Skip to main content

ആക്കം മനസ്സിൽ വെച്ചുകൊണ്ട് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നു

ഒരു മത്സരത്തിൽ ഒരു ഇഷ്ടാനുസൃത റോബോട്ട് ഓടിക്കുന്ന രണ്ട് VEX വിദ്യാർത്ഥികൾ, ഒരു ക്യൂബ് ഉയർത്താൻ റോബോട്ടിനെ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
മത്സര റോബോട്ടുകൾക്ക് ശക്തികൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നത് ഒരു വെല്ലുവിളിയാണ്

മത്സര റോബോട്ടുകളെ ഭൗതികശാസ്ത്രം എങ്ങനെ സ്വാധീനിക്കും

VEX റോബോട്ടിക്സ് മത്സരങ്ങൾക്കായി ഒരു റോബോട്ട് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, റോബോട്ട് പ്രവർത്തിക്കുമ്പോഴെല്ലാം ഏതൊരു മോട്ടോറും റോബോട്ടിന്റെ ജഡത്വത്തിനെതിരെ പോരാടുമെന്ന് നിങ്ങൾ ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്. ഒരു വസ്തുവിന്റെ പ്രവേഗത്തിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങളോടുള്ള അതിന്റെ പ്രതിരോധമാണ് ജഡത്വം. വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ജഡത്വം വർദ്ധിക്കുകയും അതിനാൽ അതിന്റെ ആക്കം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനർത്ഥം, നിങ്ങളുടെ റോബോട്ടിലേക്ക് പിണ്ഡം ചേർത്ത് അതിനെ ആവശ്യമുള്ളതിനേക്കാൾ ഭാരമുള്ളതാക്കിയാൽ, റോബോട്ടിന്റെ വേഗത മാറ്റുന്നതിൽ മോട്ടോറുകൾ അത്ര ഫലപ്രദമാകില്ല എന്നാണ്! അതിനാൽ, മോട്ടോറുകളുടെ കാര്യക്ഷമത പരമാവധിയാക്കണമെങ്കിൽ കഴിയുന്നത്ര ഭാരം കുറഞ്ഞതും കഴിയുന്നത്ര കുറച്ച് വസ്തുക്കളും ഉപയോഗിക്കാൻ ശ്രമിക്കണം.

മറുവശത്ത്, ഒരു ലൈറ്റ് റോബോട്ട് വളരെ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതും ബുദ്ധിമുട്ടുകൾക്ക് കാരണമാകും. ഒരു മത്സരത്തിനിടെ കൃത്യവും കൃത്യവുമായ ചലനങ്ങൾ നടത്താൻ നിങ്ങൾ ശ്രമിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങളുടെ ചലനങ്ങളുടെ വേഗത കുറച്ചുകൊണ്ട് പവർ ഓഫ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.

കൂട്ടിയിടിക്കുന്ന രണ്ട് വസ്തുക്കളുടെ ആക്കം അവ കൂട്ടിയിടിച്ചതിന് ശേഷം എന്ത് സംഭവിക്കുമെന്ന് പ്രവചിക്കുന്നു എന്ന ആശയം നമുക്ക് പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാം. നിങ്ങളുടെ റോബോട്ട് കഴിയുന്നത്ര വേഗത്തിൽ നീങ്ങണമെന്ന് നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നതിനാൽ മത്സര പ്രോജക്ടുകൾ വികസിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഇത് പരിഗണിക്കേണ്ട ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ്. കളിക്കിടെ കൃത്രിമത്വം കാണിക്കുന്നതിനും ശേഖരിക്കുന്നതിനും ഒരു നേട്ടം നൽകുന്ന പരമാവധി ഘടകങ്ങൾ റോബോട്ടിൽ തന്നെ ഉണ്ടായിരിക്കണമെന്നും നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു.

