જો શરીર વેગ આપે છે, તો તેના પર કંઈક કાર્ય કરે છે. આ "કંઈક" કેવી રીતે શોધવું? ઉદાહરણ તરીકે, પૃથ્વીની સપાટીની નજીકના શરીર પર કયા પ્રકારની શક્તિઓ કાર્ય કરે છે? આ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે જે શરીરના દળના પ્રમાણમાં અને પૃથ્વીની ત્રિજ્યા કરતાં ઘણી નાની ઊંચાઈ માટે ઊભી રીતે નીચે તરફ નિર્દેશિત થાય છે $(\મોટા R)$, ઊંચાઈથી લગભગ સ્વતંત્ર; તે સમાન છે
$(\large F = \dfrac (G \cdot m \cdot M)(R^2) = m \cdot g )$
$(\large g = \dfrac (G \cdot M)(R^2) )$
કહેવાતા ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગક. આડી દિશામાં શરીર સતત ગતિએ આગળ વધશે, પરંતુ ઊભી દિશામાં હલનચલન ન્યૂટનના બીજા નિયમ અનુસાર છે:
$(\large m \cdot g = m \cdot \left (\dfrac (d^2 \cdot x)(d \cdot t^2) \right) )$
$(\large m)$ ને સંકોચન કર્યા પછી, અમે શોધીએ છીએ કે $(\large x)$ દિશામાં પ્રવેગક સ્થિર છે અને $(\large g)$ ની બરાબર છે. આ મુક્તપણે ઘટી રહેલા શરીરની જાણીતી ગતિ છે, જે સમીકરણો દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે
$(\મોટો v_x = v_0 + g \cdot t)$
$(\large x = x_0 + x_0 \cdot t + \dfrac (1)(2) \cdot g \cdot t^2)$
તાકાત કેવી રીતે માપવામાં આવે છે?
તમામ પાઠ્યપુસ્તકો અને સ્માર્ટ પુસ્તકોમાં, ન્યુટનમાં બળ વ્યક્ત કરવાનો રિવાજ છે, પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ જે મોડેલો ચલાવે છે તે સિવાય, ન્યુટનનો ક્યાંય ઉપયોગ થતો નથી. આ અત્યંત અસુવિધાજનક છે.
ન્યુટન
ન્યૂટન (N) એ ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઑફ યુનિટ્સ (SI) માં બળનું વ્યુત્પન્ન એકમ છે.
ન્યુટનના બીજા નિયમના આધારે, એકમ ન્યુટનને એવા બળ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે બળની દિશામાં એક સેકન્ડમાં 1 મીટર પ્રતિ સેકન્ડમાં એક કિલોગ્રામ વજનવાળા શરીરની ગતિમાં ફેરફાર કરે છે.
આમ, 1 N = 1 kg m/s².
કિલોગ્રામ-ફોર્સ (kgf અથવા kg) એ બળ સમાન બળનું ગુરુત્વાકર્ષણ મેટ્રિક એકમ છે જે પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં એક કિલોગ્રામ વજનવાળા શરીર પર કાર્ય કરે છે. તેથી, વ્યાખ્યા પ્રમાણે, એક કિલોગ્રામ-બળ 9.80665 N ની બરાબર છે. એક કિલોગ્રામ-બળ અનુકૂળ છે કારણ કે તેનું મૂલ્ય 1 કિલો વજનવાળા શરીરના વજન જેટલું છે.
1 kgf = 9.80665 ન્યૂટન (આશરે ≈ 10 N)
1 N ≈ 0.10197162 kgf ≈ 0.1 kgf
1 N = 1 kg x 1 m/s2.
ગુરુત્વાકર્ષણનો કાયદો
બ્રહ્માંડમાં દરેક પદાર્થ તેમના દળના પ્રમાણસર અને તેમની વચ્ચેના અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણમાં બળ સાથે દરેક અન્ય પદાર્થ તરફ આકર્ષાય છે.
$(\large F = G \cdot \dfrac (m \cdot M)(R^2))$
આપણે ઉમેરી શકીએ છીએ કે કોઈપણ શરીર આ બળની દિશામાં પ્રવેગ સાથે તેના પર લાગુ બળ પર પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે શરીરના સમૂહના વિપરિત પ્રમાણમાં તીવ્રતા ધરાવે છે.
$(\large G)$ — ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર
$(\મોટા M)$ — પૃથ્વીનો સમૂહ
$(\મોટા R)$ — પૃથ્વીની ત્રિજ્યા
$(\large G = 6.67 \cdot (10^(-11)) \left (\dfrac (m^3)(kg \cdot (sec)^2) \right) )$
$(\મોટો M = 5.97 \cdot (10^(24)) \left (kg \જમણે) )$
$(\મોટો R = 6.37 \cdot (10^(6)) \left (m \જમણે) )$
શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના માળખામાં, ન્યુટનના સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમ દ્વારા ગુરુત્વાકર્ષણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે, જે મુજબ $(\large m_1)$ અને $(\large m_2)$ના બે પદાર્થો વચ્ચેના ગુરુત્વાકર્ષણ બળને અંતરથી અલગ કરવામાં આવે છે. $(\મોટો R)$ છે
$(\large F = -G \cdot \dfrac (m_1 \cdot m_2)(R^2))$
અહીં $(\large G)$ એ $(\large 6.673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sec)^2 \right) )$ સમાન ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર છે. બાદબાકી ચિહ્નનો અર્થ એ છે કે પરીક્ષણ શરીર પર કાર્ય કરતું બળ હંમેશા પરીક્ષણ શરીરથી ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રના સ્ત્રોત તરફ ત્રિજ્યા વેક્ટર સાથે નિર્દેશિત થાય છે, એટલે કે. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હંમેશા શરીરના આકર્ષણ તરફ દોરી જાય છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર સંભવિત છે. આનો અર્થ એ છે કે તમે શરીરની જોડીના ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણની સંભવિત ઉર્જાનો પરિચય કરાવી શકો છો, અને બંધ લૂપ સાથે શરીરને ખસેડ્યા પછી આ ઊર્જા બદલાશે નહીં. ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રની સંભવિતતા ગતિ અને સંભવિત ઉર્જાના સરવાળાના સંરક્ષણના કાયદાનો સમાવેશ કરે છે, જે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં શરીરની ગતિનો અભ્યાસ કરતી વખતે ઘણીવાર નોંધપાત્ર રીતે ઉકેલને સરળ બનાવે છે.
ન્યુટોનિયન મિકેનિક્સના માળખામાં, ગુરુત્વાકર્ષણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા લાંબા અંતરની છે. આનો અર્થ એ છે કે વિશાળ શરીર ગમે તે રીતે આગળ વધે, અવકાશમાં કોઈપણ બિંદુએ ગુરુત્વાકર્ષણ સંભવિત અને બળ ફક્ત સમયની આપેલ ક્ષણે શરીરની સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે.
ભારે - હળવા
શરીરનું વજન $(\મોટા P)$ તેના સમૂહ $(\large m)$ અને ગુરુત્વાકર્ષણ $(\large g)$ના કારણે પ્રવેગક દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
$(\large P = m \cdot g)$
જ્યારે પૃથ્વી પર શરીર હળવા બને છે (ભીંગડા પર ઓછું દબાવવામાં આવે છે), આ ઘટાડાને કારણે છે સમૂહ ચંદ્ર પર, વજનમાં ઘટાડો અન્ય પરિબળમાં ફેરફારને કારણે થાય છે - $(\મોટા જી)$, કારણ કે ચંદ્રની સપાટી પર ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રવેગ પૃથ્વી કરતાં છ ગણો ઓછો છે.
પૃથ્વીનું દળ = $(\મોટો 5.9736 \cdot (10^(24))\ kg )$
ચંદ્ર માસ = $(\મોટો 7.3477 \cdot (10^(22))\ kg )$
પૃથ્વી પર ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રવેગ = $(\મોટો 9.81\ m / c^2 )$
ચંદ્ર પર ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગક = $(\મોટો 1.62 \ m / c^2 )$
પરિણામે, ઉત્પાદન $(\large m \cdot g )$, અને તેથી વજનમાં 6 ગણો ઘટાડો થાય છે.
પરંતુ આ બંને ઘટનાઓનું એક જ અભિવ્યક્તિ સાથે વર્ણન કરવું અશક્ય છે "તેને સરળ બનાવો." ચંદ્ર પર, શરીર હળવા થતા નથી, પરંતુ માત્ર ઓછા ઝડપથી પડે છે;
વેક્ટર અને સ્કેલર જથ્થો
વેક્ટર જથ્થા (ઉદાહરણ તરીકે, શરીર પર લાગુ કરાયેલ બળ), તેના મૂલ્ય (મોડ્યુલસ) ઉપરાંત, દિશા દ્વારા પણ દર્શાવવામાં આવે છે. એક સ્કેલર જથ્થો (ઉદાહરણ તરીકે, લંબાઈ) ફક્ત તેના મૂલ્ય દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. મિકેનિક્સના તમામ શાસ્ત્રીય નિયમો વેક્ટર જથ્થા માટે ઘડવામાં આવે છે.
આકૃતિ 1.
