वस्तुएँ प्रतिरोध करती हैं

न्यूटन का पहला नियम

एक वस्तु निष्क्रिय रहती है और निष्क्रिय रहती है, और एक वस्तु गतिमान रहती है और उसी गति और उसी दिशा में गतिमान रहती है: जब तक एक असंतुलित बल का कार्य नहीं करता।

यह गुण निष्क्रियता को कहते हैं। ब्रह्मांड की हर चीज अपनी गति को बदलने से प्रतिरोध करती है।

एक पुस्तक एक टेबल पर बैठी रहती है और वह हमेशा के लिए वहां बैठी रहती है जब तक कि कुछ उसे धकेले। एक आइस हॉकी पैट्रोल पर चिपका रहता है और जब तक कुछ उसे रोकता है, तब तक निर्बाध रूप से बराबर रेखा में चलता रहता है।

यह क्रांतिकारी था। न्यूटन से पहले, लोग मानते थे कि वस्तुएँ स्वतः धीमी हो जाती हैं। न्यूटन ने समझाया कि धीमा होना स्वाभाविक नहीं होता है: यह केवल बलों जैसे फ्रिक्शन और वायु प्रतिरोध के कारण होता है।

दैनिक जीवन में निष्क्रियता

आप हर रोज निष्क्रियता का अनुभव करते हैं

बेल्ट का उपयोग इनर्टिया के कारण किया जाता है। जब कार अचानक रुकती है, तो आप कार के साथ रुकने के लिए नहीं रुकते: आपका शरीर कार के मूल गति के साथ आगे बढ़ता रहता है। सीट बेल्ट वह असंतुलित बल है जो आपको रोकता है।

टेबलक्लॉथ ट्रिक काम करता है क्योंकि इनर्टिया है। प्लेटें आराम से होती हैं और मूव की ओर ले जाने में सक्षम होती हैं। अगर आप टेबलक्लॉथ को तेजी से खींचेंगे, तो फ्रिक्शन को प्लेट्स को तेजी से तेज करने का समय नहीं मिलेगा, और वे स्थान पर रहते हैं।

जमीन पर एक फुटबॉल पूरी तरह से स्थिर रहता है जब तक कि किसी ने उसे मारा नहीं। यह घूमने की इच्छा नहीं रखता, घूमने की प्रवृत्ति नहीं होती, यह पूरी तरह से उदासीन होता है।

बल = मास टाइम्स त्वरण

न्यूटन का दूसरा नियम

बल मास के बराबर त्वरण के बराबर होता है: F = ma

यह भौतिकी में सबसे उपयोगी सूत्र है। यह आपको एक साथ तीन चीजें बताता है:

1. यदि आप एक वस्तु पर बल लगाते हैं, तो यह वस्तु अधिक त्वरण (गति बढ़े, धीमी हो या दिशा बदले) करती है।

2. यदि वस्तु का मास अधिक होता है, तो बल के समान त्वरण कम होता है।

3. यदि आप बल, मास या त्वरण की किसी भी दो मान को जानते हैं, तो आप तीसरे मान को निकाल सकते हैं।

मास वस्तु में सामग्री की मात्रा बताता है। इसे किलोग्राम में मापा जाता है।

त्वरण गति के परिवर्तन की दर है। इसे मीटर प्रति सेकंड वर्ग (m/s²) में मापा जाता है।

बल न्यूटन (N) में मापा जाता है: हाँ, इसका单位 उसके नाम पर रखा गया है।

F = ma का अनुप्रयोग

कार्ट धकेलना

इस स्थिति को सोचें: आप एक सुपरमार्केट में हैं। आप एक खाली शॉपिंग कार्ट को आसानी से घुमा सकते हैं। फिर आप कार्ट को भारी सामान से भर देते हैं और उसी बल के साथ धकेलते हैं।

हर कार्य की एक समान विपरीत प्रतिक्रिया होती है।

न्यूटन का तीसरा नियम

हर कार्य की एक समान विपरीत प्रतिक्रिया होती है।

इसका मतलब है कि बल हमेशा जोड़ियों में आते हैं। आप धक्का नहीं सकते बिना वापस धक्का दिए जाए।

जब आप चलते हैं, तो आपका पैर पीछे की ओर मिट्टी पर धक्का देता है, और मिट्टी आपको आगे की ओर धक्का देती है। वह आगे का धक्का आपको आगे बढ़ाता है।

जब रॉकेट लॉन्च होते हैं, वे जमीन या हवा के खिलाफ धक्का नहीं देते। वे असाधारण तेजी से नीचे की ओर गर्म गैस फेंकते हैं, और गैस रॉकेट पर समान बल के साथ वापस धक्का देती है: ऊपर की ओर।

जब आप स्विम करते हैं, तो आपके हाथ पानी की ओर पीछे की ओर धक्का देते हैं, और पानी आपको आगे की ओर धक्का देता है।

