අධ්යාපන ලෝකයට
ඔබේ දැනුම වර්ධනය කරගන්නා ගමන අදම අරඹන්න. නව තාක්ෂණය සමඟ පෙරට යන්න.
සාදරයෙන් පිළිගනිමු!
ඇතුලත් වීමට ඔබගේ ගිණුමේ තොරතුරු ලබා දෙන්න
කඹ ඇදීමේ තරගයක දී කණ්ඩායම් දෙකක් කඹය දෙපසට අදිති. එක් පසක සිටින කණ්ඩායම යොදන බලය අනික් පසින් යොදන බලයට වඩා වැඩි වූ විට, වැඩි බලයේ දිශාවට කඹය ඇදී යයි. කණ්ඩායම් දෙක ම සමාන බල යොදා ඇදීම සිදු කරන අවස්ථාවේ දී කඹය එක් පසකටවත් නොඇදී නිශ්චලතාවයේ පවතින්නේ ය. ඊට හේතුව කඹය දෙපසට යොදන බල සමාන සහ ප්රතිවිරුද්ධ වීමය. එවිට බල වල එකතුව ශුන්ය ය. මේ අවස්ථාවේ දී දෙපසට, යොදන බල යටතේ කඹය සමතුලිතතාවයේ (equilibrium) පවතී යැයි කියනු ලැබේ.
දුනු තරාදියක වස්තුවක් එල්ලා තිබීම
මෙවැනි තවත් අවස්ථාවක් රූපයේ පෙන්වා ඇත. මෙහි ඇත්තේ දුනු තරාදියක එල්ලා ඇති වස්තුවකි.
මෙහි දී, වස්තුව මත බල දෙකක් ක්රියා කරයි. ඉන් එකක් වනුයේ ගුරුත්වාකර්ෂණය (gravity) නිසා ඇතිවන වස්තුවේ බරයි. අනෙක වනුයේ වස්තුව පොළොවට නොවැටී රඳවා ගැනීමට දුන්න මගින් ඉහළට යොදන බලයයි. මෙම බල දෙක යටතේ වස්තුව නිශ්චල ව පවතී. එනම් එම බල දෙක යටතේ වස්තුව සමතුලිතතාවයේ (equilibrium) පවතී.
සවිමත් තන්තුවකින් එල්ලා ඇති ගෝලයක් රූපයේ පෙන්වා ඇත. ගෝලයේ බර ක්රියා කරන්නේ සිරස් ව පහළටයි. එම බර තන්තුව මගින් ඉහළට යොදන බලයෙන් (ඇදීමක් යටතේ ඇති තන්තුව දිගේ ක්රියාකරන බලයට තන්තුවේ ආතතිය (tension) යැයි කියයි) සංතුලනය වන නිසා ගෝලය නිශ්චල ව පවතී. මෙහි දී ගෝලයේ බර (W) හා තන්තුව මගින් ඉහළට යොදන බලය (T) යටතේ ගෝලය සමතුලිතතාවයේ (equilibrium) පවතී.
එදිනෙදා ජීවිතයේ දී, වස්තූන් වෙත විවිධ බල යෙදෙන අවස්ථා නිතර ම අපට දකින්නට ලැබෙයි. එවැනි බල දෙකක්, තුනක් හෝ ඊට වැඩි ගණනක් යටතේ වුව ද වස්තූන් සමතුලිතතාවයේ (equilibrium) පැවතිය හැකි ය.
අප මෙහි දී බල දෙකක් හා තුනක් යටතේ වස්තුවක් සමතුලිත (equilibrium) වන අවස්ථා වෙන වෙන ම සලකා බලනු ලැබේ.
ලක්ෂ්යයක් මත ක්රියා කරන ඒක රේඛීය බල දෙකක් නිසා හටගන්නා සඵල බලය හෙවත් සම්ප්රයුක්ත බලය පිළිබඳ ව අපි බල සම්ප්රයුක්තය පාඩමේ දී, ඉගෙන ගතිමු.
ඒ අනුව, වස්තුවක් මත එක් බලයක් යම් දිශාවකට යෙදී තිබිය දී, තවත් බලයකින් එම වස්තුව ඊට විරුද්ධ දිශාවට ඇද්දොත් එවිට සම්ප්රයුක්ත බලයේ විශාලත්වය අඩුවන බව ඔබ විසින් ඉගෙන ගන්නා ලදි. වස්තුවක් සමතුලිතතාවේ පැවතීම සඳහා සම්ප්රයුක්තය ශුන්ය විය යුතු වේ.
වස්තුවක් මත එක ම තලයේ විරුද්ධ දිශාවන්ට ක්රියා කරන බල දෙකක් යටතේ සමතුලිතතාව පවත්වා ගැනීමට අවශ්ය සාධක පිළිබඳ ව දැන් අපි සොයා බලමු.
