በውጥረት ሃይል እና በተዛባ ሃይል መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የውጥረት ሃይል በአንድ ስርአት ውስጥ ካለው የድምጽ መጠን ለውጥ ጋር የተያያዘ ሲሆን የተዛባ ኢነርጂ ግን ከስርአት ቅርፅ ለውጥ ጋር የተያያዘ ነው።
የቃላቶቹ፣የመወጠር ሃይል እና የተዛባ ሃይል ከአካላዊ ስርአቶች ጋር የተያያዙ ናቸው። ሁለት የተለያዩ አካላትን በመጠቀም በጠንካራ ንጥረ ነገር ውስጥ በአንድ ነጥብ ላይ የጭንቀት ሃይል ጥግግት መግለፅ እንችላለን-የጭንቀት ኃይል እና የተዛባ ኃይል። የውጥረት ሃይል ከምናስበው የስርዓት ለውጥ ጋር የተያያዘ ሲሆን የተዛባ ሃይል ደግሞ ከቅርጽ ለውጥ ጋር የተያያዘ ነው።
ስትሪት ኢነርጂ ምንድነው?
የስትሬይን ኢነርጂ ሽቦ በሚዘረጋበት ጊዜ የሚያገኘው የመለጠጥ አቅም ነው። የመስመራዊ ላስቲክ ቁሶችን የውጥረት ጉልበት በሚከተለው መልኩ መስጠት እንችላለን፡
U=½ Vσε
U የውጥረት ጉልበት፣ σ ውጥረት እና ε ውጥረት ነው። በሞለኪውሎች ውስጥ ያለውን የሞለኪውላር ጫና ስናስብ በኬሚካላዊ ምላሽ ጊዜ ንጥረ ነገሮች አተሞች እራሳቸውን እንዲያስተካክሉ ሲፈቀድ የሚለቀቀውን የውጥረት ኃይል መመልከት እንችላለን። እዚህ, ከማይጨናነቀው ሁኔታ መዛባት እንዲፈጠር የሚያደርገውን የላስቲክ ንጥረ ነገር ላይ የሚሠራው ውጫዊ ሥራ ወደ ውጥረት ኃይል ይለወጣል. የጭንቀት ኃይል እምቅ ኃይል አይነት ነው. በመለጠጥ ቅርጽ የሚመጣው የውጥረት ሃይል መልሶ ሊታደስ የሚችል ነገር ግን በመካኒካል ስራ መልክ መሆኑን ማየት እንችላለን።
ምስል 01፡ ውጥረት vs ስትሪን ዲያግራም ለዱክቲል ቁስ
ለምሳሌ ሳይክሎፕሮፔን ለእያንዳንዱ ተጨማሪ ሜቲል ዩኒት (CH2 ዩኒት) በጣም ከፍተኛ (ከፕሮፔን ከፍ ያለ) የቃጠሎ ሙቀት አለው። ስለዚህ፣ ከወትሮው በተለየ መልኩ ትልቅ የጭረት ሃይል ያላቸው ውህዶች ቴትራሄድራን፣ ፕሮፔላኖች፣ ኩባን መሰል ዘለላዎች፣ ፌንስትራኖች እና ሳይክሎፋኖች ያካትታሉ።
የተዛባ ሃይል ምንድነው?
የተዛባ ኢነርጂ ለቁስ ቅርፅ ለውጥ ተጠያቂ የሆነ የሃይል አይነት ነው። ከሁለቱ የጭንቀት የሃይል እፍጋቶች አንዱ ሲሆን ሌላኛው የኢነርጂ አይነት ደግሞ የጭንቀት ሃይል ነው። ይህንን ግንኙነት እንደሚከተለው ልንሰጥ እንችላለን፡
Ud=Uo – Uh
ኡድ የውጥረቱ የኢነርጂ ጥግግት ባለበት፣ ዩ የውጥረቱ ሃይል እና ኧረ የተዛባ ሃይል ነው። በቮን-ሚዝ ቲዎሪ ላይ በመመስረት የመጨረሻውን የውድቀት ሁኔታ ለማግኘት ይህንን እኩልነት መጠቀም እንችላለን።
የማዛባት ሃይልን እንደ ፈሳሽ ወይም ክሪስታል ያለ የንጥረ ነገር የነጻ ሃይል ጥግግት መጨመርን የሚገልጽ መጠን ብለን መግለፅ እንችላለን።ይህ የነጻ ሃይል ለውጥ የሚከሰተው ከንጥረቱ ወጥ በሆነ መልኩ ከተጣመረ ውቅር በተፈጠረው መዛባት ምክንያት ነው። ይህ ቃል በሳይንቲስት ፍሬድሪክ ቻርልስ ፍራንክ የተሰየመ የፍራንክ ነፃ ሃይል በመባልም ይታወቃል።
በውጥረት ኢነርጂ እና በተዛባ ሃይል መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
የጠንካራ ንጥረ ነገር የጭንቀት ሃይል ጥግግት ሁለት አካላት አሉ እነሱም የመወጠር ሃይል እና የተዛባ ሃይል። የውጥረት ኢነርጂ ሽቦ በሚረዝምበት ጊዜ በመለጠጥ ሃይል ሊያገኘው የሚችለው የመለጠጥ አቅም ሲሆን የተዛባ ኢነርጂ ደግሞ የቁስ አካልን ቅርፅ ለመለወጥ ሃላፊነት ያለው የሃይል አይነት ነው። በውጥረት ሃይል እና በተዛባ ሃይል መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የውጥረት ሃይል በአንድ ስርአት ውስጥ ካለው የድምጽ መጠን ለውጥ ጋር የተያያዘ ሲሆን የተዛባ ሃይል ግን ከስርአት ቅርፅ ለውጥ ጋር የተያያዘ ነው። ከዚህም በላይ የጭንቀት ኃይል እኩልታ U=½ Vσε ሲሆን ዩ የጭንቀት ኃይል፣ σ ውጥረት እና ε ውጥረት ነው። ነገር ግን፣ የተዛባ ኢነርጂ እኩልነት Ud=Uo - Uh ሲሆን ኡድ የጭንቀት የኃይል ጥንካሬ ነው።
የሚከተለው ኢንፎግራፊክ በተጨናነቀ ሃይል እና በተዛባ ሃይል መካከል ያለውን ልዩነት በሰንጠረዥ መልኩ ያጠቃልላል።
ማጠቃለያ - የስትሪት ኢነርጂ vs የተዛባ ኢነርጂ
የጠንካራ ንጥረ ነገር የጭንቀት ሃይል ጥግግት ሁለት አካላት ሲኖሩ የስሪት ሃይል እና የተዛባ ኢነርጂ። በውጥረት ሃይል እና በተዛባ ሃይል መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የውጥረት ሃይል በአንድ ስርአት ውስጥ ካለው የድምጽ መጠን ለውጥ ጋር የተዛመደ ሲሆን የተዛባ ሃይል ደግሞ ከስርአት ቅርፅ ለውጥ ጋር የተያያዘ ነው።