ફિગ માં. આકૃતિ 1 વેક્ટર $( \Large \overrightarrow(F))$ અને તેના અંદાજો $( \large F_x)$ અને $( \large F_y)$ $( \large X)$ પરના સ્થાન માટે વિવિધ વિકલ્પો દર્શાવે છે. અને અનુક્રમે $( \large Y )$:
- એ.જથ્થાઓ $( \large F_x)$ અને $( \large F_y)$ બિન-શૂન્ય અને હકારાત્મક છે
- બી.જથ્થા $( \large F_x)$ અને $( \large F_y)$ બિન-શૂન્ય છે, જ્યારે $(\large F_y)$ એ હકારાત્મક જથ્થો છે, અને $(\large F_x)$ એ નકારાત્મક છે, કારણ કે વેક્ટર $(\large \overrightarrow(F))$ એ $(\large X)$ અક્ષની દિશાની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત છે
- સી.$(\large F_y)$ એ ધન બિન-શૂન્ય જથ્થો છે, $(\large F_x)$ એ શૂન્યની બરાબર છે, કારણ કે વેક્ટર $(\large \overrightarrow(F))$ એ અક્ષ $(\large X)$ પર લંબ નિર્દેશિત છે
બળની ક્ષણ
શક્તિની એક ક્ષણ પરિભ્રમણની અક્ષથી બળના ઉપયોગના બિંદુ અને આ બળના વેક્ટર સુધી દોરેલા ત્રિજ્યા વેક્ટરનું વેક્ટર ઉત્પાદન કહેવાય છે. તે. શાસ્ત્રીય વ્યાખ્યા મુજબ, બળની ક્ષણ એ વેક્ટર જથ્થો છે. અમારી સમસ્યાના માળખામાં, આ વ્યાખ્યાને નીચે પ્રમાણે સરળ બનાવી શકાય છે: સ્થિત અક્ષની સાપેક્ષમાં $(\large \overrightarrow(F))$ સંકલન $(\large x_F)$ સાથેના બિંદુ પર લાગુ કરાયેલ બળની ક્ષણ બિંદુ પર $(\large x_0 )$ એ ફોર્સ મોડ્યુલસ $(\large \overrightarrow(F))$ અને ફોર્સ આર્મ - $(\large \left | x_F - x_0 \right | )$. અને આ સ્કેલર જથ્થાનું ચિહ્ન બળની દિશા પર આધારિત છે: જો તે ઑબ્જેક્ટને ઘડિયાળની દિશામાં ફેરવે છે, તો ચિહ્ન વત્તા છે, જો ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં, તો ચિહ્ન ઓછા છે.
તે સમજવું અગત્યનું છે કે આપણે અક્ષને મનસ્વી રીતે પસંદ કરી શકીએ છીએ - જો શરીર ફરતું નથી, તો પછી કોઈપણ ધરી વિશે દળોની ક્ષણોનો સરવાળો શૂન્ય છે. બીજી મહત્વની નોંધ એ છે કે જો કોઈ અક્ષ જેમાંથી પસાર થાય છે તે બિંદુ પર બળ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો આ અક્ષ વિશેના આ બળની ક્ષણ શૂન્યની બરાબર છે (કારણ કે બળનો હાથ શૂન્યની બરાબર હશે).
ચાલો આપણે આકૃતિ 2 માં ઉદાહરણ સાથે ઉપરોક્ત સમજાવીએ. ચાલો ધારીએ કે ફિગમાં બતાવેલ સિસ્ટમ. 2 સમતુલામાં છે. આધારને ધ્યાનમાં લો કે જેના પર લોડ્સ ઊભા છે. તેના પર 3 દળો દ્વારા કાર્યવાહી કરવામાં આવે છે: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ આ દળોના ઉપયોગના બિંદુઓ એ, INઅને સાથેઅનુક્રમે આકૃતિમાં $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$ પણ છે. આ દળો લોડ પર લાગુ થાય છે, અને ન્યૂટનના 3જા નિયમ અનુસાર
$(\large \overrightarrow(N_(1)) = - \overrightarrow(N_(1)^(gr)))$
$(\large \overrightarrow(N_(2)) = - \overrightarrow(N_(2)^(gr)))$
હવે બિંદુમાંથી પસાર થતી અક્ષની તુલનામાં ટેકો પર કાર્ય કરતી દળોની ક્ષણોની સમાનતા માટેની સ્થિતિને ધ્યાનમાં લો. એ(અને, જેમ આપણે અગાઉ સંમત થયા હતા, ડ્રોઇંગ પ્લેન પર લંબરૂપ છે):
$(\મોટો N \cdot l_1 - N_2 \cdot \left (l_1 +l_2 \right) = 0)$
મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે બળની ક્ષણ $(\large \overrightarrow(N_1))$ સમીકરણમાં શામેલ કરવામાં આવી ન હતી, કારણ કે પ્રશ્નમાં રહેલા અક્ષને સંબંધિત આ બળનો હાથ $(\large 0)$ ની બરાબર છે. જો કોઈ કારણોસર આપણે બિંદુમાંથી પસાર થતો અક્ષ પસંદ કરવા માંગીએ છીએ સાથે, તો પછી દળોની ક્ષણોની સમાનતા માટેની સ્થિતિ આના જેવી દેખાશે:
$(\મોટો N_1 \cdot l_1 - N_2 \cdot l_2 = 0)$
તે બતાવી શકાય છે કે, ગાણિતિક દૃષ્ટિકોણથી, છેલ્લા બે સમીકરણો સમકક્ષ છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર
ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર યાંત્રિક પ્રણાલીમાં તે બિંદુ છે કે જેના સંબંધમાં સિસ્ટમ પર કાર્ય કરતી ગુરુત્વાકર્ષણની કુલ ક્ષણ શૂન્યની બરાબર છે.
સમૂહનું કેન્દ્ર
સમૂહના કેન્દ્રનો મુદ્દો એમાં નોંધપાત્ર છે કે જો શરીરની રચના કરતા કણો પર ઘણા બધા દળો કાર્ય કરે છે (ભલે તે નક્કર હોય કે પ્રવાહી, તારાઓનો સમૂહ હોય કે બીજું કંઈક) (એટલે કે માત્ર બાહ્ય દળો, કારણ કે તમામ આંતરિક દળો એકબીજાને વળતર આપે છે), પછી પરિણામી બળ આ બિંદુના આવા પ્રવેગ તરફ દોરી જાય છે જાણે શરીરનો સમગ્ર સમૂહ $(\મોટા m)$ તેમાં હોય.
સમૂહના કેન્દ્રની સ્થિતિ સમીકરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
$(\મોટો R_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, r_i)(\sum m_i))$
આ એક વેક્ટર સમીકરણ છે, એટલે કે. હકીકતમાં, ત્રણ સમીકરણો - ત્રણેય દિશાઓ માટે એક. પરંતુ માત્ર $(\large x)$ દિશાને જ ધ્યાનમાં લો. નીચેની સમાનતાનો અર્થ શું છે?
$(\મોટો X_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, x_i)(\sum m_i))$
ધારો કે શરીરને સમાન સમૂહ $(\મોટા m)$ સાથે નાના ટુકડાઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, અને શરીરનો કુલ દળ આવા ટુકડાઓની સંખ્યા સમાન હશે $(\મોટા N)$ એક ટુકડાના સમૂહ દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. , ઉદાહરણ તરીકે 1 ગ્રામ. પછી આ સમીકરણનો અર્થ એ છે કે તમારે તમામ ટુકડાઓના $(\large x)$ કોઓર્ડિનેટ્સ લેવાની જરૂર છે, તેમને ઉમેરો અને પરિણામને ટુકડાઓની સંખ્યા દ્વારા વિભાજીત કરો. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો ટુકડાઓનો સમૂહ સમાન હોય, તો $(\large X_(c.m.))$ એ બધા ટુકડાઓના $(\large x)$ કોઓર્ડિનેટ્સનો અંકગણિત સરેરાશ હશે.
સમૂહ અને ઘનતા
માસ એ મૂળભૂત ભૌતિક જથ્થો છે. સમૂહ એક જ સમયે શરીરના ઘણા ગુણધર્મોને લાક્ષણિકતા આપે છે અને તે પોતે જ સંખ્યાબંધ મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મો ધરાવે છે.
- માસ એ શરીરમાં રહેલા પદાર્થના માપ તરીકે કામ કરે છે.
- માસ એ શરીરની જડતાનું માપ છે. જ્યારે બાહ્ય પ્રભાવો ગેરહાજર હોય અથવા એકબીજાને વળતર આપે ત્યારે જડતા એ શરીરની તેની ગતિને યથાવત (સંદર્ભની જડતા ફ્રેમમાં) જાળવી રાખવાની મિલકત છે. બાહ્ય પ્રભાવોની હાજરીમાં, શરીરની જડતા એ હકીકતમાં પ્રગટ થાય છે કે તેની ગતિ તરત જ બદલાતી નથી, પરંતુ ધીમે ધીમે, અને વધુ ધીમે ધીમે, શરીરની જડતા (એટલે કે સમૂહ) વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો બિલિયર્ડ બોલ અને બસ સમાન ગતિએ આગળ વધી રહ્યા હોય અને એક જ બળથી બ્રેક મારવામાં આવે, તો બસને રોકવા કરતાં બોલને રોકવામાં ઘણો ઓછો સમય લાગે છે.
- શરીરના સમૂહ તેમના એકબીજા પ્રત્યેના ગુરુત્વાકર્ષણ આકર્ષણનું કારણ છે (જુઓ “ગુરુત્વાકર્ષણ” વિભાગ).
- શરીરનું દળ તેના ભાગોના સમૂહના સરવાળા જેટલું છે. આ સમૂહની કહેવાતી ઉમેરણ છે. એડિટિવિટી તમને માસ માપવા માટે 1 કિલોના ધોરણનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
- શરીરની અલગ સિસ્ટમનો સમૂહ સમય સાથે બદલાતો નથી (દળના સંરક્ષણનો કાયદો).
- શરીરનો સમૂહ તેની હિલચાલની ગતિ પર આધારિત નથી. સંદર્ભની એક ફ્રેમમાંથી બીજી ફ્રેમમાં ખસેડતી વખતે માસ બદલાતો નથી.
- ઘનતાસજાતીય શરીરનો તેના જથ્થા સાથે શરીરના સમૂહનો ગુણોત્તર છે:
$(\large p = \dfrac (m)(V) )$
ઘનતા શરીરના ભૌમિતિક ગુણધર્મો (આકાર, વોલ્યુમ) પર આધારિત નથી અને તે શરીરના પદાર્થની લાક્ષણિકતા છે. વિવિધ પદાર્થોની ઘનતા સંદર્ભ કોષ્ટકોમાં રજૂ કરવામાં આવી છે. પાણીની ઘનતા યાદ રાખવાની સલાહ આપવામાં આવે છે: 1000 kg/m3.
