Cov teeb meem sib npaug hauv physics raug txiav txim siab hauv ntu statics. Ib qho tseem ceeb ntawm lub zog uas tam sim no nyob rau hauv ib qho kev siv tshuab hauv kev sib npaug yog lub zog ntawm kev txhawb nqa. Nws yog dab tsi thiab yuav suav tau li cas? Cov lus nug no tau piav qhia hauv kab lus.
Kev txhawb nqa yog dab tsi?
Peb txhua tus txhua hnub taug kev ntawm lub ntiaj teb lossis hauv pem teb, qhib qhov rooj, zaum saum lub rooj zaum, sawv saum rooj, nce toj. Nyob rau hauv tag nrho cov no, muaj cov tshuaj tiv thaiv quab yuam ntawm kev txhawb nqa, uas ua rau nws muaj peev xwm ua tau raws li cov lus teev tseg. Lub zog no hauv physics yog sau los ntawm tsab ntawv N thiab hu ua ib txwm.
Raws li lub ntsiab lus, lub zog ib txwm N yog lub zog uas qhov kev txhawb nqa ua rau lub cev ntawm lub cev sib cuag nrog nws. Nws yog hu ua ib txwm vim hais tias nws yog qhia raws li ib txwm (perpendicular) rau saum npoo.
Cov tshuaj tiv thaiv kev txhawb nqa ib txwm tshwm sim raws li cov lus teb ntawm lub zog sab nraud rau ib qho lossislwm qhov chaw. Yuav kom nkag siab txog qhov no, ib tus yuav tsum nco ntsoov Newton txoj cai thib peb, uas hais tias rau txhua qhov kev txiav txim muaj qhov cuam tshuam. Thaum lub cev nias rau ntawm qhov kev txhawb nqa, kev txhawb nqa ua rau lub cev nrog tib lub zog ntawm lub cev raws li lub cev ntawm nws.
Yog vim li cas rau qhov zoo li lub zog ib txwm N
Qhov no yog vim li cas nyob rau hauv lub zog ntawm elasticity. Yog tias ob lub cev muaj zog, tsis hais cov khoom siv los ntawm lawv tau tsim, raug coj mus rau hauv kev sib cuag thiab nias me ntsis rau ib leeg, ces txhua tus ntawm lawv pib deform. Nyob ntawm seb qhov loj ntawm lub zog ua haujlwm, qhov deformation hloov. Piv txwv li, yog hais tias ib tug luj ntawm 1 kg yog muab tso rau ntawm ib tug nyias board, uas yog nyob rau ntawm ob qho kev txhawb nqa, ces nws yuav khoov me ntsis. Yog tias qhov no nce mus txog 10 kg, tus nqi ntawm deformation yuav nce.
Qhov tshwm sim deformation nyhav rov qab zoo li qub ntawm lub cev, thaum tsim qee lub zog elastic. Qhov kawg cuam tshuam rau lub cev thiab hu ua kev txhawb nqa.
Yog tias koj saib qhov tob, qib loj dua, koj tuaj yeem pom tias lub zog elastic tshwm sim los ntawm kev sib koom ua ke ntawm atomic shells thiab lawv cov kev rov qab los vim yog txoj cai Pauli.
Yuav ua li cas xam lub zog ib txwm?
Nws twb tau hais saum toj no tias nws qhov kev hloov pauv yog sib npaug rau qhov tshwm sim quab yuam tau coj mus rau qhov chaw nyob hauv kev xav. Qhov no txhais tau hais tias txhawm rau txiav txim siab cov tshuaj tiv thaiv ntawm kev txhawb nqa, nws yog thawj zaug tsim nyog los tsim ib qho kev sib npaug ntawm cov lus tsa suab, siv Newton txoj cai thib ob, raws txoj kab ncaj nraim uas yog perpendicular rau saum npoo. Los ntawmqhov sib npaug no, koj tuaj yeem pom tus nqi N.
Lwm txoj hauv kev los txiav txim siab lub zog N yog koom nrog lub cev lub cev ntawm qhov sib npaug ntawm lub sijhawm ntawm lub zog. Txoj kev no yooj yim siv yog tias lub kaw lus muaj kev sib hloov axis.
