മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ചലനവും

മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ചലനവും

മെക്കാനിക്കൽ ഫോഴ്സും ചലനവും ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിന്റെയും എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെയും അടിത്തറയാണ്. ഒരു പെൻഡ്യൂളിന്റെ കുതിച്ചുചാട്ടം മുതൽ റോക്കറ്റ് വിക്ഷേപണം വരെ എല്ലാം നിയന്ത്രിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ ഒരു പാലം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയാണെങ്കിലും, ഒരു കാർ എഞ്ചിൻ പ്രശ്നപരിഹാരത്തിലാണെങ്കിലും, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പന്ത് കാൽനടയായി എങ്ങനെ നീങ്ങുന്നുവെന്ന് മനസിലാക്കുകയാണെങ്കിലും, ഈ ആശയങ്ങൾ അത്യാവശ്യമാണ്. ഈ ലേഖനം മെക്കാനിക്കൽ ഫോഴ്സിന്റെയും ചലനത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങളെ വിപുലീകരിക്കുന്നു, വിദ്യാർത്ഥികൾക്കും ഹോബികൾക്കും പ്രൊഫഷണലുകൾക്കും സമഗ്രവും ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്നതുമായ ഒരു അവലോകനം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ശക്തികളുടെ സ്വഭാവം, ചലന ഗണിതം, ന്യൂട്ടന്റെ പുരോഗമന നിയമങ്ങൾ, നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തെ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന യഥാർത്ഥ ലോക പ്രയോഗങ്ങൾ എന്നിവ ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും.

മെക്കാനിക്കൽ ഫോഴ്സ് എന്താണ്?

ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ഒരു മെക്കാനിക്കൽ ഫോഴ്സ് എന്നത് മറ്റൊരു വസ്തുവിനൊപ്പം ഇടപെടുന്നതിന്റെ ഫലമായി ഒരു വസ്തുവിനെ ഇളക്കുകയോ വലിക്കുകയോ ചെയ്യുന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലക്ട്രോണിക് ഇലാർ ഇലക്ട്രോ

ഒരു യുദ്ധം നടത്തുമ്പോൾ ഒരു കയറിലെ ടെൻഷൻ, ഒരു പുസ്തകത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ഒരു മേശയിൽ നിന്നുള്ള സാധാരണ ശക്തി, ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണ വലിച്ചിടൽ, ഒരു സ്ലൈഡിംഗ് ബോക്സ് വേഗത കുറയ്ക്കുന്ന ശല്യം എന്നിവയാണ് എല്ലാ സ്ഥലത്തും ശക്തികൾ. ഈ ഇടപെടലുകൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിന്, ഒരു വസ്തുവിനെ ഒറ്റപ്പെടുത്തുകയും അതിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന എല്ലാ ശക്തികളും കാണിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു സ്വതന്ത്ര ശരീര ചലന രേഖകൾ എഞ്ചിനീയർമാരും ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞരും പലപ്പോഴും വരയ്ക്കുന്നു. ഇത് ശുദ്ധമായ ശക്തിയും ഫലപ്രദമായ ചലനവും കണക്കാക്കുന്നതിന് നിർണായകമാണ്.

മെക്കാനിക്കൽ ശക്തികളുടെ തരം

മെക്കാനിക്കൽ ശക്തികളെ വിശാലമായി കോൺടാക്റ്റ് ഫോഴ്സുകളിലേക്കും കോൺടാക്റ്റ് അല്ലാത്ത ഫോഴ്സുകളിലേക്കും തരംതിരിക്കുന്നു, ഓരോന്നും പ്രധാനപ്പെട്ട ഉപതീർപ്പുകളാണ്ഃ