ન્યુટનના બીજા અને ત્રીજા નિયમો
બળના ખ્યાલનો ઉપયોગ કરીને શરીરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન કરી શકાય છે. બળ એ વેક્ટર જથ્થો છે, જે એક શરીરના બીજા પરના પ્રભાવનું માપ છે.
વેક્ટર હોવાને કારણે, બળ તેના મોડ્યુલસ (સંપૂર્ણ મૂલ્ય) અને અવકાશમાં દિશા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વધુમાં, બળના ઉપયોગનો મુદ્દો મહત્વપૂર્ણ છે: તીવ્રતા અને દિશામાં સમાન બળ, શરીરના વિવિધ બિંદુઓ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, તેની વિવિધ અસરો થઈ શકે છે. તેથી, જો તમે સાયકલ વ્હીલની કિનારને પકડો અને રિમ તરફ સ્પર્શક રીતે ખેંચો, તો વ્હીલ ફરવાનું શરૂ કરશે. જો તમે ત્રિજ્યા સાથે ખેંચો છો, તો ત્યાં કોઈ પરિભ્રમણ હશે નહીં.
ન્યુટનનો બીજો નિયમ
બોડી માસ અને પ્રવેગક વેક્ટરનું ઉત્પાદન શરીર પર લાગુ થતા તમામ દળોનું પરિણામ છે:
$(\large m \cdot \overrightarrow(a) = \overrightarrow(F) )$
ન્યૂટનનો બીજો નિયમ પ્રવેગક અને બળ વેક્ટરને સંબંધિત છે. આનો અર્થ એ છે કે નીચેના નિવેદનો સાચા છે.
- $(\large m \cdot a = F)$, જ્યાં $(\large a)$ એ પ્રવેગક મોડ્યુલસ છે, $(\large F)$ એ પરિણામી બળ મોડ્યુલસ છે.
- પ્રવેગક વેક્ટર પરિણામી બળ વેક્ટર જેવી જ દિશા ધરાવે છે, કારણ કે શરીરનો સમૂહ હકારાત્મક છે.
ન્યુટનનો ત્રીજો નિયમ
બે શરીર એકબીજા પર સમાન દળો સાથે કાર્ય કરે છે જેની તીવ્રતા અને વિરુદ્ધ દિશામાં હોય છે. આ દળો સમાન ભૌતિક પ્રકૃતિ ધરાવે છે અને તેમના ઉપયોગના બિંદુઓને જોડતી સીધી રેખા સાથે નિર્દેશિત થાય છે.
સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત
અનુભવ દર્શાવે છે કે જો આપેલ શરીર પર અન્ય ઘણા પદાર્થો કાર્ય કરે છે, તો અનુરૂપ દળો વેક્ટર તરીકે ઉમેરાય છે. વધુ સ્પષ્ટ રીતે, સુપરપોઝિશનનો સિદ્ધાંત માન્ય છે.
દળોની સુપરપોઝિશનનો સિદ્ધાંત. દળોને શરીર પર કાર્ય કરવા દો$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ જો તમે તેમને એક બળ સાથે બદલો$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , પછી અસરનું પરિણામ બદલાશે નહીં.
બળ $(\large \overrightarrow(F))$ કહેવાય છે પરિણામી$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ અથવા પરિણામીબળ દ્વારા.
ફોરવર્ડર કે વાહક? ત્રણ રહસ્યો અને આંતરરાષ્ટ્રીય કાર્ગો પરિવહન
ફોરવર્ડર અથવા વાહક: કોણ પસંદ કરવું? જો કેરિયર સારો હોય અને ફોરવર્ડ કરનાર ખરાબ હોય તો પહેલા. જો વાહક ખરાબ હોય અને ફોરવર્ડ કરનાર સારો હોય, તો પછીનો. આ પસંદગી સરળ છે. પરંતુ બંને ઉમેદવારો સારા હોય ત્યારે તમે કેવી રીતે નક્કી કરી શકો? બે મોટે ભાગે સમાન વિકલ્પોમાંથી કેવી રીતે પસંદ કરવું? હકીકત એ છે કે આ વિકલ્પો સમકક્ષ નથી.
આંતરરાષ્ટ્રીય પરિવહનની ભયાનક વાર્તાઓ
હથોડી અને ટેકરી વચ્ચે.
પરિવહનના ગ્રાહક અને કાર્ગોના ખૂબ જ ચાલાક અને આર્થિક માલિક વચ્ચે રહેવું સરળ નથી. એક દિવસ અમને ઓર્ડર મળ્યો. ત્રણ કોપેક્સ માટે નૂર, બે શીટ્સ માટે વધારાની શરતો, સંગ્રહ કહેવામાં આવે છે.... બુધવારે લોડ થઈ રહ્યું છે. કાર પહેલેથી જ મંગળવારે સ્થાને છે, અને બીજા દિવસે બપોરના સમયે વેરહાઉસ ધીમે ધીમે ટ્રેલરમાં તે બધું ફેંકવાનું શરૂ કરે છે જે તમારા ફોરવર્ડરે તેના પ્રાપ્તકર્તા ગ્રાહકો માટે એકત્રિત કર્યું છે.
એક મંત્રમુગ્ધ સ્થળ - પીટીઓ કોઝલોવિચી.
દંતકથાઓ અને અનુભવો અનુસાર, યુરોપથી માર્ગ દ્વારા માલનું પરિવહન કરનાર દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે કોઝલોવિચી પોસ્ટ ઓફિસ, બ્રેસ્ટ કસ્ટમ્સ, શું ભયંકર સ્થળ છે. બેલારુસિયન કસ્ટમ્સ અધિકારીઓ શું અંધાધૂંધી બનાવે છે, તેઓ દરેક સંભવિત રીતે ખામી શોધે છે અને અતિશય કિંમતો વસૂલ કરે છે. અને તે સાચું છે. પરંતુ બધા નહીં...
નવા વર્ષના સમયે અમે પાઉડર દૂધ લાવીએ છીએ.
જર્મનીમાં કોન્સોલિડેશન વેરહાઉસમાં ગ્રુપેજ કાર્ગો સાથે લોડિંગ. એક કાર્ગો ઇટાલીથી દૂધનો પાવડર છે, જેની ડિલિવરી ફોરવર્ડર દ્વારા મંગાવવામાં આવી હતી.... ફોરવર્ડર-“ટ્રાન્સમીટર”ના કામનું ઉત્તમ ઉદાહરણ સાંકળ).
આંતરરાષ્ટ્રીય પરિવહન માટે દસ્તાવેજો
માલસામાનનું આંતરરાષ્ટ્રીય માર્ગ પરિવહન ખૂબ જ સંગઠિત અને અમલદારશાહી છે, પરિણામે, માલના આંતરરાષ્ટ્રીય માર્ગ પરિવહન માટે એકીકૃત દસ્તાવેજોનો સમૂહ વપરાય છે. તે કોઈ વાંધો નથી કે તે કસ્ટમ કેરિયર છે કે સામાન્ય - તે દસ્તાવેજો વિના મુસાફરી કરશે નહીં. જો કે આ બહુ રોમાંચક નથી, અમે આ દસ્તાવેજોનો હેતુ અને તેનો અર્થ વધુ સરળ રીતે સમજાવવાનો પ્રયાસ કર્યો. તેઓએ TIR, CMR, T1, EX1, ઇન્વોઇસ, પેકિંગ લિસ્ટ ભરવાનું ઉદાહરણ આપ્યું...
રોડ ફ્રેઇટ ટ્રાન્સપોર્ટ માટે એક્સલ લોડની ગણતરી
જ્યારે અર્ધ-ટ્રેલરમાં કાર્ગોનું સ્થાન બદલાય છે ત્યારે ટ્રેક્ટર અને અર્ધ-ટ્રેલરના એક્સેલ્સ પર લોડને ફરીથી વિતરિત કરવાની સંભાવનાનો અભ્યાસ કરવાનો ધ્યેય છે. અને આ જ્ઞાનને વ્યવહારમાં લાગુ કરવું.
અમે જે સિસ્ટમ પર વિચાર કરી રહ્યા છીએ તેમાં 3 વસ્તુઓ છે: એક ટ્રેક્ટર $(T)$, સેમી-ટ્રેલર $(\large ((p.p.)))$ અને લોડ $(\large (gr))$. આ દરેક ઑબ્જેક્ટથી સંબંધિત તમામ ચલોને અનુક્રમે $T$, $(\large (p.p.))$ અને $(\large (gr))$ સાથે ચિહ્નિત કરવામાં આવશે. ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રેક્ટરનું ટાયર વજન $m^(T)$ તરીકે દર્શાવવામાં આવશે.
તમે ફ્લાય એગારિક્સ કેમ ખાતા નથી? કસ્ટમ અધિકારીએ ઉદાસીનો નિસાસો નાખ્યો.
આંતરરાષ્ટ્રીય માર્ગ પરિવહન બજારમાં શું થઈ રહ્યું છે? રશિયન ફેડરેશનની ફેડરલ કસ્ટમ્સ સેવાએ પહેલાથી જ કેટલાક ફેડરલ જિલ્લાઓમાં વધારાની ગેરંટી વિના TIR કાર્નેટ્સ જારી કરવા પર પ્રતિબંધ મૂક્યો છે. અને તેણીએ સૂચિત કર્યું કે આ વર્ષની 1 ડિસેમ્બરથી તે કસ્ટમ્સ યુનિયનની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતી ન હોવાથી IRU સાથેના કરારને સંપૂર્ણપણે સમાપ્ત કરશે અને તે બાલિશ ન હોય તેવા નાણાકીય દાવાઓ આગળ ધપાવી રહી છે.
