விசை,இயக்கம் மற்றும் ஆற்றல்
விசை- விசையானது ஒரு நேர்கோட்டில் சீரான இயக்கத்தில் அல்லது ஓய்வுநிலையில் உள்ள ஒரு பொருளை இதன் நிலையிலிருந்து மாற்றும் அல்லது மாற்ற முயற்சிக்கும் தள்ளுதல் அல்லது இழுத்தல் செயலே விசை ஆகும்.
- விசையின் சரியான வரையறையை முதன் முதலில் வகுத்தவர் சர் ஐசக் நியூட்டன்.
- இது ஒரு திசை அளவுரு ஆகும்.
- விசையின் அலகு நியூட்டன் (N) அல்லது கிலோகிராம் மீட்டர் செகண்டு.$^{2}$
- F = ma
- 1கிகி எடை = 9.8N
57714.ஒரு நபர் ஒரு கதவை அதன் முனையில் (கைப்பிடியில்) 10 N அளவு விசையை செலுத்தி திறப்பார், எனில் அதே கதவை அதன் மையப் பகுதியில் இருந்து திறக்க தேவைப்படும் விசையின் மதிப்பு என்ன?
10 N
5 N
15 N
20 N
விசையின் வகைகள்
- ஈர்ப்பியல் விசை
- மின்காந்த விசை
- வலிமைமிக்க அணுக்கரு விசை
- வலிமை குன்றிய அணுக்கரு விசை
- அண்டத்தில் உள்ள ஏதேனும் இரு பொருள்களுக்கு இடையே செயல்படுவது ஈர்ப்பியல் விசை ஆகும்.
- நியூட்டனின் ஈர்ப்பியல் விதிப்படி, ஈர்ப்பியல் விசையானது நிறைகளின் பெருக்கற்பலனுக்கு நேர்தகவிலும், அவற்றிற்கிடையேயான தொலைவின் இருமடிக்கு எதிர்தகவிலும் இருக்கும்.
- இது மிகவும் வலிமை குன்றிய விசை ஆகும்.
- எலக்ட்ரான் போன்ற இரு மின்னூட்டத் துகள்களுக்கு இடையே அல்லது மின்னோட்டம் நிகழும் இரு கடத்திகளுக்கு இடையே செயல்படுவது மின்காந்த விசை ஆகும்.
- எதிர்தகவு இருமடி விதிக்கு உட்படுகிறது.
- ஈர்ப்பியல் விசையுடன் ஒப்பிடும்போது இது வலிமை உடையதாக உள்ளது.
- நிலை மின்னியல் மற்றும் காந்த விசைகளின் தொகுப்பே மின்காந்த விசை ஆகும்.
- அணுவின் அணுக்கருவில் புரோட்டான்களையும், நியூட்ரான்களையும் ஒன்றிணைத்து வைப்பது வலிமைமிக்க அணுக்கரு விசை ஆகும்.
- இது அடிப்படை விசைகளில் மிகவும் வலிமை உடையது ஆகும்.
- 10-15 m என்ற குறுந்தொலைவிற்கு மட்டுமே செயல்படும்.
- β - சிதைவு போன்ற குறிப்பிட்ட சில வகை அணுக்கரு வினைகளில் இவ்விசை முக்கியமானதாக உள்ளது.
- ஈர்ப்பியல் விசை அளவிற்கு இது வலிமை குன்றியது அல்ல.
- பொருளொன்றின் மீது விசை செயல்படும் போது அதன் அச்சைப் பற்றிச் சுழலக்கூடிய சுழற்று விளைவை விசையின் திருப்புத்திறன் என்கிறோம்.
- செயல்படும் விசையின் எண்மதிப்பையும் அச்சுக்கும் விசை செயல்படும் புள்ளிக்கும் இடையேயுள்ள செங்குத்துத் தொலைவையும் பெருக்கி வரும் தொகை விசையின் திருப்புத்திறன் ஆகும்.
- திருப்புத்திறன் = FXd
- அலகு :Nm
- இது ஒரு திசை அளவுரு
- ஒரு பொருளின் மீது செலுத்தப்படும் விசையால் செய்யப்படும் வேலை என்பது விசை மற்றும் விசையின் திசையில் பொருளின் இடப்பெயர்ச்சி ஆகியவற்றின் பெருக்கல் பலனுக்குச் சமம்.