Lub sijhawm ntawm kev quab yuam yog tus nqi sib npaug ntawm cov khoom ntawm lub zog ua haujlwm thiab qhov ntev ntawm lub zog piv rau axis ntawm kev sib hloov. Nyob rau hauv ib tug system nyob rau hauv equilibrium, lub sum ntawm lub sij hawm ntawm lub zog yog ib txwm sib npaug zos rau xoom. Cov xwm txheej kawg yog siv los nrhiav tus nqi tsis paub N.
Nco ntsoov tias yog tias muaj ib qho kev txhawb nqa hauv lub cev (ib qho kev sib hloov), lub zog ib txwm yuav tsim ib lub sijhawm xoom. Yog li ntawd, rau cov teeb meem zoo li no, cov txheej txheem tau piav qhia saum toj no yuav tsum tau siv los ntawm Newtonian txoj cai los txiav txim qhov kev txhawb nqa.
Tsis muaj cov qauv tshwj xeeb rau kev suav cov quab yuam N. Nws tau txiav txim siab los ntawm kev daws qhov sib npaug ntawm cov lus tsa suab lossis qhov sib npaug rau qhov kev txiav txim siab ntawm lub cev.
Hauv qab no peb muab cov piv txwv ntawm kev daws teeb meem, uas peb qhia yuav ua li cas xam cov kev txhawb nqa ib txwm muaj.
Cov teeb meem dav hlau poob siab
Lub bar yog so ntawm lub dav hlau inclined. Qhov hnyav ntawm lub nqaj yog 2 kg. Lub dav hlau yog inclined mus rau lub qab ntug ntawm lub kaum sab xis ntawm 30o. Lub zog ib txwm N yog dab tsi?
Txoj haujlwm no tsis nyuaj. Yuav kom tau txais cov lus teb rau nws, nws yog txaus los xav txog tag nrho cov zog uas ua raws li ib txoj kab perpendicular rau lub dav hlau. Tsuas muaj ob lub zog xws li: N thiab qhov projection ntawm lub ntiajteb txawj nqus Fgy. Txij li thaum lawv ua nyob rau hauv ntau cov lus qhia, Newton qhov sib npaug rau lub cev yuav siv daim ntawv:
ma=N - Fgy
Vim lub beam nyob so, qhov acceleration yog xoom, ces qhov sib npaug ua:
N=Fgy
Kev kwv yees ntawm lub zog ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm qhov qub rau lub dav hlau tsis yooj yim nrhiav. Los ntawm kev txiav txim siab geometric, peb pom:
N=Fgy=mgcos(α)
Hloov cov ntaub ntawv los ntawm qhov xwm txheej, peb tau txais: N=17 N.
Teeb meem nrog ob qho kev txhawb nqa
Ib lub rooj tsavxwm nyias tau muab tso rau ntawm ob qhov kev txhawb nqa, qhov loj ntawm qhov tsis tseem ceeb. Ntawm 1/3 ntawm kev txhawb nqa sab laug, qhov hnyav ntawm 10 kg tau muab tso rau ntawm lub rooj tsavxwm. Nws yog qhov tsim nyog los txiav txim siab qhov kev cuam tshuam ntawm kev txhawb nqa.
Vim tias muaj ob qhov kev txhawb nqa hauv qhov teeb meem, los daws nws, koj tuaj yeem siv qhov sib npaug ntawm lub sijhawm ntawm lub zog. Ua li no, peb thawj zaug xav tias ib qho ntawm cov kev txhawb nqa yog lub axis ntawm kev sib hloov. Piv txwv li, txoj cai. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub sij hawm equilibrium condition yuav siv daim ntawv:
N1L - mg2/3L=0
Ntawm L yog qhov kev ncua deb ntawm kev txhawb nqa. Los ntawm qhov sib npaug no nws ua raws li cov lus teb ntawm N1 sab laug kev txhawb nqa yog sib npaug rau:
N1=2/3mg=2/3109, 81=65, 4 N.
Ib yam li ntawd, peb pom cov tshuaj tiv thaiv ntawm txoj kev txhawb nqa. Lub sij hawm sib npaug rau rooj plaub no yog:
mg1/3L - N2L=0.
Los ntawm qhov peb tau txais:
N2=1/3mg=1/3109, 81=32.7 N.
Nco ntsoov tias cov txiaj ntsig ntawm qhov pom tshwm sim ntawm kev txhawb nqa yog sib npaug ntawm lub ntiajteb txawj nqus ntawm lub nra.