જવાબમાં IRU: "20 બિલિયન રુબેલ્સની રકમમાં ASMAP ના કથિત દેવા અંગે રશિયાની ફેડરલ કસ્ટમ્સ સર્વિસના ખુલાસાઓ સંપૂર્ણ કાલ્પનિક છે, કારણ કે તમામ જૂના TIR દાવાઓ સંપૂર્ણપણે પતાવટ કરી દેવામાં આવ્યા છે..... અમે શું કરીએ છીએ? , સામાન્ય વાહકો, લાગે છે?
સ્ટોવેજ ફેક્ટર પરિવહન ખર્ચની ગણતરી કરતી વખતે કાર્ગોનું વજન અને વોલ્યુમ
પરિવહનના ખર્ચની ગણતરી કાર્ગોના વજન અને વોલ્યુમ પર આધારિત છે. દરિયાઈ પરિવહન માટે, વોલ્યુમ મોટેભાગે નિર્ણાયક હોય છે, હવાઈ પરિવહન માટે - વજન. માલના માર્ગ પરિવહન માટે, એક જટિલ સૂચક મહત્વપૂર્ણ છે. ચોક્કસ કિસ્સામાં ગણતરીઓ માટે કયું પરિમાણ પસંદ કરવામાં આવશે તેના પર આધાર રાખે છે કાર્ગોની ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ (સંગ્રહ પરિબળ) .
દરેક બળના ઉપયોગના બિંદુ અને દિશા જાણવી જરૂરી છે. શરીર પર કઈ શક્તિઓ અને કઈ દિશામાં કાર્ય કરે છે તે નિર્ધારિત કરવામાં સક્ષમ બનવું મહત્વપૂર્ણ છે. ફોર્સ તરીકે સૂચવવામાં આવે છે, ન્યુટનમાં માપવામાં આવે છે. દળો વચ્ચે તફાવત કરવા માટે, તેઓ નીચે પ્રમાણે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે
નીચે પ્રકૃતિમાં કાર્યરત મુખ્ય દળો છે. સમસ્યાઓ હલ કરતી વખતે અસ્તિત્વમાં ન હોય તેવા દળોની શોધ કરવી અશક્ય છે!
પ્રકૃતિમાં ઘણી શક્તિઓ છે. અહીં આપણે ગતિશાસ્ત્રનો અભ્યાસ કરતી વખતે શાળાના ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવતા દળોને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ. અન્ય દળોનો પણ ઉલ્લેખ છે, જેની ચર્ચા અન્ય વિભાગોમાં કરવામાં આવશે.
ગુરુત્વાકર્ષણ
ગ્રહ પરનું દરેક શરીર પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણથી પ્રભાવિત છે. પૃથ્વી દરેક શરીરને જે બળથી આકર્ષે છે તે સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે
એપ્લિકેશનનો મુદ્દો શરીરના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાં છે. ગુરુત્વાકર્ષણ હંમેશા ઊભી નીચેની તરફ નિર્દેશિત.
ઘર્ષણ બળ
ચાલો ઘર્ષણના બળથી પરિચિત થઈએ. આ બળ ત્યારે થાય છે જ્યારે શરીર ખસેડે છે અને બે સપાટીઓ સંપર્કમાં આવે છે. બળ થાય છે કારણ કે સપાટીઓ, જ્યારે માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ જોવામાં આવે છે, ત્યારે તે દેખાય છે તેટલી સરળ નથી. ઘર્ષણ બળ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:
બળ બે સપાટીઓના સંપર્કના બિંદુ પર લાગુ કરવામાં આવે છે. ચળવળની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત.
ગ્રાઉન્ડ પ્રતિક્રિયા બળ
ચાલો કલ્પના કરીએ કે ટેબલ પર પડેલી ખૂબ જ ભારે વસ્તુ. ટેબલ ઑબ્જેક્ટના વજન હેઠળ વળે છે. પરંતુ ન્યૂટનના ત્રીજા નિયમ મુજબ, ટેબલ ઑબ્જેક્ટ પર બરાબર એ જ બળથી કાર્ય કરે છે જે ટેબલ પર હોય છે. બળ એ બળની વિરુદ્ધ દિશામાન થાય છે જેની સાથે પદાર્થ ટેબલ પર દબાવવામાં આવે છે. એટલે કે, ઉપર. આ બળને જમીનની પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે. બળનું નામ "બોલે છે" આધાર પ્રતિક્રિયા આપે છે. જ્યારે પણ સપોર્ટ પર અસર થાય છે ત્યારે આ બળ થાય છે. મોલેક્યુલર સ્તરે તેની ઘટનાની પ્રકૃતિ. ઑબ્જેક્ટ પરમાણુઓ (કોષ્ટકની અંદર) ની સામાન્ય સ્થિતિ અને જોડાણોને વિકૃત કરે છે તેવું લાગતું હતું, તેઓ બદલામાં, તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા આવવાનો પ્રયત્ન કરે છે, "પ્રતિરોધ કરો."
સંપૂર્ણપણે કોઈપણ શરીર, ખૂબ જ હળવા પણ (ઉદાહરણ તરીકે, ટેબલ પર પડેલી પેન્સિલ), માઇક્રો લેવલ પર સપોર્ટને વિકૃત કરે છે. તેથી, જમીનની પ્રતિક્રિયા થાય છે.
આ બળ શોધવા માટે કોઈ ખાસ સૂત્ર નથી. તે અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, પરંતુ આ બળ ફક્ત એક અલગ પ્રકારનું સ્થિતિસ્થાપકતા બળ છે, તેથી તેને તરીકે પણ સૂચિત કરી શકાય છે
ટેકો સાથે ઑબ્જેક્ટના સંપર્કના બિંદુ પર બળ લાગુ કરવામાં આવે છે. આધાર માટે લંબ નિર્દેશિત.
કારણ કે આપણે શરીરને ભૌતિક બિંદુ તરીકે રજૂ કરીએ છીએ, બળ કેન્દ્રમાંથી રજૂ કરી શકાય છે
સ્થિતિસ્થાપક બળ
આ બળ વિરૂપતા (પદાર્થની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં ફેરફાર) ના પરિણામે ઉદભવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે આપણે વસંતને ખેંચીએ છીએ, ત્યારે આપણે વસંત સામગ્રીના પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર વધારીએ છીએ. જ્યારે આપણે સ્પ્રિંગને સંકુચિત કરીએ છીએ, ત્યારે આપણે તેને ઘટાડીએ છીએ. જ્યારે આપણે ટ્વિસ્ટ અથવા શિફ્ટ કરીએ છીએ. આ બધા ઉદાહરણોમાં, એક બળ ઉદભવે છે જે વિકૃતિને અટકાવે છે - સ્થિતિસ્થાપક બળ.
હૂકનો કાયદો
સ્થિતિસ્થાપક બળ વિરૂપતાની વિરુદ્ધ દિશામાન થાય છે.
કારણ કે આપણે શરીરને ભૌતિક બિંદુ તરીકે રજૂ કરીએ છીએ, બળ કેન્દ્રમાંથી રજૂ કરી શકાય છે
ઝરણાને શ્રેણીમાં જોડતી વખતે, ઉદાહરણ તરીકે, સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને જડતાની ગણતરી કરવામાં આવે છે
જ્યારે સમાંતર માં જોડાયેલ હોય, ત્યારે જડતા
નમૂનાની જડતા. યંગનું મોડ્યુલસ.
યંગનું મોડ્યુલસ પદાર્થના સ્થિતિસ્થાપક ગુણધર્મોને દર્શાવે છે. આ એક સતત મૂલ્ય છે જે ફક્ત સામગ્રી અને તેની ભૌતિક સ્થિતિ પર આધારિત છે. તાણ અથવા સંકુચિત વિરૂપતાનો પ્રતિકાર કરવાની સામગ્રીની ક્ષમતાને લાક્ષણિકતા આપે છે. યંગના મોડ્યુલસનું મૂલ્ય ટેબ્યુલર છે.
ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મો વિશે વધુ વાંચો.
શરીરનું વજન
શરીરનું વજન એ બળ છે જેના વડે કોઈ વસ્તુ આધાર પર કાર્ય કરે છે. તમે કહો છો, આ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે! મૂંઝવણ નીચેનામાં થાય છે: ખરેખર, ઘણીવાર શરીરનું વજન ગુરુત્વાકર્ષણ બળ જેટલું હોય છે, પરંતુ આ દળો સંપૂર્ણપણે અલગ હોય છે. ગુરુત્વાકર્ષણ એ એક બળ છે જે પૃથ્વી સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે ઉદભવે છે. વજન આધાર સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું પરિણામ છે. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ઑબ્જેક્ટના ગુરુત્વાકર્ષણના કેન્દ્રમાં લાગુ થાય છે, જ્યારે વજન એ બળ છે જે આધાર પર લાગુ થાય છે (ઑબ્જેક્ટ પર નહીં)!
વજન નક્કી કરવા માટે કોઈ ફોર્મ્યુલા નથી. આ બળ પત્ર દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે.
સસ્પેન્શન અથવા સપોર્ટ પર ઑબ્જેક્ટની અસરના પ્રતિભાવમાં સપોર્ટ પ્રતિક્રિયા બળ અથવા સ્થિતિસ્થાપક બળ ઉદ્ભવે છે, તેથી શરીરનું વજન હંમેશા સંખ્યાત્મક રીતે સ્થિતિસ્થાપક બળ જેટલું જ હોય છે, પરંતુ તેની વિરુદ્ધ દિશા હોય છે.
સપોર્ટ પ્રતિક્રિયા બળ અને વજન એ સમાન પ્રકૃતિના દળો છે, ન્યૂટનના 3જા નિયમ અનુસાર, તેઓ સમાન અને વિરુદ્ધ દિશામાન છે. વજન એ એક બળ છે જે શરીર પર નહીં પણ આધાર પર કાર્ય કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ શરીર પર કાર્ય કરે છે.
