د میخانیکي ځواک او حرکت معرفي کول

د فزیک او انجینري د فزیک او حرکت اساس دی، چې د یو پندول له سوځیدو څخه تر راکټ د پیل پورې هرڅه اداره کوي. که تاسو پل ډیزاین کوئ، د موټر انجن ستونزې حل کړئ، یا یوازې پوه شئ چې کله توپ وویشل شي، دا مفکورې مهمې دي. دا مقاله د میخانیکي ځواک او حرکت اساسي اصول پراخه کوي، د زده کونکو، شوقیانو او مسلکيانو لپاره یو تفصيلي مګر د لاسرسي وړ عمومي لید وړاندې کوي. موږ به د ځواکونو طبیعت، د حرکت ریاضیات، د نیوتن د پرمختللي قوانینو او د ریښتیني نړۍ غوښتنلیکونه وپلټو چې زموږ ورځني ژوند شکل ورکوي.

میخانیکي ځواک څه شی دی؟

په ساده اصطلاحاتو کې ، میخانیکي ځواک د یو شی په اړه د دې د تعامل په پایله کې فشار یا کشش دی. ځواکونه کولی شي د یو شی ګړندي کولو ، ورو کولو ، لور بدلولو یا تغیر لامل شي. دا د FLT: 0 ویکتور مقدارونه دي ، پدې معنی چې دوی دواړه لویت (د فشار یا کشش څومره قوي دی) او لار لري. د ځواک لپاره د SI واحد د NFL: 2 نیوټون (N) نیوټون 3 دی ، کوم چې د یوې کیلو ګرام په مربع میتر کې د چټکولو لپاره اړین ځواک په توګه تعریف شوی. د 17 پیړۍ کې د سیر اسحاق نیوټن کار دا درک رسمي کړی ، د کلاسیک میخانیک لپاره بنسټ ایښود.

ځواکونه هرچیرې دي: د جګړې په جریان کې د رګ په فشار کې ، د کتاب ملاتړ کونکي میز څخه عادي ځواک ، د ځمکې کشش کشش ، او هغه friction چې د حرکت بکس ورو کوي. د دې تعاملاتو تحلیل لپاره ، انجنیران او فزیک پوهان اکثرا د وړیا بدن ډیاګرامونه رسموي چې یو شی جلا کوي او ټول ځواکونه یې ښیې چې پدې باندې عمل کوي ، کوم چې د خالص ځواک او پایله لرونکي حرکت محاسبه کولو لپاره خورا مهم دی.

د میخانیکي ځواکونو ډولونه

میخانیکي ځواکونه په پراخه کچه د تماس ځواکونو او غیر تماس ځواکونو کې طبقه بندي شوي ، هر یو مهم فرعي ډولونه لري:

  • د اړیکې ځواکونه: د فلیټ: 1 په وخت کې پیښیږي کله چې دوه شیان په فزیکي ډول سره تماس نیسي. مهم مثالونه شامل دي: فلیټ: 2 فلیټ: 3 فلیټ: 4 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5 فلیټ: 5
  • فلټ: 0 د ځنډ: فلټ: 1 د مقاومت ځواک دی چې په تماس کې د سطحو سره په مساوي ډول عمل کوي ، مخالف حرکت (یا نږدې حرکت). موږ به وروسته په تفصیل سره د ځنډ په اړه بحث وکړو.
  • فلټ: 0 د فشار: فلټ: 1 د تار ، کیبل یا زنځیر له لارې لیږدول شوي کشش ځواک کله چې دا وغځول کیږي.
  • د تطبیق ځواک: د انسان یا ماشین لخوا هر ډول قصدي فشار یا کشش ، لکه د کیریټ فشار.
  • د پسرلي ځواک: د فشار یا اوږد پسرلي لخوا رامینځته شوي بیرته راګرځیدونکي ځواک ، د ځای په ځای کیدو سره متناسب (د هوک قانون).
  • د غیر تماس ځواکونه:FLT:1 په مستقیم تماس پرته په فاصله کې عمل کوي. عام ډولونه شامل دي:FLT:2:FLT:3:FLT:4:FLT:5: د هرې دوه ډلې ترمنځ د جذب ځواک. په ځمکه کې ، دا د شیانو وزن ورکوي (W = mg ، چیرې چې g ≈ 9.81 m / s2).
  • د مقناطیس ځواکونه: د مقناطیسونو ترمنځ یا د مقناطیس او فیرومګنیټیک موادو ترمنځ د جذب یا رد.
  • د بریښنایی چارجونو ترمنځ ځواکونه ، لکه د مخالف چارجونو ترمینځ جذب یا د ورته چارجونو ترمینځ رد.

