, কনফিগারেশন, শূন্য সম্ভাব্য শক্তিকে দায়ী করা উচিত তা বিবেচ্য নয়।

সম্ভাব্য শক্তি উপপাদ্য থেকে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ফলাফল পাওয়া যেতে পারে: রক্ষণশীল বাহিনী সর্বদা সম্ভাব্য শক্তি হ্রাসের দিকে পরিচালিত হয়।প্রতিষ্ঠিত প্যাটার্ন বাস্তবে উদ্ভাসিত হয় যে যে কোনও সিস্টেম নিজের কাছে রেখে যায় এমন একটি অবস্থায় চলে যায় যেখানে তার সম্ভাব্য শক্তির মূল্য কম থাকে।এই ন্যূনতম সম্ভাব্য শক্তির নীতি .

যদি একটি প্রদত্ত অবস্থায় একটি সিস্টেমে ন্যূনতম সম্ভাব্য শক্তি না থাকে, তাহলে এই অবস্থাকে বলা হয় energetically প্রতিকূল.

যদি বলটি একটি অবতল বাটির নীচে থাকে (চিত্র 2.10, a), যেখানে এর সম্ভাব্য শক্তি ন্যূনতম (প্রতিবেশী অবস্থানে এর মানগুলির তুলনায়), তবে এর অবস্থা আরও অনুকূল। এই ক্ষেত্রে বলের ভারসাম্য টেকসই: আপনি যদি বলটিকে পাশে নিয়ে যান এবং ছেড়ে দেন তবে এটি তার আসল অবস্থানে ফিরে আসবে।

উদাহরণস্বরূপ, উত্তল পৃষ্ঠের শীর্ষে বলের অবস্থান শক্তিগতভাবে প্রতিকূল (চিত্র 2.10, b)। বলের উপর ক্রিয়াশীল শক্তির যোগফল শূন্য, এবং তাই এই বলটি ভারসাম্যপূর্ণ হবে। তবে, এই ভারসাম্য অস্থিতিশীল: সামান্যতম প্রভাব এটিকে গড়িয়ে যাওয়ার জন্য যথেষ্ট এবং এর ফলে এমন একটি অবস্থায় চলে যায় যা শক্তির দিক থেকে আরও অনুকূল, যেমন কম থাকার

পৃ বিভবশক্তি.

উদাসীনসাম্যাবস্থায় (চিত্র 2.10, c), একটি শরীরের সম্ভাব্য শক্তি তার সম্ভাব্য নিকটতম অবস্থার সম্ভাব্য শক্তির সমান।

চিত্র 2.11-এ, আপনি স্থানের কিছু সীমিত অঞ্চল নির্দেশ করতে পারেন (উদাহরণস্বরূপ cd), যেখানে সম্ভাব্য শক্তি বাইরের তুলনায় কম। এই এলাকার নামকরণ করা হয় সম্ভাব্য ভাল .

অনুবাদমূলকভাবে চলমান কঠিন শরীরের গতিশক্তি খুব সহজভাবে নির্ধারিত হয়। যেহেতু এই ধরনের নড়াচড়ার সময় শরীরের সমস্ত বিন্দুর গতি একই থাকে, গতিশক্তি কেবল সমান (4)

শরীরের গতি কোথায়, এবং M হল তার পূর্ণ ভর. এই অভিব্যক্তিটি একই রকম যেন M-এর একটি বস্তুগত বিন্দু গতির সাথে চলছিল। এটা স্পষ্ট যে একটি অনমনীয় দেহের অনুবাদগত গতি বস্তুগত বিন্দুর গতিবিধি থেকে কোনো উল্লেখযোগ্য উপায়ে আলাদা নয়।

আসুন এখন একটি ঘূর্ণায়মান দেহের গতিশক্তি নির্ধারণ করি। এটি করার জন্য, আসুন আমরা মানসিকভাবে একে আলাদা প্রাথমিক অংশে ভাগ করি, এত ছোট যে সেগুলিকে বস্তুগত বিন্দুর মতো চলমান বলে বিবেচনা করা যেতে পারে। যদি m i হল i-th মৌলের ভর, এবং r i হল ঘূর্ণনের অক্ষের দূরত্ব, তাহলে এর গতি সমান হয়, যেখানে দেহের ঘূর্ণনের কৌণিক গতি। এই উপাদানটির গতিশক্তি সমান এবং এই শক্তিগুলিকে সংক্ষেপে আমরা শরীরের মোট গতিশক্তি পাই (5)