- இது ஒரு திசை அளவுரு.
- அலகு நியூட்டன் மீட்டர் அல்லது ஜீல்
- W = Fx S
- வேலை = விசை X இடப்பெயர்ச்சி
- ஓரலகு நேரத்தில் செய்யப்படும் வேலையே திறன் என்கிறோம்
- திறன் = வேலை / எடுத்துக் கொண்ட நேரம்
- P=>W/t
- அலகு = ஜீல் / வினாடி அல்லது வாட் (w) அல்லது குதிரைத்திறன்
- 1 குதிரைத்திறன் = 746 வாட்
- 1 கிலோவாட் மணி = 1000 J/S x 60 x 60 x S = $3.6 \times 10^{6}J$
நேரத்தைப் பொறுத்து ஒரு பொருளின் நிலையில் ஏற்படும் தொடர்ச்சியான மாற்றமே அப்பொருளின் இயக்கம் ஆகும்
வகைகள்- ஒரு பரிமாண இயக்கம்
- இரு பரிமாண இயக்கம்
- முப்பரிமாண இயக்கம்
- காலத்தைச் சார்ந்து பொருளின் நிலை மாறுவதை ஒரு கூறினைக் கொண்டு குறிப்பிட்டால் அது ஒரு பரிமாண இயக்கம் எனப்படும்./li>
- எடுத்துக்காட்டு:
- நேர்கோட்டில் எறும்பு ஒன்று நகருவது, ஓடிக்கொண்டிருக்கும் தடகள வீரர்./li>
- இயக்கம் இரு கூறுகளால் குறிப்பிடப்படும்.
- எடுத்துக்காட்டு:
- ஒரு தளத்தில் இயங்கும் பொருள்.
- காலத்தைச் சார்ந்து பொருளின் நிலையின் மூன்று கூறுகளும் மாறினால் அது முப்பரிமாண இயக்கம் எனப்படும்.
- எடுத்துக்காட்டு:
- பறக்கும் பறவையின் இயக்கம், வானில் காற்றாடியின் இயக்கம், மூலக்கூறு ஒன்றின் இயக்கம்.
- புறவிசையொன்று செயல்பட்டு மாற்றும் வரை எந்த ஒரு பொருளும் தனது ஓய்வு நிலையையோ அல்லது நேர்க்கோட்டில் அமைந்த சீரான இயக்க நிலையையோ மாற்றிக் கொள்ளாமல் தொடர்ந்து அதே நிலையில் இருக்கும்.
- இவ்விதி கலிலியோவின் நிலைமை விதியின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது.
புற விசைகள் இல்லாத நிலையில், பொருள் ஒன்று தன்னிச்சையாக தானே தனது நிலையை மாற்றிக் கொள்ள இயலாத பண்பு நிலைமம் எனப்படும்.
வகைகள்- ஓய்வின் நிலைமம்
- இயக்கத்தின் நிலைமம்
- திசையின் நிலைமம்
பொருளொன்று தன்னிச்சையாகத் தானே தனது ஓய்வு நிலையை மாற்றிக்கொள்ள இயலாததை ஓய்வின் நிலைமம் என்கிறோம்
இயக்கத்தின் நிலைமம்பொருளொன்று தன்னிச்சையாகத் தானே தனது இயக்க நிலையை மாற்றிக் கொள்ள இயலாததை இயக்கத்தின் நிலைமம் என்கிறோம்
திசையின் நிலைமம்பொருளொன்று தன்னிச்சையாகத் தானே தனது திசையை மாற்றிக் கொள்ள இயலாததை திசையின் நிலைமம் என்கிறோம்
நியூட்டனின் இரண்டாம் இயக்க விதி- பொருளின் உந்தம் மாறுபடும் வீதம் அதன்மீது செயல்படுத்தப்படும் விசைக்கு நேர்த்தகவில் இருக்கும் மற்றும் விசையின் திசையில் உந்தம் மாறுபாடு அடையும்.
- நிறை மற்றும் திசைவேகத்தின் பெருக்கற்பலன் உந்தம் எனப்படும்.
- விசை ஒரு வெக்டர் அளவாகும்.
- விசையின் அலகு பரிமாண வாய்ப்பாடு.
