ഒരു കണിക കേന്ദ്രാഭിമുഖ ബലത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ ഏകതാനമായ വൃത്തപാതയിൽ ചലിക്കുന്നു. ഒരു പൂർണ്ണ ഭ്രമണത്തിൽ കേന്ദ്രാഭിമുഖ ബലം ചെയ്യുന്ന പ്രവൃത്തി എത്രയാണ്?
Aപോസറ്റീവ്
Bനെഗറ്റീവ്
Cപൂജ്യം
Dവേഗതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു
Answer:
C. പൂജ്യം
Read Explanation:
- പ്രവൃത്തി (Work Done): ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ ഒരു ബലം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ വസ്തുവിനുണ്ടാകുന്ന സ്ഥാനാന്തരത്തിന്റെ (Displacement) ദിശയും ബലത്തിന്റെ ദിശയും തമ്മിലുള്ള കോണിനെ (Angle) അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് പ്രവൃത്തി കണക്കാക്കുന്നത്. ഇതിന്റെ സൂത്രവാക്യം W = F × s × cosθ ആണ്.
- കേന്ദ്രാഭിമുഖ ബലം (Centripetal Force): വൃത്തപാതയിൽ ചലിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിൽ, കേന്ദ്രത്തിലേക്ക് എപ്പോഴും പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബലമാണിത്.
- ദിശകൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം: വൃത്തപാതയിൽ ചലിക്കുന്ന ഒരു കണികയുടെ തൽക്ഷണ സ്ഥാനാന്തരം (Instantaneous displacement) എപ്പോഴും വൃത്തത്തിന്റെ തൊടുവരയ്ക്ക് (Tangent) സമാന്തരമായിരിക്കും. കേന്ദ്രാഭിമുഖ ബലം എപ്പോഴും വൃത്തത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലേക്ക് (Radial direction) ആയിരിക്കും പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. അതിനാൽ, ഈ ബലവും സ്ഥാനാന്തരവും തമ്മിലുള്ള കോൺ എപ്പോഴും 90 ഡിഗ്രിയാണ് (θ = 90°).
- പ്രവൃത്തി പൂജ്യമാകുന്നു: cos 90° എന്നത് പൂജ്യമായതുകൊണ്ട് (cos 90° = 0), കേന്ദ്രാഭിമുഖ ബലം ചെയ്യുന്ന പ്രവൃത്തി എപ്പോഴും പൂജ്യമായിരിക്കും (W = F × s × 0 = 0).
- ഏകതാനമായ വൃത്ത ചലനം (Uniform Circular Motion): ഒരു പൂർണ്ണ ഭ്രമണം പൂർത്തിയാക്കുമ്പോൾ, വസ്തുവിന്റെ സ്ഥാനാന്തരത്തിൽ മാറ്റമില്ലാത്തതിനാൽ (ആരംഭ സ്ഥാനത്തേക്ക് തന്നെ തിരിച്ചെത്തുന്നു), മൊത്തം സ്ഥാനാന്തരം പൂജ്യമാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിലും കേന്ദ്രാഭിമുഖ ബലം ചെയ്യുന്ന പ്രവൃത്തി പൂജ്യമായി തുടരുന്നു.