এখানে বন্ধনীর পরিমাণ নির্ভর করে আমরা কোন ধরনের কঠিন শরীরের সাথে কাজ করছি (এর আকৃতি, আকার এবং এতে ভরের বন্টন), সেইসাথে এটিতে ঘূর্ণনের অক্ষটি কীভাবে অবস্থিত তার উপর। এই পরিমাণ, কঠোর শরীর এবং ঘূর্ণনের নির্বাচিত অক্ষের বৈশিষ্ট্যযুক্ত, বলা হয় নিষ্ক্রিয়তা মুহূর্তএকটি প্রদত্ত অক্ষের সাথে সম্পর্কিত দেহগুলি।

এর আমি অক্ষর দ্বারা এটি বোঝানো যাক: (6)

যদি একটি কঠিন শরীর কঠিন হয়, তবে এটি অবশ্যই অসীমভাবে বড় সংখ্যক অসীম ছোট অংশে বিভক্ত হবে; লিখিত সূত্রে যোগফল তারপর ইন্টিগ্রেশন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। আমরা উদাহরণ স্বরূপ নির্দেশ করি যে একটি কঠিন বলের জড়তার মুহূর্ত (ভর M এবং ব্যাসার্ধ R সহ) তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়া অক্ষের সাপেক্ষে ; একটি পাতলা রডের জড়তার মুহূর্ত (দৈর্ঘ্য l) একটি অক্ষ লম্বের সাপেক্ষে, এটির মাঝখান দিয়ে যাচ্ছে, এর সমান।

সুতরাং, একটি ঘূর্ণায়মান শরীরের গতিশক্তিকে (7) হিসাবে লেখা যেতে পারে

এই অভিব্যক্তিটি আনুষ্ঠানিকভাবে অনুবাদমূলক গতির শক্তির অভিব্যক্তির অনুরূপ, এটি থেকে ভিন্ন যে গতির পরিবর্তে কৌণিক বেগ রয়েছে, এবং ভরের পরিবর্তে - জড়তার মুহূর্ত। এখানে আমাদের প্রথম উদাহরণ রয়েছে যে ঘূর্ণনে জড়তার মুহূর্ত অনুবাদমূলক গতিতে ভরের মতোই ভূমিকা পালন করে।

যথেচ্ছভাবে চলমান অনমনীয় দেহের গতিশক্তিকে অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণন শক্তির সমষ্টি হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে যদি, দুটি গতিকে পৃথক করার পদ্ধতিতে, আমরা শরীরের জড়তার কেন্দ্রে প্রধান বিন্দু O নির্বাচন করি। তারপরে ঘূর্ণন গতি তার জড়তার কেন্দ্রের সাপেক্ষে শরীরের বিন্দুগুলির আন্দোলনকে প্রতিনিধিত্ব করবে, অর্থাৎ এটি "অভ্যন্তরীণ" গতির ভূমিকা পালন করে। অতএব, একটি নির্বিচারে চলমান শরীরের গতিশক্তি জন্য আমরা আছে (8)

জড়তার মুহুর্তের জন্য সূচক "0" এর মানে হল যে এটি জড়তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়া অক্ষের সাপেক্ষে নেওয়া হয়।

একটি নির্দিষ্ট Z অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণায়মান একটি কঠোর শরীর বিবেচনা করুন যা জড়তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যায় না। এই আন্দোলনের গতিশক্তি হল , যেখানে আমি Z অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার মুহূর্ত। অন্যদিকে, আমরা এই একই গতিকে জড়তার কেন্দ্রের V গতির সাথে অনুবাদমূলক গতির সংমিশ্রণ হিসাবে বিবেচনা করতে পারি এবং একটি চারপাশে ঘূর্ণন (একই কৌণিক বেগ সহ) Z অক্ষের সমান্তরাল জড়তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়া অক্ষ Z অক্ষ থেকে জড়তার কেন্দ্রের দূরত্ব, তারপর এর গতি V= . অতএব, একটি শরীরের গতিশক্তি এছাড়াও ফর্ম প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে

উভয় অভিব্যক্তি তুলনা, আমরা খুঁজে

এই সূত্রটি প্রথমটির সমান্তরাল অপর একটি অক্ষের সাপেক্ষে জড়তার মুহূর্তটির সাথে যেকোন অক্ষের সাপেক্ষে একটি দেহের জড়তার মুহূর্তকে সংযুক্ত করে এবং জড়তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যায় (Huygens-Steiner theorem)। স্পষ্টতই, আমি সর্বদা আমি 0 এর চেয়ে বড়। অন্য কথায়, একটি প্রদত্ত অক্ষের দিকনির্দেশের জন্য, জড়তার কেন্দ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়া অক্ষের জন্য জড়তার মুহূর্তের সর্বনিম্ন মান অর্জন করা হয়।

গতিসম্পর্কিত শক্তি- স্কেলার ফাংশন, যা একটি বস্তুগত বিন্দুর গতিবিধির একটি পরিমাপ এবং শুধুমাত্র বিবেচনাধীন ভৌত সিস্টেম গঠনকারী বস্তুগত বিন্দুগুলির ভর এবং বেগের মডুলাসের উপর নির্ভর করে, যান্ত্রিক সিস্টেমের শক্তি, যান্ত্রিক সিস্টেমের গতির উপর নির্ভর করে নির্বাচিত রেফারেন্স সিস্টেমে এর পয়েন্ট। প্রায়শই অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণনগত গতির গতিশক্তি নির্গত হয়।

আরও কঠোরভাবে, গতিশক্তি হল একটি সিস্টেমের মোট শক্তি এবং এর বিশ্রাম শক্তির মধ্যে পার্থক্য; এইভাবে, গতিশক্তি হল গতির কারণে মোট শক্তির অংশ।

সহজ কথায়, গতিশক্তি হল সেই শক্তি যা একটি শরীরে থাকে যখন এটি নড়াচড়া করে। শরীর যখন নড়াচড়া করে তখন গতিশক্তি শূন্য হয়।

শারীরিক অর্থ

আসুন একটি কণার সমন্বয়ে গঠিত একটি সিস্টেম বিবেচনা করি এবং নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র লিখি:

শরীরের উপর ক্রিয়াশীল সমস্ত শক্তির একটি ফলাফল রয়েছে। আসুন আমরা কণার স্থানচ্যুতি দ্বারা সমীকরণটিকে স্কেলারলি গুণ করি। এটি বিবেচনা করে, আমরা পাই:

যদি সিস্টেমটি বন্ধ থাকে, অর্থাৎ, সিস্টেমের বাইরের কোন শক্তি নেই, বা সমস্ত শক্তির ফলাফল শূন্য হয়, তাহলে , এবং মান

ধ্রুবক. এই পরিমাণ বলা হয় গতিসম্পর্কিত শক্তিকণা যদি সিস্টেমটি বিচ্ছিন্ন হয়, তাহলে গতিশক্তি হল গতির অবিচ্ছেদ্য অংশ।

একটি একেবারে অনমনীয় শরীরের জন্য, মোট গতিশক্তিকে অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণনগত গতির গতিশক্তির যোগফল হিসাবে লেখা যেতে পারে:

শরীরের ভর

ভর শরীরের কেন্দ্র গতি

জড়তার মুহূর্ত telakg m²

শরীরের কৌণিক বেগ। rad/s

চলুন গতির বিভিন্ন ক্ষেত্রে গতিশক্তি খুঁজে বের করা যাক:

1. অগ্রসর আন্দোলন

সিস্টেমের সমস্ত বিন্দুর বেগ ভর কেন্দ্রের বেগের সমান। তারপর

অনুবাদমূলক গতির সময় সিস্টেমের গতিশক্তি সিস্টেমের ভরের অর্ধেক গুণফল এবং ভর কেন্দ্রের বেগের বর্গক্ষেত্রের সমান।

2. ঘূর্ণায়মান আন্দোলন(চিত্র 77)

শরীরের যে কোনো বিন্দুর গতি: . তারপর

অথবা সূত্র ব্যবহার করে (15.3.1):

ঘূর্ণনের সময় একটি দেহের গতিশক্তি ঘূর্ণনের অক্ষ এবং এর কৌণিক বেগের বর্গক্ষেত্রের সাপেক্ষে শরীরের জড়তার মুহুর্তের অর্ধেক গুণফলের সমান।