• കോൺടാക്റ്റ് ഫോഴ്സുകൾഃ രണ്ട് വസ്തുക്കൾ ശാരീരികമായി സ്പർശിക്കുമ്പോൾ സംഭവിക്കുന്നു. പ്രധാന ഉദാഹരണങ്ങൾ ഇവയാണ്ഃ
  • [[ഫ്ലാറ്റ്:5]] ഒരു ഉപരിതലത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പിന്തുണാ ശക്തി. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പട്ടികയിലെ ഒരു പുസ്തകം ഒരു മുകളിലേക്ക് സാധാരണ ശക്തി സന്തുലിതമാക്കുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണം അനുഭവിക്കുന്നു.
  • ഫ്രിക്ഷൻഃ ഫ്ളാറ്റ് 1: സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന ഉപരിതലങ്ങളുമായി സമാന്തരമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രതിരോധശക്തി, എതിർ ചലനം (അല്ലെങ്കിൽ വരാനിരിക്കുന്ന ചലനം). ഞങ്ങൾ പിന്നീട് ഫ്രിക്ഷനെക്കുറിച്ച് വിശദമായി ചർച്ച ചെയ്യും.
  • സ്ട്രെച്ച് ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു സ്ട്രിംഗ്, കേബിൾ അല്ലെങ്കിൽ ചെയിൻ വഴി കൈമാറുന്ന വലിച്ചിടൽ ശക്തി.
  • ബാധകമായ ശക്തിഃ ഒരു വ്യക്തിയുടെയോ യന്ത്രത്തിന്റെയോ മനഃപൂർവ്വം ഏതെങ്കിലും കുലുക്കുകയോ വലിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നതാണോ, ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു കാർട്ട് കുലുക്കുകയോ ചെയ്യുക.
  • സ്പ്രിംഗ് ഫോഴ്സ്ഃ ഒരു കംപ്രസ് ചെയ്ത അല്ലെങ്കിൽ നീട്ടി നീട്ടിയിരിക്കുന്ന സ്പ്രിംഗ് പ്രയോഗിക്കുന്ന പുനഃസ്ഥാപന ശക്തി (ഹുക്കിന്റെ നിയമം).
• കോൺടാക്റ്റില്ലാത്ത ശക്തികൾ: നേരിട്ടുള്ള കോൺടാക്റ്റ് ഇല്ലാതെ ദൂരത്ത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. സാധാരണ തരംഃ
• മാഗ്നറ്റിക് ഫോഴ്സുകൾഃ മാഗ്നറ്റുകൾക്കിടയിലോ മാഗ്നറ്റും ഫെറോമാഗ്നറ്റിക് വസ്തുക്കളും തമ്മിലുള്ള ആകർഷണമോ വിരസതയോ.
• വൈദ്യുത ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണം അല്ലെങ്കിൽ സമാനമായ ചാർജുകൾ തമ്മിലുള്ള വിരസത പോലുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ശക്തികൾ.

ഈ ശക്തികളുടെ ഇടപെടൽ മനസിലാക്കുന്നത് ചലനമോ ഘടനാപരമായ സമഗ്രതയോ പ്രവചിക്കാൻ നിർണായകമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, കയറാൻ നീങ്ങുന്ന ഒരു ലിഫ്റ്റ് കേബിളുകളിൽ ടെൻഷനും നിലത്തു സാധാരണ ശക്തിയും ഗ്രാവിറ്റി എല്ലാം ഒരേസമയം പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

പ്രസ്ഥാനത്തെ മനസ്സിലാക്കുക

ഒരു വസ്തുവിന്റെ റഫറൻസ് ഫ്രെയിമുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് കാലക്രമേണ സ്ഥാനത്തിന്റെ മാറ്റമാണ് ചലനം. "വേഗത" അല്ലെങ്കിൽ "ചലനം" പോലുള്ള ദൈനംദിന വാക്കുകൾ ഞങ്ങൾ പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഭൌതികശാസ്ത്രം കൃത്യമായ നിർവചനങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്ഃ നീക്കം, വേഗത, ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ. ഈ വെക്റ്റർ അളവുകൾ വലുപ്പം മാത്രമല്ല ദിശയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ചലന വിശകലനം ജിയോമാട്രിക്, ഗണിതശാസ്ത്രപരവുമാണ്.

