ಪರಿಚಯ
ಶಕ್ತಿ ಎಂದರೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ. ಇದು ಸ್ಥಿತಿಜ ಶಕ್ತಿ, ಚಲನ ಶಕ್ತಿ, ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ, ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿ ಮುಂತಾದ ಹಲವು ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲೂ ಮತ್ತು ಯಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕೂಡ ಶಕ್ತಿ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಒಂದು ರೂಪದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣಾ ನಿಯಮ ಹೀಗೆ ಹೇಳುತ್ತದೆ:
ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ನಾಶಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ; ಅದನ್ನು ಕೇವಲ ಒಂದು ರೂಪದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಮಾತ್ರ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು.
ಈ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮಾದರಿ ಪುಲಿ, ದಾರ ಮತ್ತು ಸುತ್ತುವ ಚಕ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸ್ಥಿತಿಜ ಶಕ್ತಿ → ಚಲನ ಶಕ್ತಿ → ಭ್ರಮಣ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಎಂಬ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಯೋಜನೆಯ ಉದ್ದೇಶ
ಈ ಮಾದರಿಯ ಉದ್ದೇಶಗಳು:
- ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣಾ ನಿಯಮವನ್ನು ವಿವರಿಸುವುದು
- ಶಕ್ತಿ ನಾಶವಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ರೂಪ ಮಾತ್ರ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುವುದು
ಅವಶ್ಯಕ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು
- ದಪ್ಪ ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ / ಥರ್ಮಕೋಲ್ (ಆಧಾರ)
- 4 ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಅಥವಾ ಮರದ ಕಂಬಗಳು
- ಮೇಲ್ಭಾಗಕ್ಕೆ ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಪಟ್ಟೆ
- ಬಲವಾದ ದಾರ
- ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಚಕ್ರ (CD / ಟೇಪ್ ರೋಲ್ / ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಚಕ್ರ)
- ಮರದ ಕಡ್ಡಿ ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ರಾಡ್ (ಅಕ್ಷ)
- ಸಣ್ಣ ತೂಕ (ನಟ್-ಬೋಲ್ಟ್ / ಕಲ್ಲು)
- ಗ್ಲೂ (ಫೆವಿಕಾಲ್ / ಹಾಟ್ ಗ್ಲೂ)
- ಕತ್ತರಿ ಮತ್ತು ಕಟರ್
- ಬಣ್ಣಗಳು ಮತ್ತು ಚಾರ್ಟ್ ಪೇಪರ್
ಮಾದರಿ ತಯಾರಿಸುವ ವಿಧಾನ
ಹಂತ 1: ಆಧಾರ ತಯಾರಿಕೆ
ಒಂದು ಆಯತಾಕಾರದ ದಪ್ಪ ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು, ಬಣ್ಣದ ಕಾಗದದಿಂದ ಮುಚ್ಚಿ ಆಧಾರವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ.
ಹಂತ 2: ಕಂಬಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಕೆ
ನಾಲ್ಕು ಸಮ ಎತ್ತರದ ಕಂಬಗಳನ್ನು ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿಲ್ಲಿಸಿ ಅಂಟಿಸಿ. ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಪಟ್ಟೆಯನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ ಬಲವಾದ ಫ್ರೇಮ್ ಮಾಡಿ.
ಹಂತ 3: ಸುತ್ತುವ ಚಕ್ರ ಅಳವಡಿಕೆ
ಚಕ್ರದ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ರಂಧ್ರ ಮಾಡಿ ಮರದ ಕಡ್ಡಿಯನ್ನು ಹಾಕಿ. ಇದನ್ನು ಮೇಲ್ಫ್ರೇಮ್ಗೆ ಅಳವಡಿಸಿ, ಚಕ್ರ ಸುಲಭವಾಗಿ ಸುತ್ತುವಂತೆ ಮಾಡಿ.