શરીરનું વજન ગુરુત્વાકર્ષણ જેટલું ન હોઈ શકે. તે વધુ અથવા ઓછું હોઈ શકે છે, અથવા તે હોઈ શકે છે કે વજન શૂન્ય છે. આ સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે વજનહીનતા. વજનહીનતા એ એવી સ્થિતિ છે જ્યારે કોઈ પદાર્થ આધાર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું નથી, ઉદાહરણ તરીકે, ફ્લાઇટની સ્થિતિ: ગુરુત્વાકર્ષણ છે, પરંતુ વજન શૂન્ય છે!
પ્રવેગકની દિશા નક્કી કરવી શક્ય છે જો તમે નિર્ધારિત કરો કે પરિણામી બળ ક્યાં નિર્દેશિત છે
મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે વજન બળ છે, ન્યુટનમાં માપવામાં આવે છે. પ્રશ્નનો યોગ્ય રીતે જવાબ કેવી રીતે આપવો: "તમારું વજન કેટલું છે"? અમે 50 કિલોનો જવાબ આપીએ છીએ, અમારા વજનને નામ આપતા નથી, પરંતુ અમારા સમૂહને! આ ઉદાહરણમાં, આપણું વજન ગુરુત્વાકર્ષણ જેટલું છે, એટલે કે લગભગ 500N!
ઓવરલોડ- વજન અને ગુરુત્વાકર્ષણનો ગુણોત્તર
આર્કિમિડીઝનું બળ
પ્રવાહી (ગેસ) સાથે શરીરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે બળ ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યારે તે પ્રવાહી (અથવા ગેસ) માં ડૂબી જાય છે. આ બળ શરીરને પાણી (ગેસ) માંથી બહાર ધકેલે છે. તેથી, તે ઊભી રીતે ઉપર તરફ નિર્દેશિત થાય છે (દબાવે છે). સૂત્ર દ્વારા નિર્ધારિત:
હવામાં આપણે આર્કિમિડીઝની શક્તિની ઉપેક્ષા કરીએ છીએ.
જો આર્કિમિડીઝ બળ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ જેટલું હોય, તો શરીર તરે છે. જો આર્કિમિડીઝ બળ વધારે હોય, તો તે પ્રવાહીની સપાટી પર વધે છે, જો ઓછું હોય, તો તે ડૂબી જાય છે.
વિદ્યુત દળો
વિદ્યુત મૂળના દળો છે. વિદ્યુત ચાર્જની હાજરીમાં થાય છે. આ દળો, જેમ કે કુલોમ્બ ફોર્સ, એમ્પીયર ફોર્સ, લોરેન્ટ્ઝ ફોર્સ, વિદ્યુત વિભાગમાં વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે.
શરીર પર કાર્ય કરતી દળોનું યોજનાકીય હોદ્દો
ઘણીવાર શરીરને ભૌતિક બિંદુ તરીકે મોડેલ કરવામાં આવે છે. તેથી, આકૃતિઓમાં, એપ્લિકેશનના વિવિધ બિંદુઓને એક બિંદુ - કેન્દ્રમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, અને શરીરને એક વર્તુળ અથવા લંબચોરસ તરીકે યોજનાકીય રીતે દર્શાવવામાં આવે છે.
દળોને યોગ્ય રીતે નિયુક્ત કરવા માટે, અભ્યાસ હેઠળનું શરીર જેની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તે તમામ સંસ્થાઓની સૂચિ બનાવવી જરૂરી છે. દરેક સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે શું થાય છે તે નિર્ધારિત કરો: ઘર્ષણ, વિરૂપતા, આકર્ષણ અથવા કદાચ પ્રતિકૂળતા. બળનો પ્રકાર નક્કી કરો અને દિશા યોગ્ય રીતે સૂચવો. ધ્યાન આપો! દળોની માત્રા શરીરની સંખ્યા સાથે સુસંગત રહેશે જેની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થાય છે.
યાદ રાખવાની મુખ્ય વસ્તુ
1) દળો અને તેમની પ્રકૃતિ;
2) દળોની દિશા;
3) અભિનય દળોને ઓળખવામાં સક્ષમ બનો
બાહ્ય (શુષ્ક) અને આંતરિક (ચીકણું) ઘર્ષણ છે. બાહ્ય ઘર્ષણ ઘન સપાટીના સંપર્ક વચ્ચે થાય છે, આંતરિક ઘર્ષણ પ્રવાહી અથવા ગેસના સ્તરો વચ્ચે તેમની સંબંધિત ગતિ દરમિયાન થાય છે. બાહ્ય ઘર્ષણના ત્રણ પ્રકાર છે: સ્થિર ઘર્ષણ, સ્લાઇડિંગ ઘર્ષણ અને રોલિંગ ઘર્ષણ.
રોલિંગ ઘર્ષણ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે
પ્રતિકાર શક્તિ ત્યારે થાય છે જ્યારે શરીર પ્રવાહી અથવા વાયુમાં ફરે છે. પ્રતિકારક શક્તિની તીવ્રતા શરીરના કદ અને આકાર, તેની હિલચાલની ગતિ અને પ્રવાહી અથવા ગેસના ગુણધર્મો પર આધારિત છે. હલનચલનની ઓછી ઝડપે, ખેંચો બળ શરીરની ગતિના પ્રમાણસર છે
ઊંચી ઝડપે તે ઝડપના ચોરસના પ્રમાણમાં છે
ચાલો કોઈ પદાર્થ અને પૃથ્વીના પરસ્પર આકર્ષણને ધ્યાનમાં લઈએ. તેમની વચ્ચે, ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમ અનુસાર, એક બળ ઉદભવે છે 
હવે ચાલો ગુરુત્વાકર્ષણના નિયમ અને ગુરુત્વાકર્ષણ બળની તુલના કરીએ 
ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગની તીવ્રતા પૃથ્વીના સમૂહ અને તેની ત્રિજ્યા પર આધારિત છે! આમ, તે ગ્રહના દળ અને ત્રિજ્યાનો ઉપયોગ કરીને ચંદ્ર પર અથવા અન્ય કોઈપણ ગ્રહ પર કયા પ્રવેગક પદાર્થો ઘટશે તેની ગણતરી કરવી શક્ય છે.
પૃથ્વીના કેન્દ્રથી ધ્રુવોનું અંતર વિષુવવૃત્ત કરતાં ઓછું છે. તેથી, વિષુવવૃત્ત પર ગુરુત્વાકર્ષણનો પ્રવેગ ધ્રુવો કરતાં થોડો ઓછો છે. તે જ સમયે, એ નોંધવું જોઈએ કે ક્ષેત્રના અક્ષાંશ પર ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગની નિર્ભરતાનું મુખ્ય કારણ તેની ધરીની આસપાસ પૃથ્વીના પરિભ્રમણની હકીકત છે.
જેમ જેમ આપણે પૃથ્વીની સપાટીથી દૂર જઈએ છીએ તેમ, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ પૃથ્વીના કેન્દ્રના અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં બદલાય છે.
વ્યાખ્યા
તાકાતએક વેક્ટર જથ્થો છે જે આપેલ શરીર પર અન્ય સંસ્થાઓ અથવા ક્ષેત્રોની ક્રિયાનું માપ છે, જેના પરિણામે આ શરીરની સ્થિતિમાં ફેરફાર થાય છે. આ કિસ્સામાં, રાજ્યમાં ફેરફારનો અર્થ થાય છે ફેરફાર અથવા વિકૃતિ.
બળનો ખ્યાલ બે સંસ્થાઓનો સંદર્ભ આપે છે. તમે હંમેશા તે શરીરને સૂચવી શકો છો કે જેના પર બળ કાર્ય કરે છે અને તે શરીર જેમાંથી તે કાર્ય કરે છે.
શક્તિ આના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:
- મોડ્યુલ
- દિશા
- અરજી બિંદુ.
બળની તીવ્રતા અને દિશા પસંદગીથી સ્વતંત્ર છે.
C સિસ્ટમમાં બળનું એકમ છે 1 ન્યુટન.
પ્રકૃતિમાં, એવી કોઈ ભૌતિક સંસ્થાઓ નથી કે જે અન્ય સંસ્થાઓના પ્રભાવની બહાર હોય, અને તેથી, તમામ સંસ્થાઓ બાહ્ય અથવા આંતરિક દળોના પ્રભાવ હેઠળ હોય છે.
એક જ સમયે શરીર પર અનેક દળો કાર્ય કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, ક્રિયાની સ્વતંત્રતાનો સિદ્ધાંત માન્ય છે: દરેક બળની ક્રિયા અન્ય દળોની હાજરી અથવા ગેરહાજરી પર આધારિત નથી; અનેક દળોની સંયુક્ત ક્રિયા વ્યક્તિગત દળોની સ્વતંત્ર ક્રિયાઓના સરવાળા જેટલી હોય છે.
પરિણામી બળ
આ કિસ્સામાં શરીરની ગતિનું વર્ણન કરવા માટે, પરિણામી બળની વિભાવનાનો ઉપયોગ થાય છે.
વ્યાખ્યા
પરિણામી બળએક બળ છે જેની ક્રિયા શરીર પર લાગુ થતી તમામ દળોની ક્રિયાને બદલે છે. અથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, શરીર પર લાગુ કરાયેલા તમામ દળોનું પરિણામ આ દળોના વેક્ટર સરવાળા (ફિગ. 1) જેટલું છે.
ફિગ.1. પરિણામી દળોનું નિર્ધારણ
શરીરની હિલચાલ હંમેશા અમુક સંકલન પ્રણાલીમાં ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી હોવાથી, બળને જ નહીં, પરંતુ સંકલન અક્ષો (ફિગ. 2, a) પરના તેના અંદાજોને ધ્યાનમાં લેવાનું અનુકૂળ છે. બળની દિશા પર આધાર રાખીને, તેના અંદાજો કાં તો હકારાત્મક (ફિગ. 2, બી) અથવા નકારાત્મક (ફિગ. 2, સી) હોઈ શકે છે.