വിദൂരസ്ഥാനം, വേഗത, വേഗത

• [1]: 0: 1: തുടക്കത്തിൽ നിന്നും അവസാന ഘട്ടത്തിലേക്ക് നേർവശത്തുള്ള ദൂരം, ദിശ ഉൾപ്പെടെ. ഉദാഹരണത്തിന്, 5 മീറ്റർ വടക്ക് നടന്ന് 3 മീറ്റർ കിഴക്ക് നടക്കുമ്പോൾ ഏകദേശം 5.83 മീറ്റർ വടക്കുകിഴക്ക് നിന്ന് വിദൂരമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഇത് യാത്ര ചെയ്ത മൊത്തം പാത (8 മീറ്റർ) സംഖ്യ ചെയ്യുന്ന ദൂരത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.
• വേഗതഃ മാറ്റത്തിന്റെ വേഗത. ശരാശരി വേഗത = മാറ്റം ÷ സമയം. തൽക്ഷണ വേഗത എന്നത് ഒരു പ്രത്യേക നിമിഷത്തിലെ വേഗതയാണ്. വേഗത ഒരു സ്കോളറിന്റെ വേഗതയാണ്. വടക്ക് 60 കിലോമീറ്റർ / മണിക്കൂർ വേഗതയിൽ യാത്ര ചെയ്യുന്ന ഒരു കാറിന് 60 കിലോമീറ്റർ / മണിക്കൂർ വേഗതയുണ്ട്.
• വേഗത മാറ്റംഃ വേഗത മാറ്റുന്ന വേഗത. വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുക, വേഗത കുറയ്ക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ ദിശ മാറ്റുക എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു കോർണർ നിരന്തര വേഗതയിൽ തിരിക്കുന്ന ഒരു കാർ അതിന്റെ ദിശ മാറ്റുന്നതിനാൽ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. വേഗത = (അവസാന വേഗത - തുടക്ക വേഗത) ÷ സമയം, എം / സെക്.

ഈ ഗ്രാഫുകൾ ദൃശ്യവൽക്കരിക്കാൻ ഒരു ഗ്രാഫ് പരിഗണിക്കുകഃ ഒരു സ്ഥാന-സമയം ഗ്രാഫിന്റെ ചരിവ് വേഗത നൽകുന്നു; ഒരു വേഗത-സമയം ഗ്രാഫിന്റെ ചരിവ് വേഗത നൽകുന്നു. ഒരു വേഗത-സമയം ഗ്രാഫിന് കീഴിലുള്ള പ്രദേശം വികലത്തിന് തുല്യമാണ്. ഈ ബന്ധങ്ങൾ ചലനാത്മകതയിൽ അടിസ്ഥാനപരമാണ്, ശക്തികളെ പരിഗണിക്കാതെ ചലനത്തിന്റെ പഠനം.

പ്രസ്ഥാനങ്ങളുടെ തരം

ചലനത്തെ അതിന്റെ പാതയും സ്ഥിരതയും അനുസരിച്ച് തരംതിരിക്കാം.

• ലീനിയർ മോഷൻഃ ഒരു നേരായ പാതയിലുള്ള ട്രെയിൻ പോലുള്ള ഒരു നേർവശത്തുള്ള ചലനം. ഇത് ഏകീകൃത (സ്ഥിര വേഗത) അല്ലെങ്കിൽ ഏകീകൃതമല്ലാത്ത (വേഗത കൂട്ടുന്നു) ആകാം.
• റോട്ടേഷണൽ മോഷൻ: ചക്രം തിരിക്കുകയോ ഭൂമിയെ തിരിക്കുകയോ ചെയ്യുന്ന ഒരു അച്ചുതണ്ടിന്റെ ചുറ്റും ചലനം.
• കാലിക ചലനം: ഒരു വണ്ടി അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സ്പ്രിംഗിലെ ഒരു പിണ്ഡം പോലുള്ള മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും ആവർത്തിക്കുന്ന ചലനം (സാധാരണ ഹാർമോണിക് ചലനം).
• FLT:0 പ്രൊജക്റ്റീവ് മോഷൻ: ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന് കീഴിൽ ട്വിറ്റർ ഡൈമൻഷണൽ മോഷൻ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ബാസ്ക്കറ്റ്ബോൾ ഷോട്ട്. തിരശ്ചീന ഘടകം സ്ഥിരമാണ് (ഹയർ പ്രതിരോധം അവഗണിക്കുന്നു), അതേസമയം ലംബമായ മോഷൻ താഴേക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.