ಹಂತ 4: ದಾರ ಮತ್ತು ತೂಕ ಜೋಡಣೆ
ದಾರದ ಒಂದು ತುದಿಯನ್ನು ಚಕ್ರದ ಅಕ್ಷಕ್ಕೆ ಕಟ್ಟಿ, ಇನ್ನೊಂದು ತುದಿಗೆ ತೂಕವನ್ನು ಕಟ್ಟಿ. ದಾರ ಸರಿಯಾಗಿ ಚಕ್ರದ ಮೇಲೆ ಸುತ್ತಿಕೊಂಡಿರಲಿ.
ಹಂತ 5: ಪರಿಶೀಲನೆ ಮತ್ತು ಅಲಂಕಾರ
- ಚಕ್ರ ಸುಗಮವಾಗಿ ಸುತ್ತುತ್ತಿದೆಯೇ
- ತೂಕ ಅಡ್ಡಿಯಿಲ್ಲದೆ ಮೇಲ್ಕಡಿಮೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆಯೇ
ಪರಿಶೀಲಿಸಿದ ನಂತರ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ಹೆಸರು ಹಾಕಿ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಲಂಕರಿಸಿ.
ಮಾದರಿಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ (Working)
ತೂಕವನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಎತ್ತಿದಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿತಿಜ ಶಕ್ತಿ (Potential Energy) ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ತೂಕವನ್ನು ಬಿಡುತ್ತಿದ್ದಂತೆ:
- ತೂಕ ಕೆಳಗೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ
- ಸ್ಥಿತಿಜ ಶಕ್ತಿ → ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುತ್ತದೆ
- ಈ ಚಲನ ಶಕ್ತಿ ಚಕ್ರವನ್ನು ಸುತ್ತಿಸುತ್ತದೆ
- ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಭ್ರಮಣ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ
ತೂಕ ಕೆಳಗೆ ಬಂದ ನಂತರವೂ ಚಕ್ರ ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಶಕ್ತಿ ನಾಶವಾಗಿಲ್ಲ, ರೂಪ ಮಾತ್ರ ಬದಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.
ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ತತ್ವ
ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣಾ ನಿಯಮ
ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲು ಅಥವಾ ನಾಶಪಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ; ಅದನ್ನು ಕೇವಲ ಒಂದು ರೂಪದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಮಾತ್ರ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು.
ಈ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳು
- ಸ್ಥಿತಿಜ ಶಕ್ತಿ – ತೂಕ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿರುವಾಗ
- ಚಲನ ಶಕ್ತಿ – ತೂಕ ಬೀಳುವಾಗ
- ಭ್ರಮಣ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ – ಚಕ್ರ ಸುತ್ತುವಾಗ
- ಸ್ವಲ್ಪ ಶಕ್ತಿ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಶಬ್ದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (ಘರ್ಷಣೆಯಿಂದ)
ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಗಳು
- ಜಲವಿದ್ಯುತ್ ಘಟಕಗಳು
- ಲಿಫ್ಟ್ ಮತ್ತು ಪುಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು
- ಎಂಜಿನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಫ್ಲೈವೀಲ್
- ಗೋಡೆ ಘಡಿಗಳು
- ರೋಲರ್ ಕೋಸ್ಟರ್ಗಳು
ಈ ಮಾದರಿಯ ಲಾಭಗಳು
- ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ
- ತಯಾರಿಸಲು ಸುಲಭ
- ನೋಡುವವರಿಗೆ ಆಕರ್ಷಕ
- ವಿಜ್ಞಾನ ಪ್ರದರ್ಶನಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತ
- ವೈವಾವಿಗೆ ವಿವರಿಸಲು ಸುಲಭ
ನಿರ್ಣಯ
ಈ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮಾದರಿ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂರಕ್ಷಣಾ ನಿಯಮವನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ತೂಕ ಮತ್ತು ಚಕ್ರದ ಚಲನೆಯ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿ ಒಂದು ರೂಪದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ರೂಪಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದು ನಾಶವಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ತತ್ವವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು.