वस्तुएं परिवर्तन का प्रतिरोध करती हैं

न्यूटन का पहला नियम

विरामावस्था में कोई वस्तु विरामावस्था में रहती है, और गति में कोई वस्तु समान गति और समान दिशा में गति में रहती है - जब तक असंतुलित बल द्वारा कार्य न किया जाए।

इस गुणधर्म को जड़त्व कहते हैं। ब्रह्मांड की हर चीज़ अपनी गति में परिवर्तन का प्रतिरोध करती है।

एक किताब टेबल पर बैठी रहेगी जब तक कुछ उसे न धकेले। एक हॉकी की पक घर्षणहीन बर्फ पर फिसलती रहेगी जब तक कुछ उसे न रोके।

यह क्रांतिकारी था। न्यूटन से पहले, लोग मानते थे कि वस्तुएं स्वाभाविक रूप से धीमी पड़ जाती हैं। न्यूटन को समझ आया कि धीमी पड़ना स्वाभाविक नहीं है - यह केवल घर्षण और वायु प्रतिरोध जैसी शक्तियों के कारण होता है।

रोज़मर्रा की जिंदगी में जड़त्व

आप हर दिन जड़त्व का अनुभव करते हैं

सीट बेल्ट जड़त्व के कारण मौजूद हैं। जब एक कार अचानक रुकती है, तो आप कार के साथ नहीं रुकते - आपका शरीर कार की मूल गति से आगे की ओर बढ़ता रहता है। सीट बेल्ट वह असंतुलित बल है जो आपको रोकता है।

टेबलक्लॉथ की तरकीब जड़त्व के कारण काम करती है। प्लेटें विरामावस्था में हैं और हिलाए जाने का विरोध करती हैं। अगर आप कपड़े को काफी तेज़ी से खींचते हैं, तो घर्षण के पास प्लेटों को तेज़ करने का समय नहीं होता, और वे स्थिर रहती हैं।

जमीन पर एक फुटबॉल पूरी तरह से स्थिर रहता है जब तक कोई इसे न मारे। इसमें चलने की कोई इच्छा नहीं है, चलने की कोई प्रवृत्ति नहीं है। यह पूरी तरह से उदासीन है।

बल समान द्रव्यमान गुणा त्वरण

न्यूटन का दूसरा नियम

बल समान द्रव्यमान गुणा त्वरण: F = ma

यह भौतिकी का सबसे उपयोगी समीकरण है। यह एक ही समय में तीन चीज़ें बताता है:

1. जितना अधिक बल आप किसी वस्तु पर लगाते हैं, उतना अधिक यह त्वरित होता है (तेज़ होता है, धीमा होता है, या दिशा बदलता है)।

2. जितना अधिक द्रव्यमान किसी वस्तु के पास है, उतना कम यह समान बल के लिए त्वरित होता है।

3. अगर आप तीन में से कोई दो मान जानते हैं - बल, द्रव्यमान, या त्वरण - तो आप तीसरे की गणना कर सकते हैं।

द्रव्यमान यह है कि किसी वस्तु में कितना पदार्थ है। इसे किलोग्राम में मापा जाता है।

त्वरण यह है कि गति कितनी तेज़ी से बदलती है। इसे प्रति सेकंड वर्ग मीटर (m/s²) में मापा जाता है।

बल को न्यूटन (N) में मापा जाता है - हाँ, इकाई का नाम उनके नाम पर है।

F = ma को लागू करना

गाड़ियाँ धकेलना

इस स्थिति के बारे में सोचें: आप किसी किराने की दुकान में हैं। आप एक खाली शॉपिंग कार्ट को धकेलते हैं, और यह आसानी से लुढ़कती है। फिर आप कार्ट को भारी किराने से भर देते हैं और समान बल से धकेलते हैं।

हर क्रिया की समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है

न्यूटन का तीसरा नियम

हर क्रिया के लिए, एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।

इसका अर्थ है कि बल हमेशा जोड़ों में आते हैं। आप बिना वापस धकेले नहीं धकेल सकते।

जब आप चलते हैं, तो आपका पैर जमीन को पीछे की ओर धकेलता है, और जमीन आपको आगे की ओर धकेलती है। यह आगे की ओर धक्का ही वह है जो आपको चलाता है।

जब एक रॉकेट उड़ान भरता है, तो यह जमीन या हवा के विरुद्ध नहीं धकेलता। यह अत्यधिक गति से गर्म गैस को नीचे की ओर फेंकता है, और गैस रॉकेट को समान बल के साथ ऊपर की ओर धकेलती है।

जब आप तैराकी करते हैं, तो आपके हाथ पानी को पीछे की ओर धकेलते हैं, और पानी आपको आगे की ओर धकेलता है।