बल हमेशा समान आकार के होते हैं और दिशा में विपरीत होते हैं। हमेशा।

पृथ्वी पर कूदना

एक मेधा प्रश्न

जब आप कूदते हैं, तो आपके जांघें पृथ्वी के नीचे धक्का देती हैं। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, पृथ्वी आपको ऊपर की ओर समान बल के साथ धक्का देती है: वही आपको हवा में उड़ने में मदद करता है।

लेकिन यहां रोचक बात है: अगर आप पृथ्वी के नीचे धक्का देते हैं और पृथ्वी आपको ऊपर की ओर समान बल के साथ धक्का देती है, तो बल समान होते हैं। आप ऊपर की ओर उड़ते हैं। इसलिए पृथ्वी नीचे की ओर होनी चाहिए।

विश्वव्यापी गुरुत्वाकर्षण

न्यूटन का विश्वव्यापी गुरुत्वाकर्षण का नियम

न्यूटन ने पाया कि वही बल जो एक सेब को पेड़ से गिराता है, वही बल है जो चांद को धरती के चारों ओर परिक्रमा करने के लिए जिम्मेदार है।

हर वस्तु जो मात्रा रखती है, हर अन्य वस्तु को आकर्षित करती है। आकर्षण की ताकत दो चीजों पर निर्भर करती है:

1. मात्रा: अधिक मात्रा वाली वस्तुएँ अधिक ताकत से खींचती हैं।

2. दूरी: दूर रहने वाली वस्तुएँ कम ताकत से खींचती हैं। बल दूरी के वार्ष्णिक अंश पर गिरता है: दोगुनी दूरी मतलब एक-चौथाई पुल।

वजन व मात्रा

मात्रा वह वस्तु है जो आपके अंदर है। यह जगह के अनुसार नहीं बदलता है।

वजन वह गुरुत्वाकर्षण की ताकत है जो आपकी मात्रा पर गिरती है। यह जगह के अनुसार बदलता है।

चंदा पर, आपकी मात्रा वही रहती है, लेकिन वजन एक-छहवें हो जाता है, क्योंकि चंदा का गुरुत्वाकर्षण कम होता है।

चांद क्यों नहीं गिरता?

यह गिर रहा है: लगातार। लेकिन यह साइडवेज पर तेजी से चल रहा है इसलिए जब यह थोडा गिरता है, धरती की सतह नीचे कुरेदने के लिए तेज हो जाती है। यह गिरता रहता है और लगातार जमीन को मिस करता रहता है। यही काम परिक्रमा है: लगातार जमीन को मिस करते हुए निरन्तर गिरना।

वजनहीन लेकिन गुरुत्वाकर्षण-मुक्त नहीं

अंतरिक्ष स्टेशन का पजल

अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष स्टेशन में तैरते हुए दिखाई देते हैं। आप शायद वीडियो देख चुके होंगे: वे झूमते हैं, पानी फूलता है और कुछ भी गिरता नहीं।

यहां तक कि यह तथ्य है कि ISS धरती की सतह से लगभग 400 किमी ऊपर की परिक्रमा करता है। उस ऊंचाई पर, गुरुत्वाकर्षण धरती की सतह पर मिलने वाले 90% की ताकत के बराबर होता है।

न्यूटन के नियम धरती पर

बल इंजीनियरिंग और खेलों में

पृथ्वी पर हर संरचना, वाहन और खेल न्यूटन के नियमों का पालन करते हैं।

पुल स्थिर रहने के लिए सभी बलों को संतुलित करने के लिए बाध्य होते हैं (प्रथम नियम)। इंजीनियर ट्रैफिक के भार को गणना करते हैं (दूसरा नियम) और यह सुनिश्चित करते हैं कि हर समर्थन एक समान बल के साथ पीछे की ओर धकेलता है (तीसरा नियम)।

रॉकेट सिर्फ तीसरे नियम के काम करते हैं: एक दिशा में मास थ्रो करके दूसरी दिशा में तेजी से बढ़ना। अंतरिक्ष में हवा के खिलाफ धक्का नहीं दिया जा सकता। नीचे विस्फोट होता है; रॉकेट ऊपर जाता है।

खेल आवेदन भौतिकी। एक बेसबॉल बैट बल को एक गेंद में स्थानांतरित करता है (दूसरा नियम)। एक स्प्रिंटर शुरुआती ब्लॉक पर पीछे की ओर धक्का देता है और ब्लॉक्स उन्हें आगे धकेलते हैं (तीसरा नियम)। एक आइस पर स्लाइडिंग हॉकी पक्षी पहलू के न्यूनतम संचारण को प्रदर्शित करता है (प्रथम नियम)।

हर बार जब एक इंजीनियर एक कार, पुल या अंतरिक्ष यान डिज़ाइन करता है, वे न्यूटन के समीकरणों को हल कर रहे हैं।

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