ફિગ.2. સંકલન અક્ષો પર બળના અંદાજો: a) પ્લેન પર; b) સીધી રેખા પર (પ્રક્ષેપણ હકારાત્મક છે);
c) સીધી રેખા પર (પ્રક્ષેપણ નકારાત્મક છે)
ફિગ.3. દળોના વેક્ટર ઉમેરણને દર્શાવતા ઉદાહરણો
આપણે ઘણીવાર દળોના વેક્ટર ઉમેરાને દર્શાવતા ઉદાહરણો જોઈએ છીએ: એક દીવો બે કેબલ પર અટકી જાય છે (ફિગ. 3, a) - આ કિસ્સામાં, સંતુલન એ હકીકતને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે કે તણાવ દળોના પરિણામી વજન દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે. દીવો બ્લોક ઝોકવાળા વિમાન સાથે સ્લાઇડ કરે છે (ફિગ. 3, b) - ઘર્ષણ, ગુરુત્વાકર્ષણ અને સહાયક પ્રતિક્રિયાના પરિણામી દળોને કારણે હિલચાલ થાય છે. I.A દ્વારા દંતકથામાંથી પ્રખ્યાત રેખાઓ ક્રાયલોવ "અને કાર્ટ હજી ત્યાં છે!" - શૂન્યથી ત્રણ દળોના પરિણામની સમાનતાનું ઉદાહરણ પણ (ફિગ. 3, c).
સમસ્યા હલ કરવાના ઉદાહરણો
ઉદાહરણ 1
| વ્યાયામ | બે દળો શરીર પર કાર્ય કરે છે અને . આ દળોના પરિણામનું મોડ્યુલસ અને દિશા નક્કી કરો જો: a) દળો એક દિશામાં નિર્દેશિત હોય; b) દળો વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત થાય છે; c) દળો એકબીજાને કાટખૂણે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. |
| ઉકેલ | a) દળો એક દિશામાં નિર્દેશિત થાય છે;
પરિણામી બળ:
b) દળો વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશિત થાય છે;
પરિણામી બળ:
ચાલો આ સમાનતાને કોઓર્ડિનેટ અક્ષ પર રજૂ કરીએ: c) દળો એકબીજાને કાટખૂણે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે;
પરિણામી બળ:
|
ગુરુત્વાકર્ષણ ઉપરાંત, પૃથ્વીની સપાટીની સાપેક્ષમાં ફરતા શરીરો પણ કોરિઓલિસ બળથી પ્રભાવિત થાય છે.
વાર્તા
જોર્ડન નેમોરિયસ, તેમના નિબંધ "ઓન ગ્રેવીટીઝ" માં, જ્યારે વલણવાળા પ્લેન પરના ભારને ધ્યાનમાં લેતા હતા, ત્યારે તેમના ગુરુત્વાકર્ષણ દળોને સામાન્ય અને વલણવાળા વિમાનની સમાંતર ઘટકોમાં વિઘટિત કર્યા હતા, અને તે સ્થિર ક્ષણની વ્યાખ્યાની નજીક હતા.
ગોળાકાર સપ્રમાણ શરીર
પૃથ્વી
P = 9.780 318 (1 + 0.005 302 sin φ − 0.000 006 sin 2 2 φ) m − 0.000 003086 H m .(\displaystyle P=9(,)780318(1+0(,)005302\sin \varphi -0(,)000006\sin ^(2)2\varphi)m-0(,)000003086Hm.) કોર્નરα (\Displaystyle \alpha ) ગુરુત્વાકર્ષણ વચ્ચે P → (\displaystyle (\vec (P))) અને પૃથ્વી તરફના ગુરુત્વાકર્ષણનું બળ F → (\displaystyle (\vec (F)))
સમાન:.α ≈ 0.001 8 sin 2 φ (\displaystyle \alpha \approx 0(,)0018\sin (2\varphi )) તે શૂન્યથી બદલાય છે (વિષુવવૃત્ત પર, જ્યાંφ = 0 ∘ (\displaystyle \varphi =0^(\circ )) અને ધ્રુવો પર, જ્યાંφ = 90 ∘ (\displaystyle \varphi =90^(\circ )) ) થી 0.001 8 (\Displaystyle 0(,)0018) પ્રસન્ન અથવા 6′ (\Displaystyle 6") (અક્ષાંશ પર).
45 ∘ (\displaystyle 45^(\circ ))
ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ શરીરની હિલચાલ
જ્યારે કોઈ શરીરને પૃથ્વીની સપાટીની સમાંતર ચોક્કસ ઊંચાઈથી ફેંકવામાં આવે છે, ત્યારે ઉડાનની શ્રેણી વધતી જતી પ્રારંભિક ગતિ સાથે વધે છે. પ્રારંભિક વેગના મોટા મૂલ્યો પર, શરીરના માર્ગની ગણતરી કરવા માટે, પૃથ્વીના ગોળાકાર આકાર અને માર્ગના વિવિધ બિંદુઓ પર ગુરુત્વાકર્ષણની દિશામાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે.
ચોક્કસ ગતિના મૂલ્ય પર, જેને પ્રથમ કોસ્મિક વેગ કહેવાય છે, પૃથ્વીની સપાટી પર સ્પર્શક રીતે ફેંકવામાં આવેલું શરીર, વાતાવરણમાંથી પ્રતિકારની ગેરહાજરીમાં ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, પૃથ્વી પર પડ્યા વિના વર્તુળમાં પૃથ્વીની આસપાસ ફરી શકે છે. . બીજા એસ્કેપ વેગથી વધુ ઝડપે, શરીર પૃથ્વીની સપાટીથી દૂર હાયપરબોલિક માર્ગ સાથે અનંત તરફ ખસે છે. પ્રથમ અને બીજી કોસ્મિક ગતિ વચ્ચે મધ્યવર્તી ઝડપે, શરીર લંબગોળ માર્ગ સાથે પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે.
પૃથ્વી ઉપર ઉભા થયેલા શરીરની સંભવિત ઊર્જા
પૃથ્વીની ઉપર ઉભેલા શરીરની સંભવિત ઉર્જા એ ગુરુત્વાકર્ષણનું કાર્ય છે જે વિપરીત ચિહ્ન સાથે લેવામાં આવે છે, જ્યારે શરીરને પૃથ્વીની સપાટીથી આ સ્થિતિમાં ખસેડતી વખતે કરવામાં આવે છે. તે સમાન છે E p = γ M m (1 R z − 1 R) (\displaystyle E_(p)=\gamma Mm((\frac (1)(R_(z)))-(\frac (1)(R)) )), ક્યાં γ (\Displaystyle \gamma )- ગુરુત્વાકર્ષણ સ્થિર, M (\Displaystyle M)- પૃથ્વીનો સમૂહ, m (\ displaystyle m)- શરીરનું વજન, R z (\ displaystyle R_(z))- પૃથ્વીની ત્રિજ્યા, R (\ ડિસ્પ્લેસ્ટાઇલ R)- શરીરના પૃથ્વીના કેન્દ્રનું અંતર.
જ્યારે શરીર પૃથ્વીની ત્રિજ્યાની તુલનામાં નાનું ન હોય તેવા અંતરથી દૂર જાય છે, ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રને સમાન ગણી શકાય, એટલે કે, ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ સતત છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે સમૂહ સાથે શરીરને ઉપાડવું m (\ displaystyle m)ઊંચાઈ સુધી h (\displaystyle h)ગુરુત્વાકર્ષણ પૃથ્વીની સપાટી પરથી કામ કરે છે A = − m g h (\ displaystyle A=-mgh). તેથી, શરીરની સંભવિત ઊર્જા છે: E p = m g h (\ displaystyle E_(p)=mgh). શરીરની સંભવિત ઉર્જા હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને મૂલ્યો ધરાવી શકે છે. ઊંડાઈ પર શરીર h (\displaystyle h)પૃથ્વીની સપાટી પરથી નકારાત્મક સંભવિત ઊર્જા હોય છે E p = − m g h (\displaystyle E_(p)=-mgh) .
જ્યારે પૃથ્વીની સપાટી પરથી પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે સૌર કિરણોત્સર્ગ વાતાવરણમાં પાણીની વરાળની સંભવિત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. પછી, જ્યારે વાતાવરણીય વરસાદ જમીન પર પડે છે, ત્યારે તે વહેણ દરમિયાન ગતિ ઊર્જામાં ફેરવાય છે અને સમગ્ર જમીનમાં ડિન્યુડેશન સામગ્રીના પરિવહનની પ્રક્રિયામાં ધોવાણનું કાર્ય કરે છે અને પૃથ્વી પર કાર્બનિક વિશ્વનું જીવન શક્ય બનાવે છે.
ટેકટોનિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા વહન કરવામાં આવતી ખડક જનતાની સંભવિત ઉર્જા મુખ્યત્વે ખડકોના વિનાશના ઉત્પાદનોને સપાટીના એલિવેટેડ વિસ્તારોમાંથી નીચલા વિસ્તારોમાં ખસેડવામાં ખર્ચવામાં આવે છે.
પ્રકૃતિમાં અર્થ
તારાઓની ઉત્ક્રાંતિમાં ગુરુત્વાકર્ષણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. તેમના ઉત્ક્રાંતિના મુખ્ય ક્રમના તબક્કે તારાઓ માટે, ગુરુત્વાકર્ષણ એ થર્મોન્યુક્લિયર ફ્યુઝન માટે જરૂરી શરતો પૂરી પાડતા મહત્વના પરિબળોમાંનું એક છે. તારાઓના ઉત્ક્રાંતિના અંતિમ તબક્કામાં, તેમના પતનની પ્રક્રિયામાં, ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે આંતરિક દબાણના દળો દ્વારા વળતર આપવામાં આવતું નથી, તારાઓ ન્યુટ્રોન તારાઓ અથવા બ્લેક હોલમાં ફેરવાય છે.