    • د دې ځواکونو د تعامل پوهیدل د حرکت یا جوړښت بشپړتیا وړاندوینې لپاره خورا مهم دي. د مثال په توګه ، د پورته حرکت لفټ په کیبلونو کې فشار ، په پوړ کې عادي ځواک ، او د کشش ثقل ټول په ورته وخت کې عمل کوي.

    د غورځنګ د پوهاوي

    حرکت د وخت په تیریدو سره د مرجع چوکاټ سره د یو شی موقعیت کې بدلون دی. پداسې حال کې چې موږ ډیری وختونه د ورځني کلمو لکه " سرعت " یا " حرکت " کاروو ، فزیک دقیق تعریفونه ته اړتیا لري: حرکت ، سرعت ، او چټکتیا. دا ویکتور مقدارونه نه یوازې اندازه بلکه لارښود هم ښیې ، د حرکت تحلیل دواړه جیومیټریک او ریاضی کوي.

    د ځنډ، سرعت او چټکتیا

    • د فلیټ: 0: 0: د پیل ټکي څخه د پای ټکي ته مستقیم لاین فاصله ، په شمول لارښود. د مثال په توګه ، د شمال 5 متره او بیا ختیځ 3 متره حرکت د شاوخوا 5.83 متره شمال ختیځ ته حرکت کوي. دا د فاصله څخه توپیر لري ، کوم چې د ټولې لارې سفر (8 متره) راټولوي.
    • د حرکت سرعت: د حرکت د بدلون کچه. اوسط سرعت = حرکت ÷ وخت. فوري سرعت په هر ځانګړي شیبه کې سرعت دی. سرعت د سرعت اندازه ده یو سکالر. یو موټر چې په 60 کیلومتره / ساعت شمال ته سفر کوي د شمال په سرعت 60 کیلومتره / ساعت سرعت لري.
    • چټکتیا: په وخت کې د سرعت بدلون. دا د چټکتیا ، ورو یا لوري بدلولو په شمول شامل دي. د مثال په توګه ، یو موټر چې په ثابت سرعت کې په کونج کې ګړندي کوي ځکه چې لار یې بدله کیږي. چټکتیا = (وروسته سرعت - لومړنی سرعت) ÷ وخت ، د m / s2 SI واحدونو سره.

    د دې لیدلو لپاره ، ګراف ته پام وکړئ: د موقعیت- وخت ګراف څنډې سرعت ورکوي؛ د سرعت- وخت ګراف څنډې چټکتیا ورکوي. د سرعت- وخت ګراف لاندې ساحه د حرکت سره مساوي ده. دا اړیکې د کیینامیک کې بنسټیزې دي ، د ځواکونو په پام کې نیولو پرته د حرکت مطالعه.

    د حرکت ډولونه

    حرکت د دې د لارې او ثابتیت له مخې طبقه بندي کیدی شي:

    • خطي حرکت: په مستقیم کرښه کې حرکت، لکه په مستقیم ټریک کې د اورګاډي په څیر. دا یو ډول (مستحکم سرعت) یا غیر یونیفورم (تحرک) کیدی شي.
    • فلټ: 0: د ګرځندوی حرکت: د محور په شاوخوا کې حرکت ، لکه د څرخ په څیر یا د ځمکې په څیر. د زاویې حرکت ، زاویې سرعت ، او زاویې سرعت لخوا تشریح شوی.
    • فلیټ: 0: دوراني حرکت: د بیرته او بیرته تکرار حرکت ، لکه په څنډه کې د پیډل یا ماس ( ساده هارمونیک حرکت).
    • د پروژې حرکت: د کشش ثقل لاندې دوه اړخیزه حرکت ، د بیلګې په توګه ، د باسکیټبال شاټ. افقی برخه ثابت ده (د هوا مقاومت ته پاملرنه) ، پداسې حال کې چې عمودي حرکت ښکته ګړندیږي.

    د نیوتن د حرکت قوانین

    د نیوتن درې قوانین د کلاسیک میخانیک د کونج ډبره دي. دوی د پایله کې حرکت سره د ځواکونو اړیکې لپاره چوکاټ چمتو کوي. هر قانون د بې شمیره تجربو لخوا ملاتړ کیږي او نن ورځ هم د ډیری انجینري غوښتنلیکونو لپاره کارول کیږي (د نسبیت یا کوانټم اغیزو واکمنۍ پرته).