നീക്ക നിയമങ്ങൾ

ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്ന് നിയമങ്ങൾ ക്ലാസിക്കൽ മെക്കാനിക്സിന്റെ മൂലക്കല്ലാണ്. ഫലമായി ഉണ്ടാകുന്ന ചലനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ശക്തികളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ചട്ടക്കൂട് അവർ നൽകുന്നു. ഓരോ നിയമവും എണ്ണമറ്റ പരീക്ഷണങ്ങളാൽ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു, ഇന്ന് മിക്ക എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഇത് ഇപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു (ആപേക്ഷികത അല്ലെങ്കിൽ ക്വാണ്ടം ഇഫക്റ്റുകൾ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നിടത്ത് ഒഴികെ).

ഒന്നാം നിയമം: ഇനെർഷ്യ നിയമം

"ഒരു വസ്തുവിന് വിശ്രമമില്ലാതെ തുടരുന്നു, ഒരു വസ്തുവിന് ഒരു ബാഹ്യ ശൃംഖലയുടെ പ്രഭാവം ഉണ്ടെങ്കിൽ മാത്രം ഒരു നിശ്ചിത വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു. " ഈ നിയമം ഒരു വസ്തുവിന്റെ ചലനാവസ്ഥയിലെ മാറ്റങ്ങളെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള പ്രവണതയെക്കുറിച്ച് പറയുന്നു. ബഹിഷ്കൃത്യം മാസ്സിനു നേരിട്ട് അനുപാതമാണ്ഃ കൂടുതൽ വൻതോതിൽ വസ്തുക്കൾക്ക് വലിയ ബഹിഷ്കൃതിയുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു കനത്ത ട്രക്ക് ബൈക്കിനേക്കാൾ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനോ നിർത്തുന്നതിനോ കൂടുതൽ ശക്തി ആവശ്യമാണ്. പെട്ടെന്ന് ബ്രേസിംഗ് ചെയ്യുന്ന ഒരു കാറിൽ നിങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, നിങ്ങളുടെ ബോർഡ് നിങ്ങളുടെ യഥാർത്ഥ വേഗതയിൽ നീങ്ങാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നതിനാൽ മുന്നോട്ട് കുതിക്കുന്നു. സുരക്ഷാ ബെൽറ്റുകൾ നിർണായകമാണ്.

രണ്ടാമത്തെ നിയമം: F = ma

"ഒരു വസ്തുവിന്റെ ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ അതിന്റെ നെറ്റ് ഫോഴ്സ് പ്രഭാവം നേരിട്ട് അനുപാതമാണ് അതിന്റെ പിണ്ഡം വിപരീതമായി അനുപാതമാണ്. " ഗണിതശാസ്ത്രപരമായിഃ F_net = m × a, F_net എല്ലാ ശക്തികളുടെയും വെക്റ്റർ സംഖ്യയാണ്, m പിണ്ഡം, a ഫലമായി ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ. ഈ നിയമം പ്രസ്ഥാനത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നുവെന്ന് അളക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 20 N ഫോഴ്സ് ഉപയോഗിച്ച് 10 kg ബോക്സ് (ചാട്ടത്തെ അവഗണിക്കുക) നിങ്ങൾ തള്ളിയാൽ, ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ 2 m / s ആണ്. 20 kg ബോക്സിന് പ്രയോഗിച്ച അതേ ശക്തി 1 m / s മാത്രമാണ് നൽകുന്നത്.