પૃથ્વી અને અન્ય ગ્રહોની આંતરિક રચનાની રચના અને તેની સપાટીના ટેક્ટોનિક ઉત્ક્રાંતિ માટે ગુરુત્વાકર્ષણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ જેટલું વધારે છે, ઉલ્કાના પદાર્થનું દળ તેની સપાટીના એકમ દીઠ પડે છે. પૃથ્વીના અસ્તિત્વ દરમિયાન, ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે તેના સમૂહમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે: વાર્ષિક 30-40 મિલિયન ટન ઉલ્કા પદાર્થ, મુખ્યત્વે ધૂળના સ્વરૂપમાં, પૃથ્વી પર સ્થાયી થાય છે, જે નોંધપાત્ર રીતે પૃથ્વીના પ્રકાશ ઘટકોના વિક્ષેપ કરતાં વધી જાય છે. અવકાશમાં ઉપરનું વાતાવરણ.
ગુરુત્વાકર્ષણની સંભવિત ઊર્જા વિના, જે સતત ગતિ ઊર્જામાં પરિવર્તિત થાય છે, પૃથ્વી પર પદાર્થ અને ઊર્જાનું પરિભ્રમણ અશક્ય હશે.
પૃથ્વી પરના જીવન માટે ગુરુત્વાકર્ષણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તે ફક્ત તેના આભારી છે કે પૃથ્વી પર વાતાવરણ છે. હવા પર કામ કરતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળને લીધે, વાતાવરણીય દબાણ અસ્તિત્વમાં છે.
નર્વસ સિસ્ટમ ધરાવતા તમામ જીવંત જીવોમાં રીસેપ્ટર્સ હોય છે જે ગુરુત્વાકર્ષણની તીવ્રતા અને દિશા નિર્ધારિત કરે છે અને અવકાશમાં ઓરિએન્ટેશન માટે સેવા આપે છે. મનુષ્યો સહિત કરોડરજ્જુના સજીવોમાં, ગુરુત્વાકર્ષણની તીવ્રતા અને દિશા વેસ્ટિબ્યુલર ઉપકરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
ગુરુત્વાકર્ષણની હાજરી તેને દૂર કરવા માટે જરૂરી મજબૂત હાડપિંજરના તમામ બહુકોષીય પાર્થિવ જીવોમાં ઉદભવ તરફ દોરી ગઈ. જળચર સજીવોમાં, ગુરુત્વાકર્ષણ હાઇડ્રોસ્ટેટિક બળ દ્વારા સંતુલિત થાય છે.
સજીવોની જીવન પ્રક્રિયાઓમાં ગુરુત્વાકર્ષણની ભૂમિકાનો અભ્યાસ ગુરુત્વાકર્ષણ જીવવિજ્ઞાન દ્વારા કરવામાં આવે છે.
ટેકનોલોજીમાં એપ્લિકેશન
ગુરુત્વાકર્ષણ અને તેના ગ્રેડિયન્ટ (ગુરુત્વાકર્ષણ)ના ચોક્કસ માપનો ઉપયોગ પૃથ્વીની આંતરિક રચનાનો અભ્યાસ કરવા અને વિવિધ ખનિજોના ગુરુત્વાકર્ષણ સંશોધનમાં થાય છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં શરીરની સ્થિરતા
ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં શરીર એક બિંદુ પર આરામ કરે છે (ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે શરીરને એક બિંદુથી લટકાવવામાં આવે છે અથવા પ્લેન પર બોલ મૂકે છે), સ્થિર સંતુલન માટે તે જરૂરી છે કે શરીરના ગુરુત્વાકર્ષણનું કેન્દ્ર સરખામણીમાં સૌથી નીચું સ્થાન ધરાવે છે. તમામ સંભવિત પડોશી સ્થિતિઓ માટે.
ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રના શરીર માટે ઘણા બિંદુઓ (ઉદાહરણ તરીકે, ટેબલ) અથવા આખા પ્લેટફોર્મ પર (ઉદાહરણ તરીકે, આડી પ્લેન પરનું એક બૉક્સ), સ્થિર સંતુલન માટે તે જરૂરી છે કે કેન્દ્ર દ્વારા ઊભી રેખા દોરવામાં આવે. ગુરુત્વાકર્ષણ શરીરના આધારના વિસ્તારની અંદર પસાર થાય છે. આધાર વિસ્તારશરીર આધારના બિંદુઓને અથવા પ્લેટફોર્મની અંદર કે જેના પર શરીર આરામ કરે છે તેને જોડતો સમોચ્ચ છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ માપવા માટેની પદ્ધતિઓ
ગુરુત્વાકર્ષણ ગતિશીલ અને સ્થિર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે. ગતિશીલ પદ્ધતિઓ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ શરીરની હિલચાલના અવલોકનનો ઉપયોગ કરે છે અને શરીરના એક પૂર્વનિર્ધારિત સ્થિતિમાંથી બીજા સ્થાનાંતરણના સમયને માપે છે. તેઓ ઉપયોગ કરે છે: લોલકના ઓસિલેશન્સ, બોડીનું ફ્રી ફોલ, લોડ સાથે સ્ટ્રિંગનું ઓસિલેશન. સ્થિર પદ્ધતિઓ ગુરુત્વાકર્ષણ અને કેટલાક બળના પ્રભાવ હેઠળ શરીરની સંતુલન સ્થિતિમાં ફેરફારોના અવલોકનનો ઉપયોગ કરે છે જે તેને સંતુલિત કરે છે અને શરીરના રેખીય અથવા કોણીય વિસ્થાપનને માપે છે.
ગુરુત્વાકર્ષણનું માપ નિરપેક્ષ અથવા સંબંધિત છે. ચોક્કસ માપન આપેલ બિંદુ પર ગુરુત્વાકર્ષણનું કુલ મૂલ્ય નક્કી કરે છે. સંબંધિત માપન આપેલ બિંદુ પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને કેટલાક અન્ય, અગાઉ જાણીતા મૂલ્ય વચ્ચેનો તફાવત નક્કી કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણના સંબંધિત માપન માટે રચાયેલ સાધનોને ગુરુત્વાકર્ષણમાપક કહેવામાં આવે છે.
ગુરુત્વાકર્ષણ નક્કી કરવા માટેની ગતિશીલ પદ્ધતિઓ સંબંધિત અને સંપૂર્ણ, સ્થિર પદ્ધતિઓ બંને હોઈ શકે છે - ફક્ત સંબંધિત.
અન્ય ગ્રહો પર ગુરુત્વાકર્ષણ
પણ જુઓ
નોંધો
- શિવુખિન ડી.વી.સામાન્ય ભૌતિકશાસ્ત્ર કોર્સ. - M.: Fizmatlit, 2005. - T. I. મિકેનિક્સ. - પૃષ્ઠ 372. - 560 પૃષ્ઠ. - ISBN 5-9221-0225-7.
- ટાર્ગ એસ.એમ. ગુરુત્વાકર્ષણ// ભૌતિક જ્ઞાનકોશ / Ch. સંપાદન એ.એમ. પ્રોખોરોવ. - એમ.: ગ્રેટ રશિયન એનસાયક્લોપીડિયા, 1994. - ટી. 4. - પી. 496. - 704 પૃ. - 40,000 નકલો.
- - ISBN 5-85270-087-8.
- , સાથે. 49. ચંદ્રના ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે ગુરુત્વાકર્ષણમાં મહત્તમ ફેરફાર અંદાજે છે 0 , 25 ⋅ 10 − 5 (\displaystyle 0(,)25\cdot 10^(-5)) m/s 2 , સૂર્ય 0 , 1 ⋅ 10 − 5 (\displaystyle 0(,)1\cdot 10^(-5))
m/s 2
રશિયન ભાષામાં "બળ" શબ્દ પોલિસેમેન્ટિક છે અને તે શબ્દની ભૌતિક વ્યાખ્યાથી અલગ અર્થમાં (પોતે અથવા સંયોજનોમાં, વિજ્ઞાન અને રોજિંદા પરિસ્થિતિઓમાં) વારંવાર વપરાય છે.
સામાન્ય માહિતી
સ્ટ્રેન્થ લાક્ષણિકતાઓ
મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના પ્રકાર અનુસાર વિભાજન ઉપરાંત, દળોના અન્ય વર્ગીકરણો છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: બાહ્ય-આંતરિક (એટલે કે, આપેલ યાંત્રિક પ્રણાલીના ભૌતિક બિંદુઓ (શરીરો) પર કાર્ય કરવું જે ભૌતિક બિંદુઓ (શરીરો) થી સંબંધિત નથી. આ સિસ્ટમ અને આપેલ સિસ્ટમના ભૌતિક બિંદુઓ (શરીરો) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો), સંભવિત છે કે નહીં (ભલે જે દળોનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે તે ક્ષેત્ર સંભવિત છે), સ્થિતિસ્થાપક-વિસર્જન, કેન્દ્રિત-વિતરિત (એક અથવા ઘણા બિંદુઓ પર લાગુ) , સતત અથવા સમય માં ચલ.
દળોની સિસ્ટમ એ દળોનો સમૂહ છે જે પ્રશ્નમાં શરીર પર અથવા મિકેનિકલ સિસ્ટમના બિંદુઓ પર કાર્ય કરે છે. જો સમાન નક્કર શરીર અથવા ભૌતિક બિંદુ પર તેમની વ્યક્તિગત ક્રિયા સમાન હોય, અન્ય વસ્તુઓ સમાન હોય તો દળોની બે પ્રણાલીઓને સમકક્ષ કહેવામાં આવે છે.
દળોની સંતુલિત પ્રણાલી (અથવા શૂન્યની સમકક્ષ દળોની સિસ્ટમ) એ દળોની એક પ્રણાલી છે જેની કઠોર શરીર અથવા ભૌતિક બિંદુ પરની ક્રિયા તેમની ગતિશીલ સ્થિતિમાં ફેરફાર તરફ દોરી જતી નથી.