ඒ සඳහා පහත දැක්වෙන ක්රියාකාරකම 1 සහ ක්රියාකාරකම 2 හි නිරත වෙමු.
ක්රියාකාරකම 1
අවශ්ය ද්රව්ය : මුදුවක්, දුනු තරාදි දෙකක්.
ප්රතිවිරුධ බල දෙකක් යටතේ වස්තුවක සමතුලිතතාව පරීක්ෂා කිරීම
එනම් සමතුලිතතාවේ දී, මුදුව මත යෙදෙන බල දෙකෙහි විශාලත්ව සමාන වේ.
දැන් දුනු තරාදි දෙක එක ම රේඛාවක නොපිහිටන ආකාරයට මුදුව සමතුලිත ව තබා ගැනීමට උත්සාහ කරන්න. මෙය කළ නොහැකි දෙයක් බව ඔබට පෙනී යනු ඇත. එනම් මෙහි දී, මුදුව සමතුලිත වන සෑම අවස්ථාවක දී ම බල දෙක ඒක රේඛීය විය යුතු වන අතර ඒවා එකිනෙකට ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවලට ක්රියා කළ යුතු ය.
ක්රියාකාරකම 2
අවශ්ය ද්රව්ය : ඝනකාකාර ලී කුට්ටියක්, නිව්ටන් තරාදි දෙකක්, නිව්ටන් තරාදි ලී කුට්ටියට සවි කිරීමට අවශ්ය මුදු දෙකක්.
ලී කුට්ටියක් දෙපසට ඇදීම
සම්ප්රයුක්ත බලයක් පවතින සෑම විට ම, ලී කුට්ටිය යම් දිශාවකට චලනය වන බවත් සම්ප්රයුක්ත බලය ශුන්ය වන අයුරින් දෙපසට සමාන බල යොදා අදින අවස්ථාවේ දී, ලී කුට්ටිය නිශ්චල ව පවතින බවත් ඔබට දැකගත හැකි වනු ඇත. එනම් මෙහි දී ලී කුට්ටිය සමතුලිත වන සෑම අවස්ථාවක දී ම ප්රතිවිරුද්ධ ව ක්රියාකරන බල දෙකෙහි විශාලත්වයන් සමාන වේ.
මේසයක් මත තබා ඇති වස්තුවක් රූපයේ පෙන්වා ඇත. මෙම වස්තුව බිමට නොවැටෙන්නේ ඇයි?
මෙහි දී වස්තුවේ බර සිරස් ව පහළට ක්රියාකරන අතර, එම බලය මේස ලෑල්ල විසින් සිරස් ව ඉහළට ඇති කරන අභිලම්බ ප්රතික්රියා බලයෙන් සංතුලනය වන්නේ ය. ඉහත කී බල දෙක යටතේ පොත මේසය මත සමතුලිතතාවේ පවතින අතර, වස්තුව නිශ්චල ව පවතී.
රූපයේ පෙන්වා ඇති ආකාරයට වස්තුවක් ලණුවකින් එල්ලා තැබූ විට එම වස්තුව නිශ්චල ව පවතී නම්, ඊට හේතුව වස්තුවේ බරට සමාන බලයක් ලණුව දිගේ ඉහළට ක්රියා කිරීමයි. ලණුව මගින් ඉහළට ඇති කරන බලය ලණුවේ ආතතිය යැයි කියනු ලැබේ. වස්තුවේ බර හා තන්තුවේ ආතතිය මගින් වස්තුව, සමතුලිතතාවේ තබාගෙන ඇති බැවින් වස්තුව නිශ්චල ව පවතී.
ඉහත විස්තර කළ සෑම අවස්ථාවක දී ම වස්තුවක් මත බල දෙකක් පමණක් යොදා තිබුණි. තව ද එම බල දෙක විශාලත්වයෙන් සමාන ද දිශාවෙන් ප්රතිවිරුද්ධ ද විය. එසේ ම එම බලවල ක්රියා රේඛාව ද එක ම විය. එනම්, බල දෙකක් යටතේ වස්තුවක් සමතුලිත ව පැවතීමට පහත අවශ්යතා සපුරාලිය යුතු ය.
සැහැල්ලු තිරස් දණ්ඩක එල්ලා ඇති කෙසෙල් කැනක් 12.8 රූපයේ පෙන්වා ඇත. මෙහි දී දණ්ඩ, එය එල්ලා ඇති ලණු දෙක හා කෙසෙල් කැන එල්ලා ඇති ලණුව යන සියල්ල එක ම තලයක පිහිටයි. එසේම ලණු තුන දිගේ ක්රියාකරන බල සමාන්තර ව පිහිටයි. මෙය සමාන්තර ඒකතල බල තුනක් යටතේ සමතුලිත ව පවතින පද්ධතියකට උදාහරණයක් වේ.