മൂന്നാമത്തെ നിയമം: നടപടിയും പ്രതികരണവും

"ഓരോ പ്രവർത്തനത്തിനും തുല്യവും വിപരീതവുമായ പ്രതികരണം ഉണ്ട്". ഇതിനർത്ഥം, ശക്തികൾ എപ്പോഴും ജോഡി ജോഡി ആയി വരുന്നു എന്നാണ്. നിങ്ങൾ ഒരു മതിൽ അടിക്കുമ്പോൾ, മതിൽ നിങ്ങളെ അതേ അളവിൽ തിരിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ നീങ്ങുന്നില്ല, കാരണം നിങ്ങളെ നിശബ്ദരാക്കുന്നതിനായി നിലത്തു പോലും ചാടിയിടുന്നു. ഒരു റോക്കറ്റ് ഗ്യാസ് താഴേക്ക് (പ്രവർത്തനം) പുറത്താക്കുന്നതിലൂടെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഗ്യാസ് റോക്കറ്റ് മുകളിലേക്ക് (പ്രവർത്തനം) തള്ളുന്നു. നിങ്ങളുടെ കാൽ നിലത്തു നേരെ പിന്നോട്ട് കുതിക്കുന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചാണ് നടക്കുന്നത്, അതേസമയം ഭൂമി നിങ്ങളെ മുന്നോട്ട് തള്ളുന്നു. പ്രധാനമായി, പ്രവർത്തന-പ്രവർത്തന ജോഡി വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതിനാൽ അവ പരസ്പരം നേരിട്ട് റദ്ദാക്കുന്നില്ല.

ഈ മൂന്നു നിയമങ്ങളും ഒരുമിച്ച് ചേർന്ന്, ശക്തികളുടെ പ്രസ്ഥാനം പ്രവചിക്കാനും തിരിച്ചും നമ്മെ സഹായിക്കുന്നു. സങ്കീർണ്ണമായ സംവിധാനങ്ങളിൽ, വാഹനാപകടങ്ങൾ മുതൽ സാറ്റലൈറ്റ് ഭ്രമണപഥങ്ങൾ വരെ എല്ലാ കാര്യങ്ങളും മോഡലിംഗ് ചെയ്യുന്നതിന് എൻജിനീയർമാർ അവയെ സിമുലേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ബലം ചലനത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു

ഊർജ്ജം ത്വരിതപ്പെടുത്തലിന് കാരണമാകുന്നു, എന്നാൽ ബന്ധം എപ്പോഴും ഒരേസമയം പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒന്നിലധികം ശക്തികൾ കാരണം ലളിതമല്ല. നെറ്റ് ഫോഴ്സ്............................................................................................................

വിരസതഃ പ്രതിരോധശക്തി

ഉപരിതലങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സൂക്ഷ്മമായ ഇടപെടലുകളിൽ നിന്നാണ് friction ഉണ്ടാകുന്നത്. ഇത് എല്ലായ്പ്പോഴും ചലനത്തിന്റെ (അല്ലെങ്കിൽ വരാനിരിക്കുന്ന ചലനത്തിന്റെ) നേരെ വിപരീതമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. friction

• സ്റ്റാറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ (μ _s ) : ഒരു വസ്തുവിന്റെ നീക്കം ആരംഭിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുന്ന ശക്തി. ഇത് പൂജ്യത്തിൽ നിന്ന് പരമാവധി മൂല്യത്തിലേക്ക് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു, μ_s × N. ഒരു വസ്തുവിന്റെ ചലനത്തിന് ഒരു സ്റ്റാറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ മറികടക്കണം. ഉദാഹരണത്തിന്, കനത്ത ക്രെറ്റ് തള്ളുന്നത്ഃ പ്രയോഗിച്ച ശക്തി പരമാവധി സ്റ്റാറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ കവിയുന്നതുവരെ, ക്രെറ്റ് കുതിക്കില്ല.
• ഫ്ളാറ്റ്ഃ0 കെനറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ (μ[[ഫ്ളാറ്റ്ഃ1]] കെനറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ ([[ഫ്ളാറ്റ്ഃ2]]): വസ്തു സ്ലൈഡ് ചെയ്യുമ്പോൾ എതിർക്കുന്ന ശക്തിയാണ്. ഇത് സാധാരണയായി പരമാവധി സ്റ്റാറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ (μ[[ഫ്ളാറ്റ്ഃ4]] കെനറ്റിക് ഫ്രിക്ഷൻ (FLT:5) യിൽ കുറവാണ്. ഇത് ഒരു ബോക്സ് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങുന്നതിനേക്കാൾ എളുപ്പമാണ്.
• ഫ്ളാറ്റ്ഃ0 റോളിംഗ് ഫ്രിക്ഷൻഃ ഒരു വസ്തു ഒരു ഉപരിതലത്തിൽ റോളുചെയ്യുമ്പോൾ നേരിട്ട പ്രതിരോധം, സ്ലൈഡിംഗ് ഫ്രിക്ഷനേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്. ഈ കാരണത്താൽ ബോൾ ബെയറിംഗുകളും ചക്രങ്ങളും കാര്യക്ഷമമാണ്.
• എയർ റെസിസ്റ്റൻസ് (ഡ്രാഗ്) (FLT:1): വേഗത, ഉപരിതലമേഖല, രൂപം എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചുള്ള ഒരു തരം ദ്രാവക ചാഞ്ചാട്ടം. വീഴുന്ന വസ്തുക്കൾക്ക്, ചാഞ്ചാട്ടം ഗുരുത്വാകർഷണം സമതുലിതമാക്കുന്നതുവരെ വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് സ്ഥിരമായ പരമാവധി വേഗതയിലെത്തുന്ന അവസാന വേഗതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. സ്കൈഡൈവർമാർ ഇത് വേഗത നിർത്തുമ്പോൾ അനുഭവിക്കുന്നു.

വക്രതയെ മനസ്സിലാക്കുന്നത് ഡിസൈനിൽ നിർണായകമാണ്ഃ ബ്രേക്കുകൾ ഉയർന്ന വക്രതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അതേസമയം എഞ്ചിനുകളും ലേയിംഗുകളും ഇത് കുറയ്ക്കുന്നതിന് ലക്ഷ്യമിടുന്നു. വക്രതയുടെ ഗുണനിലവാരം വളരെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നുഃ വരണ്ട കോൺക്രീറ്റിലെ റബ്ബർ (μ≈0.7-1.0) ലും ലൂബ്രിക്കേറ്റഡ് സ്റ്റീൽ (μ≈0.05-0.1) ലും.

മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ചലനവും ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതികൾ

ശക്തിയുടെയും ചലനത്തിന്റെയും തത്ത്വങ്ങൾ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും ദൈനംദിന ജീവിതത്തിന്റെയും എല്ലാ വശങ്ങളിലും വ്യാപകമാണ്. ഈ ആശയങ്ങൾ പ്രായോഗികമായി നടപ്പാക്കുന്ന പ്രധാന മേഖലകൾ താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നുഃ