മൊമെന്റം എന്നത് ഒരു വസ്തുവിനുള്ള ചലനത്തിന്റെ അളവാണ്, അത് ചലിക്കുന്ന വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡവും വേഗതയും അനുസരിച്ചാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. അതിനാൽ, എല്ലാ ഘടകങ്ങളുമുള്ള ഒരു മത്സര റോബോട്ടിന് ഭാരമേറിയതും കഴിയുന്നത്ര വേഗത്തിൽ ചലിക്കുന്നതുമായിരിക്കും. അതുകൊണ്ടുതന്നെ, അതിന്റെ ആക്കം വളരെ കൂടുതലാണ്. ഫീൽഡിന്റെ ഭാഗങ്ങളുമായോ മറ്റ് റോബോട്ടുകളുമായോ സമ്പർക്കം വരുമ്പോൾ എന്ത് സംഭവിക്കുമെന്ന് നിങ്ങൾ പരിഗണിക്കേണ്ട സമയമാണിത്.

എക്സ്പ്ലോറിംഗ് വെലോസിറ്റി പ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് നിങ്ങളുടെ മേശയിലേക്ക് തിരിഞ്ഞുനോക്കുക. കൂട്ടിയിടികളിൽ ഊർജ്ജ കൈമാറ്റം നിങ്ങൾ പരീക്ഷിച്ചത് റോബോട്ടിന് വ്യത്യസ്ത വേഗതകൾ സജ്ജീകരിച്ച് പന്ത് തട്ടുന്നതുവരെ മുന്നോട്ട് ഓടിച്ചുകൊണ്ടാണ്. കൂട്ടിയിടിക്ക് ശേഷം റോബോട്ടിന് നിശ്ചയിച്ച ഉയർന്ന വേഗത, കുറഞ്ഞ വേഗതയേക്കാൾ കൂടുതൽ ദൂരം പന്ത് തള്ളിവിടുന്നത് നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിച്ചിരിക്കണം. ഇത് റോബോട്ടിന്റെ ആക്കം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ വ്യക്തമായ ഒരു ഫലമാണ്, കാരണം റോബോട്ടിന്റെ പിണ്ഡം അതേപടി തുടർന്നു, പക്ഷേ വേഗത വർദ്ധിച്ചു, അതിനാൽ അതിന്റെ ആക്കം വർദ്ധിച്ചു.

ആ പരീക്ഷണത്തെക്കുറിച്ച് പരിഗണിക്കേണ്ട ഒരു പ്രധാന കാര്യം പന്ത് ചലിക്കുന്നില്ല എന്നതാണ്. റോബോട്ട് അതിൽ ഇടിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് അതിന് ഒരു പ്രവേഗം, ഒരു ആക്കം, എല്ലാ പൂജ്യങ്ങളുടെയും ത്വരണം എന്നിവ ഉണ്ടായിരുന്നു. പ്രധാനമായി, അതിന്റെ പിണ്ഡം റോബോട്ടിന്റെ പിണ്ഡത്തേക്കാൾ വളരെ കുറവായിരിക്കാം. കൂട്ടിയിടിക്കലിനുശേഷം, അതിന്റെ ത്വരണം വർദ്ധിച്ചു, അതിനാൽ അതിന്റെ പ്രവേഗവും ആക്കം വർദ്ധിച്ചു. കൂട്ടിയിടിക്കലിനു ശേഷമുള്ള പന്തിന്റെ വേഗത പന്തിന്റെ പിണ്ഡത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഭാരം കുറഞ്ഞ പന്തുകൾ ത്വരിതപ്പെടുകയും വേഗത്തിൽ നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. നിങ്ങളുടെ ക്ലാസ് കൂടുതൽ മാസ് ഉള്ള ഒരു പന്ത് ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഒരു ബൗളിംഗ് ബോൾ സങ്കൽപ്പിക്കുക, കൂട്ടിയിടിക്ക് ശേഷം പന്ത് വളരെ ദൂരെയല്ലാതെ പതുക്കെ നീങ്ങിയിരിക്കാം.

വീണ്ടും, ഒരു മത്സരത്തിനായി ആസൂത്രണം ചെയ്യുമ്പോൾ ഇത് പരിഗണിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്, കാരണം റോബോട്ടിന്റെ ആക്കം വളരെ ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് ഫീൽഡിന്റെ ഭാഗങ്ങളോ, നിങ്ങളുടെ റോബോട്ടിന്റെ ഭാഗങ്ങളോ, മറ്റ് റോബോട്ടുകളുടെ ഭാഗങ്ങളോ തകർക്കാൻ കഴിയും. നിങ്ങളുടെ റോബോട്ടിന് ഉയർന്ന വേഗതയുണ്ടായിരുന്നുവെന്നും മുൻ പ്രവർത്തനത്തിലെ പന്ത് പോലെ ഉരുളാൻ കഴിയാത്ത ഒരു വസ്തുവിൽ ഇടിച്ചെന്നും സങ്കൽപ്പിക്കുക. കൂട്ടിയിടിയുടെ ആഘാതബലങ്ങൾ (ഊർജ്ജം) ആ വസ്തുവിനെ തകർക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.