    لومړی قانون: د انرټیا قانون

    "په آرام کې یو شی په آرام کې پاتې کیږي ، او حرکت کې یو شی په ثابت سرعت حرکت کې پاتې کیږي پرته لدې چې د خالص بهرني ځواک لخوا عمل شي. " دا قانون د فلټ:0 inertia مفهوم معرفي کوي. د شیانو تمایل د حرکت حالت کې د بدلونونو مقاومت کوي. د ځواک وړتیا مستقیم د ماس سره متناسب ده: ډیر لوی شیان لوی ځواک لري. د مثال په توګه ، دروند ټرک د بایسکل په پرتله د ګړندي کولو یا ودریدو لپاره خورا ډیر ځواک ته اړتیا لري. که تاسو په موټر کې یاست چې ناڅاپه بریک کوي ، ستاسو بدن مخ ته ځي ځکه چې ستاسو ځواک وړتیا غواړي تاسو په اصلي سرعت کې حرکت وساتي. له همدې امله د سیټ بیلټونه مهم دي: دوی د بهرني ځواک چمتو کوي ترڅو تاسو په خوندي ډول ورو کړي.

    دوهم قانون: F = ma

    "د یو شی چټکتیا په مستقیم ډول د هغه په اړه د عمل کولو خالص ځواک سره متناسب ده او برعکس د هغې د وزن سره متناسب ده. " په ریاضي توګه: F_net = m × a, چیرې چې F_net د ټولو ځواکونو ویکتور مجموعه ده ، m د وزن ده ، او a د پایله ایز چټکتیا ده. دا قانون اندازه کوي چې ځواکونه څنګه حرکت اغیزه کوي. د مثال په توګه ، که تاسو د 10 کلوګرامه بکس فشار ورکړئ د 20 N ځواک سره (د ټکر څخه سترګې پټې کول) ، چټکتیا 2 m / s ده. په 20 کلوګرامه بکس باندې ورته ځواک یوازې 1 m / s ورکوي. په انجینرۍ کې ، دا اړیکه د موټرو ، بریکونو او جوړښت ملاتړ اندازه کولو لپاره کارول کیږي. د آزاد بدن ډیاګرام د F = ma پلي کولو دمخه د خالص ځواک محاسبه کولو کې مرسته کوي.

    دریم قانون: عمل او غبرګون

    د هرې کړنې لپاره، یو مساوي او مخالف عکس العمل شتون لري. " دا پدې مانا ده چې ځواکونه تل په جوړه کې راځي. کله چې تاسو په دیوال فشار ورکړئ، دیوال به تاسو ته په ورته اندازه بیرته فشار ورکړي. تاسو حرکت نه کوئ ځکه چې ځمکه هم تاسو د پاتې کیدو لپاره د سکوت کولو لامل کیږي. یو راکټ د ګاز په اخراج کولو سره کار کوي (عمل) ، او ګاز راکټ پورته کوي (عمل). چلول ستاسو په پښه تکیه کوي چې په ځمکه باندې بیرته فشار راوړي ، پداسې حال کې چې ځمکه تاسو ته مخ په وړاندې فشار ورکوي. مهمه دا ده چې د عمل-عمل جوړه په مختلفو شیانو باندې عمل کوي ، نو دوی یو بل مستقیم له لاسه نه ورکوي.

    دا درې قوانین یوځای موږ ته اجازه راکوي چې د ځواکونو حرکت وړاندوینه وکړو او برعکس. د پیچلو سیسټمونو لپاره، انجنیران دا په سیمال کې کاروي ترڅو د موټرونو له پیښو څخه تر سپوږمکۍ مدارونو پورې هرڅه نمونې کړي.

    د ځواک په حرکت څنګه اغېز کوي

    ځواک د چټکتیا لامل دی ، مګر اړیکه تل د ډیری ځواکونو له امله مستقیم نده چې په ورته وخت کې عمل کوي. د فلټ: 0 شبکې ځواک فلټ: 1 د ټولو ځواکونو ویکتور مجموع دی؛ که د خالص ځواک صفر وي ، نو اعتراض یا په آرام کې پاتې کیږي یا په ثابت سرعت حرکت ته دوام ورکوي (د نیوټن لومړی قانون). که خالص ځواک غیر صفر وي ، نو اعتراض د خالص ځواک په لور چټک کیږي. فرکشن یو له خورا عام ځواکونو څخه دی چې حرکت سره مخ کیږي ، نو موږ به یې په ژوره توګه وڅیړو.