කෙසෙල් කැනක් එල්ලා ඇති තිරස් දණ්ඩක්
(දණ්ඩේ බර ද සමග මෙම පද්ධතියේ බල හතරක් පවතියි. නමුත් සැහැල්ලු දණ්ඩක් යන්නෙන් අදහස් කෙරෙන්නේ බර නොගිනිය හැකි තරම් කුඩා දණ්ඩක් නිසා මෙහි දී එම බලය නොසලකා හැරේ.)
ආධාරක දෙකක් මත නිශ්චලව පවතින දණ්ඩක්
දණ්ඩක් ආධාරක දෙකක් මත නිශ්චල ව තබා ඇති අවස්ථාවක් 12.9 රූපයේ දැක්වේ. මෙහි දී දණ්ඩේ බර හා දණ්ඩ තබා ඇති ආධාරක නිසා දණ්ඩ මත ක්රියාකරන අභිලම්භ ප්රතික්රියා දෙක යන බල තුන එක ම තලයක පිහිටන අතර ඒවා සමාන්තර වේ. මෙම බල යටතේ දණ්ඩ, ආධාරක දෙක මත සමතුලිත ව පිහිටයි.
දැන් අපි ඒකතල සමාන්තර බල තුනක් යටතේ වස්තුවක් සමතුලිත ව පැවතීමට අවශ්ය සාධක සොයා බැලීමට පහත ක්රියාකාරකමෙහි යෙදෙමු.
එනම් සමාන්තර බල තුනක් යටතේ වස්තුවක් සමතුලිත ව තිබීමට පහත අවශ්යතා සපුරාලිය යුතු ය.
ඔන්චිල්ලාවක හිඳගෙන සිටින ළමයෙකු, සමාන්තර බල තුනක් යටතේ සමතුලිත ව තිබෙන පද්ධතියකට තවත් උදාහරණයකි. ළමයා ඔන්චිල්ලාවේ සමතුලිත ව සිටින්නේ රූපයේ පෙන්වා ඇති ආකාරයට කඹ දෙකෙන් ඉහළට යෙදෙන F1 හා F2 බල දෙකේ එකතුව ළමයාගේ බරට (W) සමාන වන බැවිනි.
බිත්තියක, රූපයේ පෙන්වා ඇති ආකාරයට එල්ලා ඇති රාමු කළ පින්තූරයක් නිශ්චල ව පවතින්නේ ලණු දෙක දිගේ යෙදෙන ආතති බල (Tension force) (F1 හා F2 ) සහ පින්තූරයේ බර (W)* යන බල තුන සමතුලිතතාවයෙන් (equilibrium) පවතින බැවිනි. මෙම බල තුන ඒකතල වූවද, මීට පෙර විස්තර කළ අවස්ථාවල දී මෙන් එකිනෙකට සමාන්තර බල නොවේ.
දැන් අපි මෙවැනි ඒකතල, එහෙත් සමාන්තර නොවන බල තුනක් යටතේ වස්තුවක් සමතුලිත වීමට අවශ්ය සාධක සෙවීමට පහත ක්රියාකාරකමෙහි යෙදෙමු.
එනම්, එකිනෙකට ආනත බල තුනක් යටතේ වස්තුවක් සමතුලිත වීමට බල තුන ඒකතල විය යුතු ය. එසේම බල තුනෙහි ක්රියා රේඛා එකම ලක්ෂ්යයක දී හමු විය යුතු ය. තවද, බල දෙකක සම්ප්රයුක්තය තුන් වන බලයට සමාන හා දිශාවෙන් ප්රතිවිරුද්ධ විය යුතු ය.
අප ඉහත සාකච්ඡා කළේ බල දෙකක් හෝ තුනක් යටතේ සමතුලිතතාවේ (equilibrium) පවතින පද්ධති පිළිබඳව ය. ඊට වඩා වැඩි බල සංඛ්යාවක් යටතේ ද වස්තුවක් සමතුලිතතාව පැවතිය හැකි ය. රූපයේ පෙන්වා ඇත්තේ බල පහක් පවතින අවස්ථාවකි.
එහි ඇත්තේ මුලු හතරට ගැට ගැසූ ලණු හතරක් මගින් එල්ලා ඇති ලෑල්ලකි. මෙහි දී ලෑල්ල නිශ්චල ව පවතින්නේ සිරස් ව පහළට ක්රියා කරන ලෑල්ලේ බර ලණු හතරෙහි ආතති බලවලින් (tension forces) සමතුලිත වීම නිසා ය.
