ආපසු Dashboard එකට
Unit 05

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර (Gravitational Fields) - අධ්‍යයන පිටුව

නිව්ටන්ගේ විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයන්, කක්ෂීය ප්‍රවේගයන් සහ චන්ද්‍රිකා ශක්ති විභේදන.

සම්පත් පොත් මූලික සංකල්ප

  • නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය: විශ්වයේ ඕනෑම ස්කන්ධ දෙකක් අතර ඇති වන ආකර්ෂණ බලය, ස්කන්ධයන්ගේ ගුණිතයට අනුලෝමවත්, ඒවා අතර දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමවත් සමානුපාතික වේ (F = GMm/r²).
  • පලායන ප්‍රවේගය (Escape Velocity): වස්තුවක් පෘථිවි ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවතට විසි කිරීමට ලබා දිය යුතු අවම ප්‍රවේගයයි (vₑ = √(2GM/R)). පෘථිවිය සඳහා මෙහි අගය 11.2 km/s කි.

Paper Marking රහස් (Exam Traps)

⚠️ G සහ g පටලවා ගැනීමේ උගුල:විශ්ව ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය (G) යනු මුළු විශ්වයටම නියත අගයකි. නමුත් ගුරුත්වජ ත්වරණය (g) යනු ස්ථානයෙන් ස්ථානයට (උන්නතාංශය අනුව) වෙනස් වන රාශියකි. සූත්‍ර සාධනයේදී මෙය පටලවා ගතහොත් ලකුණු කැපේ.
⚠️ චන්ද්‍රිකාවක කක්ෂීය අරය (r):ගණන් හැදීමේදී බොහෝ සිසුන් r වෙනුවට පෘථිවි අරය (R) පමණක් ආදේශ කරයි. සැබෑ අරය විය යුත්තේ පෘථිවි මධ්‍යයේ සිට ඇති දුරයි, එනම්: r = R + h (මෙහි h යනු පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට උසයි).

📘 සම්පත් පොත් සාරාංශය: ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර

ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):

නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමය (Newton's Law of Gravitation): විශ්වයේ ඕනෑම ලක්ෂීය ස්කන්ධ දෙකක් අතර අන්යෝන්ය ආකර්ෂණ බලය, ස්කන්ධවල ගුණිතයට අනුලෝමව ද, දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව ද සමානුපාතික වේ.

සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):

F = G * M * m / r² (G = සර්වත්‍ර ගුරුත්වාකර්ෂණ නියතය, M, m = ස්කන්ධ, r = දුර)

වැදගත් කරුණු (Key Points):

  • ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය සැමවිටම ආකර්ෂණ බලයකි. එය ස්කන්ධ කේන්ද්‍ර යා කරන සරල රේඛාව ඔස්සේ ක්‍රියා කරයි.

⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):

මෙම සමීකරණයේ r යනු වස්තුවල පෘෂ්ඨ අතර දුර නොව, ස්කන්ධ කේන්ද්‍ර දෙක අතර දුරයි. පෘථිවිය වැනි විශාල ග්‍රහලෝක සඳහා ගණනය කිරීම්වලදී ග්‍රහලෝකයේ අරය ද (R) r සඳහා එකතු කළ යුතුමය (r = R + h).

ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):

ක්ෂේත්‍ර තීව්‍රතාව (g): ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයක යම් ලක්ෂ්යයක තැබූ ඒකක ස්කන්ධයක් මත ක්‍රියා කරන ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයයි.

සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):

  • g = F / m
  • ලක්ෂීය ස්කන්ධයකට දුර r හිදී: g = GM / r²

වැදගත් කරුණු (Key Points):

  • මෙය දෛශික රාශියකි. දිශාව ස්කන්ධ කේන්ද්‍රය දෙසට වේ.

⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):

ඝන ගෝලයක (පෘථිවිය වැනි) အභ්යන්තරයේදී තීව්‍රතාව දුරට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ (g ∝ r). එහෙත් පෘෂ්ඨයෙන් පිටතදී එය දුරෙහි වර්ගයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ (g ∝ 1/r²). ප්‍රස්ථාර ඇඳීමේදී මේ වෙනස අනිවාර්යයෙන් පෙන්විය යුතුය.

ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):

ගුරුත්වාකර්ෂණ විභවය (V): අනන්තයේ සිට ඒකක ස්කන්ධයක් ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රයේ යම් ලක්ෂ්යයකට ගෙන ඒමේදී ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය මගින් කරන ලද කාර්යයයි.

සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):

  • V = -GM / r
  • E = -GMm / r

වැදගත් කරුණු (Key Points):

  • විභවය අදිශ රාශියකි. අනන්තයේදී විභවය ශුන්ය වේ.

⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):

ගුරුත්වාකර්ෂණ විභවය සෑම විටම සෘණ අගයකි (-). ගණනය කිරීම්වලදී සෘණ ලකුණ අමතක කිරීමෙන් මුළු ලකුණුම අහිමි විය හැක.

ප්‍රධාන අර්ථ දැක්වීම් (Definitions):

භූ ස්ථාවර චන්ද්‍රිකා (Geostationary Satellites): පෘථිවිය මත සිටින නිරීක්ෂකයෙකුට නිශ්චලව පවතින සේ පෙනෙන චන්ද්‍රිකා වේ.

සූත්‍ර සහ සමීකරණ (Equations):

  • v = √(GM / r)
  • T = 2π√(r³ / GM)
  • v = √(2gR)

වැදගත් කරුණු (Key Points):

  • භූ ස්ථාවර චන්ද්‍රිකාවක ආවර්ත කාලය පැය 24 කි. එය ගමන් කළ යුත්තේ සමකය තලයේමය.

⚠️ විශේෂ සටහන් (Exam Notes/Traps):

කක්ෂයක ගමන් කරන චන්ද්‍රිකාවක මුළු ශක්තිය සෘණ වේ (E = -GMm / 2r). මුළු ශක්තිය ශුන්ය (0) හෝ ධන (+) වූ විට චන්ද්‍රිකාව කක්ෂයෙන් ඉවතට පලා යයි.

🌍 Satellite Orbit Simulator (චන්ද්‍රිකා කක්ෂ සමාකරණය)

ප්‍රවේගය වෙනස් කරමින් චන්ද්‍රිකාවේ කක්ෂයට සිදුවන බලපෑම සජීවීව නිරීක්ෂණය කරන්න.

7.9 km/s
3.0 km/s (අඩු)7.9 km/s (කක්ෂීය)11.2 km/s (පලායන)
🌍
🛰️

විභාග ප්‍රශ්න විමර්ශනය (Mini Quiz)

පෘථිවිය වටා ස්ථාවර කක්ෂයක ඇති චන්ද්‍රිකාවක "මුළු යාන්ත්‍රික ශක්තියේ" ලකුණ කුමක්ද?