    د ځنډ: د مقاومت ځواک

    د فرش د سطحو ترمنځ د میکروسکوپ تعاملاتو له امله رامینځته کیږي. دا تل د حرکت د لارښوونې برعکس عمل کوي (یا نږدې حرکت). فرش د دې پرته لازمي دی ، تاسو نشئ کولی حرکت وکړئ ، د قلم سره ولیکئ ، یا موټر چلوئ. مګر دا د تودوخې په توګه د انرژي ضایع هم کوي. د فرش اندازه د سطحو په ماهیت او د دوی سره فشار نیولو عادي ځواک پورې اړه لري ، د فرش کوفسیفینټ (μ) لخوا تشریح شوی.

    • د فلټ: 0 جامد ترینګل (μ s ) : هغه ځواک چې د یو شی د حرکت پیل کولو مخه نیسي. دا له صفر څخه تر اعظمي ارزښت پورې توپیر لري ، μs × N. تاسو باید جامد ترینګل له منځه یوسي ترڅو یو شی په حرکت کې وساتئ. د مثال په توګه ، د درنې کڅوړې فشار: تر هغه چې پلي شوي ځواک د اعظمي جامد ترینګل څخه ډیر نه وي ، کڅوړه نه حرکت کوي.
    • فلټ: 0 (FLT: 0) د کینیټیک فرکشن (μ [[FLT: 1]]k [[FLT: 2]]) [[FLT: 3]]: هغه قوت چې د حرکت مخالف دی کله چې شی لا هم په حرکت کې دی. دا عموما د اعظمي جامد فرکشن څخه لږ دی (μ [[FLT: 4]]k [[FLT: 5]] [[FLT: 6]]s ، کوم چې تشریح کوي چې ولې د بکس حرکت ساتل د حرکت پیل کولو په پرتله اسانه دي. کینیټیک فرکشن = μ [[FLT: 8]]kFLT: 9]] × N ، چیرې چې N عادي ځواک دی.
    • د رولینګ فرکشن: هغه مقاومت چې کله یو شی د سطحې په اوږدو کې راټول شي ، د سلایډینګ فرکشن څخه ډیر ټیټ دی. له همدې امله د بال بیرنگونه او څرخونه موثره دي.
    • د هوا مقاومت (ډرګ) (FLT: 1): د مایع د درز یوه ډوله چې د سرعت ، سطحې ساحې او شکل پورې اړه لري. د راوتلو شیانو لپاره ، مقاومت تر هغه پورې زیات کیږي چې دا د کشش ثقل سره توازن ولري ، چې پایله یې د ثابت اعظمي سرعت په توګه رامینځته کیږي.

    د فرش پوهیدل په ډیزاین کې خورا مهم دي: بریکونه د لوړ فرش باندې تکیه کوي ، پداسې حال کې چې انجنونه او بیرنگونه یې د لږترلږه کولو لپاره هدف لري. د فرش کوفیسینټ خورا توپیر لري: په وچ کانکریټ کې ربړ (μ≈0.7-1.0) د غوړ شوي فولادو په مقابل کې (μ≈0.05-0.1).

    د میخانیکي ځواک او حرکت عملي غوښتنلیکونه

    د ځواک او حرکت اصول د ټیکنالوژۍ او ورځني ژوند هر اړخ ته نفوذ کوي. لاندې کلیدي ساحې دي چیرې چې دا مفکورې په عمل کې پلي کیږي:

    د ترانسپورت په اړه

    • د موټرونو فلټ: 1: انجن د څرخونو چلولو لپاره د تور تولیدوي ، په لاره کې د ټایرونو څخه د فرش ځواک تولیدوي ترڅو موټر پرمخ وړي. بریکونه د ورو کولو لپاره څرخونو ته فرش پلي کوي. د سیټ بیلټونه او ایر بیګونه د ناڅاپي سټاپ په جریان کې د مسافرینو ساتلو لپاره عاجزۍ کاروي.
    • الوتکې: د جیټ انجنونه د فشار له مخې د فشار د توپیرونو له لارې د فشار د مخنیوي لپاره فشار (د عکس العمل ځواک) تولیدوي ، پداسې حال کې چې وزرونه د فشار توپیرونو له لارې پورته کوي. د کنټرول سطحو باندې د ځواکونو بدلولو سره د ځواک ، رول او ګی کنټرول کیږي.
    • FLT: 0 ټرینونه: د فولادو ریلونو په فولادو څرخونو کې د رولینګ ټکر کموي ، چې د لوړ سرعت سفر ته اجازه ورکوي. مقناطیسي levitation (maglev) ټرینونه د پورته کولو او محرک لپاره مقناطیسي ځواکونه کاروي ، چې ټکر په بشپړ ډول له مینځه وړي.