ടീച്ചർ ടൂൾബോക്സ് ഐക്കൺ ടീച്ചർ ടൂൾബോക്സ് - ഒരു കൂട്ടിയിടിയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ വിശദീകരിക്കുന്നു

ആക്കം (momentum) യിൽ പ്രവേഗത്തിന്റെ സ്വാധീനം മനസ്സിലാക്കുന്നതിലെ മറ്റൊരു പ്രധാന കാര്യം ത്വരണവും പ്രവേഗവും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസമാണ്. പ്രവേഗത്തിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റത്തിന്റെ നിരക്കാണ് ത്വരണം. മുമ്പത്തെ എക്സ്പ്ലോറിംഗ് വെലോസിറ്റി പ്രവർത്തനത്തിൽ, കൂട്ടിയിടിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് പന്ത് വിശ്രമത്തിലായിരുന്നു എന്നതിനാൽ ത്വരണം ഒരു പ്രധാന ഘടകമായിരുന്നു. അതിനാൽ കൂട്ടിയിടി മൂലമുണ്ടാകുന്ന ത്വരണം മൂലമാണ് പന്ത് അതിന്റെ അന്തിമ വേഗതയിൽ എത്തുന്നത്.
ഇത് ന്യൂട്ടന്റെ രണ്ടാം ചലന നിയമവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു: ഒരു വസ്തുവിന്റെ ത്വരണം രണ്ട് വേരിയബിളുകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു - വസ്തുവിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബല(ങ്ങളുടെ) ആകെത്തുക, വസ്തുവിന്റെ പിണ്ഡം. പന്ത് വിശ്രമത്തിലായിരുന്നതിനാൽ അതിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന നെറ്റ് ഫോഴ്‌സ് പൂജ്യമാണെന്ന് വാദിക്കാം. റോബോട്ട് ഇടിച്ചതിന് ശേഷമുള്ള അതിന്റെ ത്വരണം റോബോട്ടിന്റെ ബലത്തിന്റെയും (ആക്കം) പന്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിന്റെയും ഫലമായിരുന്നു. ഈ പ്രവർത്തനത്തിലെ ഭാരമേറിയ പന്തുകൾ (ഉദാ: ബൗളിംഗ് ബോൾ അല്ലെങ്കിൽ ബാസ്കറ്റ്ബോൾ) ഭാരം കുറഞ്ഞ പന്തുകൾ (ഉദാ: സോക്കർ ബോൾ അല്ലെങ്കിൽ ബൗൺസി ഇൻഫ്ലറ്റബിൾ ബോൾ) പോലെ വേഗത്തിൽ ത്വരിതപ്പെടില്ലായിരുന്നു.

നിങ്ങളുടെ പഠന ഐക്കൺ വികസിപ്പിക്കുക നിങ്ങളുടെ പഠനം - ബേസ്ബോൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുക

ഈ പ്രവർത്തനത്തെ മറ്റ് കൂട്ടിയിടികളുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തുന്നതിന്, വിദ്യാർത്ഥികൾക്ക് ഒരു ബേസ്ബോൾ ബാറ്റ്സ്മാന്റെ സ്വിംഗിന്റെ വേഗതയും ബാറ്റിൽ കൂട്ടിയിടിച്ചതിന് ശേഷമോ ബാറ്റിൽ തട്ടിയതിന് ശേഷമോ ബേസ്ബോൾ എത്ര വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നുവെന്നും അന്വേഷിക്കാൻ കഴിയും. ബാറ്റിന്റെ പിണ്ഡവും ബാറ്റിന്റെ പിണ്ഡവും (മരം vs അലുമിനിയം), സ്വിംഗ് ചെയ്യുമ്പോഴുള്ള വേഗത, പന്ത് തട്ടുമ്പോഴുള്ള ആക്കം എന്നിവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങളും പരിഗണിക്കാൻ അവരോട് പറയൂ.