Physics - භෞතික විද්‍යාව කෙටි සටහන් - 2 (දෙවන කොටස)

දෙවන ඒකකය - යාන්ත්‍ර විද්‍යාව ( Mechanics )

දෙවන කොටස

බල යුග්මය ( Couple Of Force )

• විශාලත්ව සමාන, සමාන්තර, අභිදිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ එකම ක්‍රියා රේඛාවේ නොපිහිටන බල දෙකක් බල යුග්මයක් ලෙස හඳුන්වයි.
• බල යුග්මයක සම්ප්‍රයුක්තය සෑම විටම ශුන්‍ය වේ.

බල යුග්මය = බලය × බල දෙක අතර දුර

ක්‍රියා, ප්‍රතික්‍රියා බල ( Action, Reaction Forces )

1. විශාලත්ව සමාන විය යුතුය.
2. සමාන්තර හා අභිදිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ විය යුතුයි.
3. එකම ක්‍රියා රේඛාවේ පැවතිය යුතුයි.
4. එකම වස්තුව මත නොපිහිටිය යුතුයි.

F_AB - B විසින් A මත ගොඩනගන ලද බලය, මෙම බලයේ උපයෝගී ලක්ෂ්‍යයේ A මත රඳා පවතී. එනම් එම බලය නිසා යම් සිදුවීමක් සිදු වන්නේ නම් එය A ට සිදුවිය යුතුයි.

• බලය සඳහා යෙදූ උපඅක්ෂර අනුපිළිවෙල මාරු වී පවතී නම් ඒවා ක්‍රියා ප්‍රතික්‍රියා යුගල වේ.

අභිලම්බ ප්‍රතික්‍රියාව ( Perpendicular Reaction )

• එකිනෙක හා ගැටී තෙරපී ඇති පෘෂ්ඨ දෙකක් අතර පෘෂ්ඨ වලට ලම්බකව ක්‍රියා ප්‍රතික්‍රියා යුගල ආකාරයට බල විශේෂයක් බිහි වේ. මේවා අභිලම්භ ප්‍රතික්‍රියා ලෙස හඳුන්වයි.
• වක්‍ර පෘෂ්ඨයකට ඇඳි ලම්බකය වක්‍රතා කේන්ද්‍රය හරහා පවතින නිසා තල පෘෂ්ඨ, වක්‍ර පෘෂ්ඨ අතර අභිලම්භ ප්‍රතික්‍රියා වස්තු ගැටුණු ලක්ෂ්‍යයේ, වක්‍ර පෘෂ්ඨයේ වක්‍රතා කේන්ද්‍රයක් යා කරන රේඛාවේ පැවතිය යුතුයි.

ආතතිය ( Tension )

• රේඛීය වස්තුවක (තන්තුවක් හෝ දණ්ඩක්) දිග වැඩි විය හැකි ආකාරයට වස්තුවේ ගොඩනැගෙන බල විශේෂය ආතතිය ලෙස හඳුන්වයි.

තෙරපුම ( Thrust )

• රේඛීය වස්තුවක (දණ්ඩක්) දිග අඩු විය හැකි ආකාරයට එහි ගොඩනැගෙන බල විශේෂය තෙරපුම ලෙස හඳුන්වයි.

බර ( Weight )

• ඕනෑම ස්කන්ධයක් සහිත වස්තුවක් පෘථිවි පෘෂ්ඨය අසල තැබූ විට එය මත පෘථිවි කේන්ද්‍රය දෙසට යොමු වූ බලයක් ඇති වේ. මෙම බලය වස්තුවේ බර ලෙස හඳුන්වයි.

ගුරුත් කේන්ද්‍රය ( Center Of Gravity )

• ඒකාකාර වස්තුවක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය සම්බන්ධයෙන් පහත විශේෂ ලක්ෂණ පවතී.

1. දී ඇති වස්තුව සඳහා ස්කන්ධ සම්මිතික රේඛාවක් පවතී නම් වස්තුවේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය එම රේඛාව මත කුමන හෝ ලක්ෂයක පැවතීම.
2. වස්තුවක් සදහා ස්කන්ධ සමමිතික රේඛා දෙකක් පවතී නම් වස්තුවේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය එම රේඛා ඡේදනය වන ලක්ෂ්‍යයේ පවතී.
3. ස්කන්ධ සමමිතික රේඛාවක පහත ලක්ෂණ පවතී.