ഗതാഗതം

• കാറുകൾഃ ചക്രങ്ങളെ നയിക്കുന്നതിന് എഞ്ചിൻ പിണ്ഡം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, റോഡിലെ ടയറുകളിൽ നിന്ന് ചരടുകൾ മുന്നോട്ട് നയിക്കുന്നതിന് ചരടുകൾക്ക് ചരടുകൾക്ക് ചരടുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. വേഗത കുറയ്ക്കുന്നതിന് ബ്രേക്കുകൾ ചക്രങ്ങളിൽ ചരടുകൾ പ്രയോഗിക്കുന്നു. പെട്ടെന്നുള്ള സ്റ്റോപ്പിൽ യാത്രക്കാരെ സംരക്ഷിക്കുന്നതിന് സീറ്റ് ബെൽറ്റുകളും എയർബാഗുകളും ഇർർഷ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• വിമാനങ്ങൾഃ ജെറ്റ് എഞ്ചിനുകൾ ഇടിവ് (പ്രതികരണ ശക്തി) ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം ചിറകുകൾ സമ്മർദ്ദ വ്യത്യാസങ്ങളിലൂടെ ഉയർത്തുന്നു. നിയന്ത്രണ ഉപരിതലങ്ങളിൽ ശക്തികൾ മാറ്റുന്നതിലൂടെ പിച്ച്, റോൾ, യാവ് എന്നിവ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.
• ട്രെയിനുകൾഃ സ്റ്റീൽ റെയിൽവിലെ സ്റ്റീൽ വീലുകൾ റോളിംഗ് ഫ്രിക്ഷൻ കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് കാര്യക്ഷമമായ ഉയർന്ന വേഗതയുള്ള യാത്ര അനുവദിക്കുന്നു. മഗ്നറ്റിക് ലെവിറ്റേഷൻ (മാഗ്ലെവ്) ട്രെയിനുകൾ ഉയർത്തുന്നതിനും മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോകുന്നതിനും കാന്തിക ശക്തികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഫ്രിക്ഷൻ പൂർണ്ണമായും ഇല്ലാതാക്കുന്നു.

യന്ത്രങ്ങളും എഞ്ചിനീയറിംഗും

• ലളിതമായ യന്ത്രങ്ങൾഃ ലെവറുകൾ, പോളികൾ, ചുവടുവയ്പ്പ് വിമാനങ്ങൾ എന്നിവ ജോലി എളുപ്പമാക്കുന്നതിന് ശക്തികൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ലെവൽ ഒരു ബാധകമായ ശക്തിയെ ശക്തിക്കായി വ്യാപാരം ദൂരം (ആർക്കിമെഡസിന്റെ തത്വം) കൊണ്ട് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
• റോബോട്ടിക്സ്ഃ റോബോട്ടിക് ആയുധങ്ങൾ കൃത്യമായ ശക്തികളും ചലനങ്ങളും പ്രയോഗിക്കുന്നതിന് മോട്ടോറുകൾ (പര്തിവേഗത), സംയോജനങ്ങൾ, കണക്ഷനുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഫോഴ്സ് സെൻസറുകൾക്ക് വസ്തുക്കളെ തകർക്കാതെ പിടിക്കാൻ കഴിയും.
• ഘടനാപരമായ എഞ്ചിനീയറിംഗ്ഃ കെട്ടിടങ്ങളും പാലങ്ങളും ഗുരുത്വാകർഷണ ലോഡുകൾ, കാറ്റ്, ഭൂകമ്പങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ശക്തികളെ നേരിടണം. എഞ്ചിനീയർമാർ തകരാറുകൾ ഒഴിവാക്കാൻ സമ്മർദ്ദം (പ്രദേശം ശതമാനം ശക്തി) കണക്കാക്കുകയും ബീം, നിരകൾ, അടിസ്ഥാനങ്ങൾ എന്നിവ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. സ്റ്റീൽ, ബെറ്റോണിക് പോലുള്ള വസ്തുക്കൾക്ക് പ്രത്യേക കരുത്ത് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്.