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

पृथ्वी पर कूदना

एक दिमागी सवाल

जब आप कूदते हैं, तो आपके पैर पृथ्वी को नीचे की ओर धकेलते हैं। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, पृथ्वी आपको समान बल के साथ ऊपर की ओर धकेलती है - यह वही है जो आपको हवा में लॉन्च करता है।

लेकिन यहाँ अजीब हिस्सा है: अगर आप पृथ्वी को नीचे की ओर धकेलते हैं, और पृथ्वी आपको ऊपर की ओर धकेलती है, तो बल समान हैं। आप ऊपर की ओर उड़ते हैं। तो पृथ्वी को नीचे की ओर चलना चाहिए।

सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण

न्यूटन का सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण नियम

न्यूटन को एहसास हुआ कि वही बल जो एक सेब को पेड़ से गिराता है वही बल है जो चंद्रमा को पृथ्वी की कक्षा में रखता है।

द्रव्यमान वाली हर वस्तु द्रव्यमान वाली हर दूसरी वस्तु को आकर्षित करती है। आकर्षण की शक्ति दो चीज़ों पर निर्भर करती है:

1. द्रव्यमान: अधिक विशाल वस्तुएं अधिक जोर से खींचती हैं।

2. दूरी: आपस में दूर की वस्तुएं कमजोर खींचती हैं। बल दूरी के वर्ग के साथ घट जाता है - दोगुनी दूरी का अर्थ है एक चौथाई खिंचाव।

वज़न बनाम द्रव्यमान

द्रव्यमान आपमें कितना पदार्थ है। यह आप कहीं भी हों समान नहीं बदलता।

वज़न गुरुत्वाकर्षण का बल है जो आपके द्रव्यमान को खींचता है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कहाँ हैं।

चंद्रमा पर, आपके पास समान द्रव्यमान है लेकिन छठा वज़न है, क्योंकि चंद्रमा की गुरुत्वाकर्षण कमजोर है।

चंद्रमा क्यों नहीं गिरता?

यह गिर रहा है - लगातार। लेकिन यह इतनी तेज़ी से आगे भी बढ़ रहा है कि जब तक यह थोड़ा गिरे, पृथ्वी की सतह इसके नीचे से मुड़ जाती है। यह गिरता रहता है और जमीन को मिस करता रहता है। यह वही है जो एक कक्षा है: सदा के लिए गिरना और जमीन को मिस करना।

भारहीन लेकिन गुरुत्वाकर्षण-मुक्त नहीं

अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन की पहेली

अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर अंतरिक्ष यात्री ऐसे तैरते हैं जैसे वे भारहीन हैं। आपने शायद वीडियो देखे होंगे - वे लुढ़कते हैं, पानी तैरते हुए ब्लॉब बनाता है, और कुछ नहीं गिरता।

यहाँ आश्चर्यजनक तथ्य है: ISS पृथ्वी से लगभग 400 किमी ऊपर कक्षा में है। उस ऊंचाई पर, गुरुत्वाकर्षण अभी भी सतह की तरह 90% जितना मजबूत है।

वास्तविक दुनिया में न्यूटन के नियम

इंजीनियरिंग और खेल में बल

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

पुल अपने आप को स्थिर रखने के लिए सभी बलों को संतुलित करना चाहिए (पहला नियम)। इंजीनियर ट्रैफिक का वज़न (दूसरा नियम) की गणना करते हैं और यह सुनिश्चित करते हैं कि हर समर्थन समान बल के साथ वापस धकेले (तीसरा नियम)।

रॉकेट पूरी तरह से तीसरे नियम से काम करते हैं - एक दिशा में द्रव्यमान फेंकने के लिए दूसरी दिशा में त्वरण के लिए। अंतरिक्ष में कोई हवा नहीं है जिसके विरुद्ध धकेलते। निकास नीचे जाता है; रॉकेट ऊपर जाता है।

खेल लागू भौतिकी हैं। एक बेसबॉल बल्ता एक गेंद को बल स्थानांतरित करता है (दूसरा नियम)। एक स्प्रिंटर स्टार्टिंग ब्लॉक पर पीछे की ओर धकेलता है और ब्लॉक उन्हें आगे की ओर धकेलते हैं (तीसरा नियम)। एक हॉकी की पक बर्फ पर फिसलती है न्यूनतम घर्षण के साथ, पहले नियम को प्रदर्शित करते हुए।

हर बार जब एक इंजीनियर कार, पुल, या अंतरिक्ष यान डिजाइन करता है, तो वह न्यूटन के समीकरणों को हल कर रहा है।

आपके पसंदीदा खेल में भौतिकी

आपकी बारी

अब जो आपने सीखा है उसे लागू करें।