- ஓரலகு நிறையின் மீது செயல்பட்டு ஓரலகு முடுக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய விசை ஒரு நியூட்டன் எனப்படும்.
- ஒவ்வொரு செயலுக்கும் அதற்கு சமமானதும், எதிர்த்திசையில் உள்ளதுமான ஒரு எதிர்ச் செயல் உண்டு.
- இவ்விதியை செயல் - எதிர்ச்செயல் விதி என்றும் கூறலாம்.
57511.34. நியூட்டனின் மூன்றாம் விதி ........... உள்ள பொருள்களுக்கு பொருந்தும்.
ஓய்வு நிலையில் மட்டும்
இயக்க நிலையில் மட்டும்
ஒய்வு மற்றும் இயக்க நிலை இரண்டிலும்
சமமான நிறை
திசையிலி அளவுரு
- எண்மதிப்பை மட்டும் பெற்றிருக்கும் அளவுருகளுக்கு திசையிலி (ஸ்கேலார்) அளவுருகள் என்று பெயர்.
- எ.கா: நிலை, நீளம், பருமன், அடர்த்தி
- எண்மதிப்பையும் திசைப்பண்பையும் பெற்றிருக்கும் அளவுருகளுக்கு திசை அளவுருகள் (வெக்டர்) என்று பெயர்.
- எ.கா: திசைவேகம், இடப்பெயர்ச்சி, உந்தம், எடை.
- ஒரு பொருள் ஒரு வினாடி நேரத்தில் கடக்கும் தொலைவு அதன் வேகம் எனப்படும்.
- வேகம் =கடத்த தொலைவு /எடுத்துக் கொண்ட நேரம்
- ஒரு பொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் ஒரு வினாடி நேரத்தில் அடையும் இடப்பெயர்ச்சி ஆகும்.
- திசைவேகம் =இடப்பெயர்ச்சி/நேரம்
- இது ஒரு திசை அளவுரு.
- அலகு மீ/வி
- ஒரு வினாடி நேரத்தில் ஒரு பொருளின் திசைவேகத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் முடுக்கம் எனப்படும்.
- இது ஒரு திசை அளவுரு. அலகு மீ/வி
- முடுக்கம் = திசை வேகம் / நேரம்
- சீரான முடுக்கம் கொண்ட பொருளின் இயக்கச் சமன்பாடுகள்
- V = u + at
- u- தொடக்க திசைவேகம்
- v - இறுதி திசைவேகம்
- a - சீரான முடுக்கம்
- t - நேரம்
- s=$ut +\dfrac{1}{2}at^{2}$
- $v^{2}$ = $u^{2}$ + 2as
ஒரு பொருளின் ஆற்றல் என்பது அது செய்ய இயலும் வேலையின் அளவைக் குறிக்கும். அலகு ஜீல்.
ஆற்றல் பல வகைப்படும் அவை இயந்திர ஆற்றல், வெப்ப ஆற்றல், ஒளி ஆற்றல், ஒலி ஆற்றல், மின்னாற்றல், வேதி ஆற்றல், அணு ஆற்றல்,இயந்திர ஆற்றல்.
வகை- நிலை ஆற்றல்
- இயக்க ஆற்றல்
- ஒரு பொருளை புவி ஈர்ப்பு விசைக்கு எதிராக உயர்த்தும் போது செய்யப்படும் வேலை அப்பொருளின் நிலையாற்றல் ஆகும்.
- m நிறை கொண்ட ஒரு பொருளை h உயரத்திற்கு புவி ஈர்ப்பு விசைக்கெதிராக உயர்த்தத் தேவையான வேலையின் அளவு .
- W = FXh
- நிலை ஆற்றல் = mgh
- ஒரு பொருளின் இயக்க ஆற்றல் என்பது அதன் இயக்கத்தினால் பெற்றுள்ள ஆற்றலைக் குறிக்கும்.
- இயக்க ஆற்றல் = $\dfrac{1}{2} mv^{2}$
- m - நிறை , v - திசைவேகம்
ஆற்றலை ஆக்கவோ, அழிக்கவோ இயலாது ஆனால் ஒரு வகை ஆற்றலை மற்றொரு வகை ஆற்றலாக மாற்றலாம்.