കായിക വിനോദം

• പ്രൊജക്റ്റീവ് മോഷൻഃ ഒരു ബാസ്ക്കറ്റ്ബോൾ ഷോട്ട്, ഒരു കത്തി വലിച്ചെറിയൽ, ഒരു ഗോൾഫ് സ്വിംഗ് എന്നിവയെല്ലാം ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഉചിതമായ കോണിൽ (സാധാരണയായി 45 ഡിഗ്രി വരെ ഉയർന്ന ദൂരം ഒഴിവാക്കുന്ന വായു പ്രതിരോധം) ലോഞ്ചുചെയ്യുന്നു. ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ കാരണം ട്രെയ്ക്ടറി പാരബോളിക് ആണ്.
• ഫുട്ബോൾ കളിക്കാർ പുല്ലുമായുള്ള friction വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് clit ഉപയോഗിക്കുന്നു; ബേസ്ബോൾ കളിക്കാർ വളഞ്ഞ പന്തിൽ പന്ത് തിരിക്കാൻ friction ആശ്രയിക്കുന്നു. സർഫർമാർ വെള്ളത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ സവാരി ചെയ്യാൻ തിരമാലകളുടെ ശക്തി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• ഫ്ളാറ്റ്ഃ0: ബോക്സിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഫുട്ബോൾ പോലുള്ള കായിക ഇനങ്ങളിൽ, ഇംപ്ലസ് മനസിലാക്കുന്നത് ശരീരത്തിലെ ശക്തി കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഇംപ്ലാസ് സമയം നീട്ടുന്ന സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നു.

സംഗ്രഹവും കൂടുതൽ പര്യവേക്ഷണവും

മെക്കാനിക്കൽ ഫോഴ്സും ചലനവും വെറും പാഠപുസ്തക ആശയങ്ങൾ മാത്രമല്ല. അവ നമ്മുടെ ഭൌതിക ലോകത്തിന്റെ അദൃശ്യ ഡ്രൈവറുകളാണ്. ശക്തികളുടെ വെക്റ്റർ സ്വഭാവം, ചലനാത്മകതയുടെ അളവ്, ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ എന്നിവ മനസിലാക്കുന്നതിലൂടെ, വസ്തുക്കൾ എങ്ങനെ പെരുമാറുന്നുവെന്ന് വിശകലനം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് നിങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കും. പലപ്പോഴും ഒരു തടസ്സമായി കാണപ്പെടുന്നെങ്കിലും, ചലനവും നിയന്ത്രണവും സാധ്യമാക്കുന്ന ഒരു ആവശ്യമായ ശക്തിയാണ് വിഭ്രാന്തി. ഗതാഗതത്തിൽ നിന്ന് നിർമ്മാണത്തിലേക്കും കായികത്തിലേക്കും, ഈ തത്ത്വങ്ങൾ നവീകരിക്കാനും പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കാനും ദിവസവും പ്രയോഗിക്കുന്നു.

നിങ്ങളുടെ ഗ്രാഹ്യം ആഴമാക്കാൻ, ഈ വിഭവങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുകഃ

• ഫിസിക്സ് ക്ലാസ്ഃ ന്യൂട്ടന്റെ നിയമങ്ങൾ
• എൻസൈക്ലോപീഡിയ ബ്രിട്ടാനിക്ഃ മെക്കാനിക്സ് (എൻസിക്ലോപീഡിയ ബ്രിട്ടാനിക്ഃ മെക്കാനിക്സ്)
• MIT OpenCourseWare: ക്ലാസിക്കൽ മെക്കാനിക്സ്
• ഖാൻ അക്കാദമിഃ ഫോഴ്സുകളും ന്യൂട്ടൺ നിയമങ്ങളും വീഡിയോ പാഠങ്ങളും പ്രാക്ടീസ് പ്രശ്നങ്ങൾ.

ഈ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതിലൂടെ ജോലി, ഊർജ്ജം, ഇംപന്ത്, റൊട്ടേഷണൽ ഡൈനാമിക്സ് തുടങ്ങിയ പുരോഗമന വിഷയങ്ങൾക്കു പ്രവേശനം ലഭിക്കും. ഇവയെല്ലാം ഒരേ അടിസ്ഥാന ആശയങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. നിങ്ങളുടെ ചുറ്റുമുള്ള ശക്തികളെ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിലൂടെ ആരംഭിക്കുക.