1. රේඛාව මගින් වස්තුවේ ස්කන්ධය සර්වසම කොටස් දෙකකට වෙන් විය යුතුය.
2. රේඛාවට ලම්බකව යම් දුරක් ගමන් කළ විට හමුවන අංශුව හා ස්ර්වසම අංශුවක් රේඛාවට ලම්බකව විරුද්ධ පැත්තට එම ස්ථානයෙන් හෝ වෙනත් ස්ථානයකින් ගමන් කළ විට හමුවිය යුතුයි. අංශුවක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය අංශුව මත පවතී.

1. දණ්ඩක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය දණ්ඩේ මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ පවතී.
2. වෘත්ත වළල්ලක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වෘත්තයේ කේන්ද්‍රයේ පිහිටයි.
3. සෘජුකෝණාස්‍රාකාර ආස්ථරීය වස්තුවක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය විකර්ණ ඡේදනය වන මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ පවතී.
4. වෘත්ත ආස්තරයක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය වෘත්තයේ කේන්ද්‍රයේ පිහිටයි.
5. ත්‍රිකෝණාකාර ආස්තරයක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය, මධ්‍යස්ථයට ශීර්ෂ්‍යයේ සිට 2:1 අනුපාතයෙන් ඡේදනය වන පිහිටුමේ ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය පිහිටයි.
6. සිලින්ඩරාකාර කබොලක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය අක්ෂය මත මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ පිහිටයි.
7. ගෝලීය කබොලක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය ගෝලයේ කේන්ද්‍රයේ පිහිටයි.
8. කුහර අර්ධ ගෝලීය කබොලක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය තල ආධාරක කේන්ද්‍රයේ සිට සමමිතික රේඛාව ඔස්සේ a/2 දුරින් පිහිටයි. a යනු ගෝලයේ අරයයි.
9. කේතුක කබොලක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය තල ආධාරක කේන්ද්‍රයේ සිට සමමිතික රේඛාව ඔස්සේ h/3 දුරින් පිහිටයි. මෙහි h යනු කේතුවේ සිරස් උස වේ.
10. ඝනකයක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය ඝනකයේ විකර්ණ ඡේදනය වන ලක්ෂ්‍යයේ පවතී.
11. ඝන සිලින්ඩරයක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය අක්ෂය මත මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යයේ පිහිටයි.
12. ඝන ගෝලයක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය කේන්ද්‍රයේ පිහිටයි.
13. ඝන අර්ධ ගෝලයක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය තල ආධාරක කේන්ද්‍රය සිට සමමිතික රේඛා ඔස්සේ 3a/8  දුරින් පිහිටයි. a යනු අරයයි.
14. ඝන කේතුවක ගුරුත්ව කේන්ද්‍රය තල ආධාරක කේන්ද්‍රයේ සිට සමමිතික රේඛව ඔස්සේ h/4 දුරින් පිහිටයි. h යනු කේතුවේ සිරස් උස වේ.

කාර්යය ( Work )

• ඒකක - Nm / J
• මාන - ML²T^-2
• අදිශ රාශියකි.

කාර්යය (W) = බලය (F) × ගමන් කළ දුර (S)

ශක්තිය ( Energy )

බලයක් මගින් සිදු කරනු ලබන කාර්යය යම් ස්ථානයක ගබඩා වූ විට එය හඳුන්වනු ලබන්නේ ශක්තිය ලෙසිනි.

• ඒකක - J
• මාන - ML²T^-2
• අදිශ රාශියකි.