3. সমতল-সমান্তরাল গতি

একটি প্রদত্ত আন্দোলনের জন্য, গতিশক্তি অনুবাদমূলক এবং ঘূর্ণনশীল আন্দোলনের শক্তি নিয়ে গঠিত

গতির সাধারণ কেসটি শেষের মতো গতিশক্তি গণনা করার জন্য একটি সূত্র দেয়।

আমরা অধ্যায় 14-এর 3 অনুচ্ছেদে কাজ এবং শক্তির সংজ্ঞা তৈরি করেছি। এখানে আমরা একটি যান্ত্রিক সিস্টেমে কাজ করা শক্তির কাজ এবং শক্তি গণনার উদাহরণগুলি দেখব।

কাজের শারীরিক অর্থ

একটি কণার চলাচলের সময় সমস্ত শক্তির কাজ কণার গতিশক্তি বৃদ্ধি করে:

গতিশক্তির বৈশিষ্ট্য

সংযোজন।এই বৈশিষ্ট্যটির অর্থ হল যে উপাদান বিন্দু নিয়ে গঠিত একটি যান্ত্রিক সিস্টেমের গতিশক্তি সিস্টেমে অন্তর্ভুক্ত সমস্ত বস্তুগত বিন্দুর গতিশক্তির সমষ্টির সমান।

রেফারেন্স সিস্টেমের ঘূর্ণন সংক্রান্ত ইনভেরিয়েন্স।গতিশক্তি বিন্দুর অবস্থান, তার গতির দিকনির্দেশের উপর নির্ভর করে না এবং শুধুমাত্র গতির মাত্রার উপর নির্ভর করে বা, যা একই, তার গতির বর্গক্ষেত্রের উপর নির্ভর করে।

সংরক্ষণ।মিথস্ক্রিয়াগুলির সময় গতিশক্তি পরিবর্তিত হয় না যা সিস্টেমের শুধুমাত্র যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে৷ এই বৈশিষ্ট্যটি গ্যালিলিয়ান রূপান্তরের ক্ষেত্রে অপরিবর্তনীয়৷ গতিশক্তি সংরক্ষণের বৈশিষ্ট্য এবং নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র গতিশক্তির জন্য একটি গাণিতিক সূত্র বের করার জন্য যথেষ্ট৷

আপেক্ষিকতাবাদ

আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে যেকোনো বস্তুর গতিশক্তি সমান

বস্তুর ভর;

নির্বাচিত ইনর্শিয়াল রেফারেন্স সিস্টেমে একটি বস্তুর গতিবিধি;

ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি (-বিশ্রাম শক্তি)।

এই সূত্রটি নিম্নরূপ পুনর্লিখন করা যেতে পারে:

কম গতিতে (), শেষ সম্পর্কটি স্বাভাবিক সূত্রে পরিণত হয়।

গতি এবং অভ্যন্তরীণ শক্তির মধ্যে সম্পর্ক

গতিশক্তি নির্ভর করে যে অবস্থান থেকে সিস্টেমটি দেখা হয় তার উপর। যদি আমরা একটি ম্যাক্রোস্কোপিক বস্তুকে (উদাহরণস্বরূপ, দৃশ্যমান মাত্রার একটি কঠিন শরীর) একক সমগ্র হিসাবে বিবেচনা করি, তাহলে আমরা অভ্যন্তরীণ শক্তি হিসাবে শক্তির একটি রূপ সম্পর্কে কথা বলতে পারি। এই ক্ষেত্রে গতিশক্তি তখনই উপস্থিত হয় যখন শরীর সম্পূর্ণভাবে চলে।

মাইক্রোস্কোপিক দৃষ্টিকোণ থেকে বিবেচনা করা একই শরীর, পরমাণু এবং অণু নিয়ে গঠিত এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি পরমাণু এবং অণুর চলাচলের কারণে হয় এবং এই কণাগুলির তাপীয় আন্দোলনের ফলাফল হিসাবে বিবেচিত হয় এবং পরম তাপমাত্রা দেহটি পরমাণু এবং অণুগুলির এই জাতীয় চলাচলের গড় গতিশক্তির সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। আনুপাতিকতা সহগ - বোল্টজম্যানের ধ্রুবক।



শেয়ার করুন