    ماشینونه او انجینري

    • ساده ماشینونه: لیورونه ، پولې ، او د ځواکونو لوړول د کار اسانه کولو لپاره ځواکونه لویوي. د مثال په توګه ، لیور د ځواک لپاره د واټن په سوداګرۍ سره پلي شوي ځواک ضربوي (د ارشیمیډس اصل).
    • روبوټیک: روبوټي وسله د دقیق ځواکونو او حرکتونو پلي کولو لپاره موټرو (د ټرک) ، جوړه او اړیکې کاروي. د ځواک سینسرونه ډاډ ورکوي چې دوی کولی شي شیان ونیسي پرته لدې چې دوی مات کړي.
    • د جوړښت انجینرۍ: ودانۍ او پلونه باید د زور زورونو لکه د کشش ثقل بار ، باد او زلزلې سره مقاومت وکړي. انجینران فشارونه محاسبه کوي (د هرې ساحې ځواک) او د ناکامۍ مخنیوي لپاره د بیم ، ستنې او بنسټ ډیزاین کوي. د فولادو او کانکریټ په څیر مواد د ځواک ځانګړتیاوې لري.

    ورزش او تفریح

    • پروژېشن حرکت: د باسکیټبال شاټ ، د سپي ډزې ، او د ګالف سوینګ ټول د مطلوب زاویې په واسطه د اعتراض په پیل کولو کې شامل دي (معمولا د 45 ° د هوا مقاومت ته پاملرنه کول).
    • په سپورټ کې فرکشن: فوټبال لوبغاړي د چمن سره د فرکشن د زیاتوالي لپاره کلټونه کاروي؛ د بیس بال اچونکي د کرک بالونو لپاره د توپ په ګرځولو لپاره د فرکشن پورې اړه لري. سرفران د څپې ځواکونه کاروي ترڅو د اوبو سطحې سره تیر شي.
    • فلټ: 0: فټبال په څیر په سپورتونو کې ، د impuls پوهیدل (د ځواک × وخت) د محافظت تجهیزاتو په ډیزاین کې مرسته کوي چې د بدن باندې ځواک کمولو لپاره د ټکر وخت اوږدوي.

    لنډیز او نور څېړنې

    د میخانیکي ځواک او حرکت یوازې د درسي کتاب مفکورې نه دي دوی زموږ د فزیکي نړۍ نه لیدل شوي چلونکي دي. د ځواکونو ویکتور طبیعت ، د کیمینامیک مقدارونه ، او د نیوتن قوانینو په پوهیدو سره ، تاسو د دې وړتیا ترلاسه کوئ چې تحلیل کړئ چې ولې شیان د دوی په څیر چلند کوي. friction ، که څه هم ډیری وختونه د ستونزې په توګه لیدل کیږي ، اړین ځواک دی چې حرکت او کنټرول وړوي. د ترانسپورت څخه تر جوړولو پورې ، دا اصول هره ورځ د ستونزو حل او حل لپاره پلي کیږي.

    د خپلې پوهې ژورولو لپاره، دا سرچینې وڅیړئ:

    • د فزیک ټولګی: د نیوتن قوانینو یو غوره متقابل لارښود.
    • د فلیټ: 0 انسیکلوپیډیا برتانکا: میخانیکونه د ځواک او حرکت بشپړ عمومي کتنه.
    • د MIT OpenCourseWare: کلاسیک میخانیکونه [FLT: 0] د MIT څخه وړیا کورس مواد.
    • د خان اکاډمۍ: ځواکونه او د نیوتن قوانینونه [FLT: 1 ] د ویډیو درسونه او تمرین ستونزې.

    د دې اساساتو په زده کړه سره د پرمختللي موضوعاتو لکه کار، انرژي، حرکت او د چرګان دینامیک ته لاره پرانیستل کیږي، چې ټول یې د ورته بنسټیز نظرونو پر بنسټ جوړ شوي دي. د خپل شاوخوا ځواکونو په څارلو پیل کړئ.