සාපේක්ෂ ගුරුත්වාකර්ෂණ විභව ශක්තිය (E_p) = mgh

ΔE_p = E_පසු - E_පෙර

ΔEp = mg (Δh)

උත්තාරණ චාලක ශක්තිය (E) = mv² / 2

E_K = PV / 2

E_K = P² / 2m

ප්‍රත්‍යස්ථතා විභව ශක්තිය (E_E) = FX / 2

E_E = KX² / 2

m - ස්කන්ධය

h - උස

V - ප්‍රවේගය

P - ගම්‍යතාවය

K - දුනු නියතය

X - විතතිය

g - ගුරුත්වජ ත්වරණය

දුනු නියතය ( Spring Constant )

• ඒකක - Nm^-1
• මාන - MT^-2

හුක් නියමය...

සමානුපාතික සීමාව තුළදී රේඛීය ප්‍රත්‍යස්ථ වස්තුවක ආතතිය, විතතියට අනුලෝම වශයෙන් සමානුපාතික වේ.

• ආතතියට ලක්වී ඇඳුනු දිග සහ නොඇඳුනු දිග අතර වෙනස හෙවත් දිග වැඩි වූ ප්‍රමාණය විතතිය ලෙස හදුන්වයි.

F = -KX

• මෙහි ඍණ ලකුණෙන් අදහස් වන්නේ ආතතිය සහ විතතිය දිශාවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධ බවයි. සංඛ්‍යාත්මක ගැටළු විසඳීමේදී ඍණ ලකුණ නොසලකා හරිමින් සමීකරණය යොදාගත යුතුය.
• මෙහි යෙදෙන සමානුපාතික නියතය (K) දුනු නියතය වේ.

දුනු නියතය රඳා පවතින සාධක,

• දුනු නියතය එහි දිගට ප්‍රතිලෝම වශයෙන් සමානුපාතික වේ. දුනු නියතය හරස්කඩ ක්ෂේත්‍රඵලයට අනුලෝම වශයෙන් සමානුපාතික වේ.
• දුනු නියතය දුන්න සාදා ඇති ද්‍රව්‍ය මත රඳා පවතී.

ශක්ති සංස්ථිති නියමය…

ශක්තිය උත්පාදනය කිරීම හෝ විනාශ කිරීම සිදු කළ නොහැක. සිදුකළ හැක්කේ එක් ප්‍රභේදයක් තවත් ප්‍රභේදයක් බවට පරිවර්තනය කිරීම පමණි.

යාන්ත්‍රික ශක්ති සංස්තිථි නියමය…

වස්තුවක් හෝ පද්ධතියක් මත බාහිර බල මගින් කාර්යය නොකරන්නේ නම් හෝ වස්තුව හෝ පද්ධතිය විසින් බාහිර බල වලට විරුද්ධව කාර්යය නොකරන්නේ නම් එම පද්ධතියේ යාන්ත්‍රික ශක්තිය සංස්ථිතික වේ.

• වස්තුවක බර බාහිර බලයක් ලෙස නොසලකයි. බාහිර බල මගින් හෝ බාහිර බල වලට විරුද්ධව කාර්යය සිදුවන්නේ දැයි පරික්ෂා කිරීමේදී වස්තුවේ බර නොසලකා හැරිය හැකිය.

කාර්යය ශක්ති මූලධර්මය…

බාහිර බල වලට විරුද්ධ කාර්යය සිදු කරන්නේ නම් විරුද්ධව කළ කාර්යය ප්‍රමාණය යාන්ත්‍රික ශක්ති අඩු විමට සමාන වේ. බාහිර බල මගින් කළ කාර්යය ප්‍රමාණය යාන්ත්‍රික ශක්ති වැඩි වීමට සමාන වේ.

ක්ෂමතාවය / ජවය ( Power )

• ඒකක - Js^-1 , W
• මාන - ML²T^-3
• අදිශ රාශියකි.

ක්ෂමතාවය (P) = කාර්යය ප්‍රමාණය, ශක්තිය / කාලය

ක්ෂමතාවය = බලය × ප්‍රවේගය

⇒ දෙවන ඒකකයේ පළමු කොටසට පිවිසීමට ක්ලික් කරන්න. ⇐

⇒ දෙවන ඒකකයේ තුන්වන කොටසට පිවිසීමට ක්ලික් කරන්න. ⇐

.. Sithija Ranasingha ..

https://horizonsl.blogspot.com

sithija1996design@gmail.com