બળનું પરિમાણ
બળની વિભાવનાનું ઐતિહાસિક પાસું
પ્રાચીન વિશ્વમાં
માનવતાએ સૌપ્રથમ ભારે પદાર્થોને ખસેડવાના સીધા અનુભવ દ્વારા બળના ખ્યાલને સમજવાનું શરૂ કર્યું. "શક્તિ", "શક્તિ", "કામ" સમાનાર્થી હતા (જેમ કે કુદરતી વિજ્ઞાનની બહારની આધુનિક ભાષામાં). પ્રકૃતિની વસ્તુઓમાં વ્યક્તિગત લાગણીઓનું સ્થાનાંતરણ માનવશાસ્ત્ર તરફ દોરી ગયું: અન્ય લોકો (નદીઓ, પત્થરો, વૃક્ષો) ને પ્રભાવિત કરી શકે તેવા તમામ પદાર્થો જીવંત હોવા જોઈએ, જીવંત પ્રાણીઓમાં તે જ શક્તિ હોવી જોઈએ જે વ્યક્તિએ પોતાનામાં અનુભવ્યું હતું.
પ્રાચીનકાળમાં
જ્યારે ગ્રીક વૈજ્ઞાનિકોએ ચળવળની પ્રકૃતિ વિશે વિચારવાનું શરૂ કર્યું, ત્યારે વિરોધીઓના સંતુલન તરીકે સ્ટેટિક્સ પર હેરાક્લિટસના શિક્ષણના ભાગ રૂપે બળનો ખ્યાલ ઉભો થયો. એમ્પેડોકલ્સ અને એનાક્સાગોરાસે ચળવળનું કારણ સમજાવવાનો પ્રયાસ કર્યો અને બળની વિભાવનાની નજીકના ખ્યાલો પર આવ્યા. એનાક્સાગોરસ માટે, "મન" બાહ્ય પદાર્થને તેની તરફ ખસેડે છે. એમ્પેડોકલ્સમાં, ચળવળ બે સિદ્ધાંતોના સંઘર્ષને કારણે થાય છે, "પ્રેમ" (ફિલિયા) અને "દુશ્મનતા" (ફોબિયા), જેને પ્લેટોએ આકર્ષણ અને પ્રતિકૂળતા તરીકે ગણી હતી. તદુપરાંત, પ્લેટો અનુસાર, ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને ચાર તત્વો (અગ્નિ, પાણી, પૃથ્વી અને હવા) ના સંદર્ભમાં સમજાવવામાં આવી હતી: નજીકની વસ્તુઓ આકર્ષાય છે, પૃથ્વીથી પૃથ્વી, પાણીથી પાણી, અગ્નિથી અગ્નિ. પ્રાચીન ગ્રીક વિજ્ઞાનમાં, દરેક તત્વની પ્રકૃતિમાં પણ તેનું પોતાનું સ્થાન હતું, જેને તેણે કબજે કરવાનો પ્રયાસ કર્યો. આમ, ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, ઉદાહરણ તરીકે, બે રીતે સમજાવવામાં આવ્યું હતું: સમાન વસ્તુઓનું આકર્ષણ અને તત્વોની તેમની જગ્યા લેવાની ઇચ્છા. પ્લેટોથી વિપરીત, એરિસ્ટોટલે સતત બીજા સ્થાને કબજો જમાવ્યો હતો, જેણે ગુરુત્વાકર્ષણના સામાન્ય બળની વિભાવનાને મુલતવી રાખી હતી, જે ન્યૂટનના સમય સુધી પૃથ્વી અને અવકાશી પદાર્થોની હિલચાલને સમજાવશે.
બળના ખ્યાલને દર્શાવવા માટે, પ્લેટોએ "ડાયનામિસ" (ચળવળની "સંભવિતતા") શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો. આ શબ્દનો ઉપયોગ વિસ્તૃત અર્થમાં કરવામાં આવ્યો હતો, પાવરના આધુનિક ખ્યાલની નજીક: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ, ગરમી અને પ્રકાશ પણ ગતિશીલતા હતા.
એરિસ્ટોટલે બે અલગ-અલગ દળો ગણ્યા: શરીરમાં જ જન્મજાત ("પ્રકૃતિ", ફિઝિસ) અને બળ કે જેની સાથે એક શરીર બીજાને ખેંચે છે અથવા દબાણ કરે છે (શરીરો સંપર્કમાં હોવા જોઈએ). તે બળની આ વિભાવના હતી જેણે એરિસ્ટોટેલિયન મિકેનિક્સનો આધાર બનાવ્યો હતો, જો કે દ્વૈતવાદે બે સંસ્થાઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના બળના જથ્થાત્મક નિર્ધારણને અટકાવ્યું હતું (કારણ કે વજન એક કુદરતી બળ હતું જે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે સંકળાયેલ નથી, અને તેથી તેનો ધોરણ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાતો નથી) . કુદરતી ગતિના કિસ્સામાં (ભારે શરીરનું પતન અથવા હળવા શરીરનો ઉદય), એરિસ્ટોટલે ગતિશીલ શરીર Aની ઘનતાના ગુણોત્તરના સ્વરૂપમાં ગતિ માટેનું સૂત્ર પ્રસ્તાવિત કર્યું અને તે માધ્યમ કે જેના દ્વારા હલનચલન થાય છે. , B: v=A/B (સમાન ગીચતાના કિસ્સામાં સ્પષ્ટ સમસ્યા છઠ્ઠી સદીમાં પહેલેથી જ નોંધવામાં આવી હતી).
તેમણે 3જી સદીમાં સરળ મિકેનિઝમ્સ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં દળોનો અભ્યાસ કર્યો. પૂર્વે ઇ. આર્કિમિડીઝ. આર્કિમિડીસે દળોને સ્થિર અને શુદ્ધ ભૌમિતિક રીતે ગણ્યા હતા, અને તેથી બળની વિભાવનાના વિકાસમાં તેમનું યોગદાન નજીવું છે.
સ્ટોઇક્સે તાકાતની વિભાવનાના વિકાસમાં ફાળો આપ્યો. તેમના શિક્ષણ અનુસાર, દળોએ બે શરીરને લાંબા અંતરની "સહાનુભૂતિ" દ્વારા અથવા (પોસિડોનિયસમાં) બધી જગ્યામાં ફેલાયેલા સાર્વત્રિક તણાવ દ્વારા અસ્પષ્ટ રીતે જોડ્યા. સ્ટોઇક્સ ભરતીનું અવલોકન કરીને આ નિષ્કર્ષ પર આવ્યા હતા, જ્યાં સમુદ્રમાં ચંદ્ર, સૂર્ય અને પાણીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એરિસ્ટોટેલિયન શોર્ટ-રેન્જ એક્શનની સ્થિતિથી સમજાવવી મુશ્કેલ હતી (એરિસ્ટોટલ પોતે માનતા હતા કે સૂર્ય, સમુદ્રમાં અસ્ત થાય છે, પવનનું કારણ બને છે જે ભરતી તરફ દોરી જાય છે).
પૂર્વશાસ્ત્રીય મિકેનિક્સમાં
બેકનને લાંબા અંતરની દળો કહે છે પ્રજાતિઓ(સામાન્ય રીતે આ બેકન-વિશિષ્ટ શબ્દનું ભાષાંતર કરવામાં આવતું નથી) અને પર્યાવરણમાં તેમના વિતરણને નજીકની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સાંકળ તરીકે ગણવામાં આવે છે. આવા દળો, બેકોન અનુસાર, એક સંપૂર્ણ ભૌતિક પાત્ર ધરાવે છે, આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સૌથી નજીકની સમકક્ષ તરંગ છે.
ઓકહામ એરિસ્ટોટેલિયન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વર્ણનને સીધો સંપર્ક તરીકે છોડી દેનાર સૌપ્રથમ હતો અને એક ઉદાહરણ તરીકે ચુંબકને ટાંકીને, અંતરે જંગમને પ્રભાવિત કરવાની પ્રેરકની ક્ષમતા જાહેર કરી હતી.
એરિસ્ટોટેલિયન સૂત્ર v=A/B પણ પુનરાવર્તનને પાત્ર હતું. પહેલેથી જ 6ઠ્ઠી સદીમાં, જ્હોન ફિલોપોનસે તફાવત A-B ને જમણી બાજુ તરીકે ગણ્યો, જેણે સમાન ઘનતા સાથે સમસ્યારૂપ પરિસ્થિતિ ઉપરાંત, શૂન્યાવકાશમાં ગતિનું વર્ણન કરવાનું પણ શક્ય બનાવ્યું. 14મી સદીમાં, બ્રેડવર્ડિને સૂત્ર v=log(A/B) પ્રસ્તાવિત કર્યું.
કેપલરની
ક્લાસિકલ મિકેનિક્સમાં
ન્યુટનની
આધુનિકતા
20મી સદીના અંતમાં વિજ્ઞાનમાં બળની વિભાવના જરૂરી છે કે કેમ અને સૈદ્ધાંતિક રીતે દળો અસ્તિત્વમાં છે કે કેમ તે અંગે ચર્ચા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવી હતી - અથવા તે માત્ર સુવિધા માટે રજૂ કરવામાં આવેલ શબ્દ છે.
બિગેલો એટ અલ.એ 1988માં દલીલ કરી હતી કે દળો અનિવાર્યપણે કારણ-અને-અસર સંબંધો નક્કી કરે છે અને તેથી તેને છોડી શકાતો નથી. એમ. જામરે આનો વાંધો ઉઠાવ્યો હતો કે સ્ટાન્ડર્ડ મોડલ અને અન્ય ભૌતિક સિદ્ધાંતોમાં, બળને માત્ર કોણીય ગતિના વિનિમય તરીકે અર્થઘટન કરવામાં આવે છે, તેથી બળની વિભાવના કણો વચ્ચેની સરળ "પ્રતિક્રિયા" માટે નીચે આવે છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું વર્ણન વધારાના કણો (ફોટોન્સ, ગ્લુઓન્સ, બોસોન અને સંભવતઃ ગુરુત્વાકર્ષણ)ના વિનિમયના સંદર્ભમાં કરવામાં આવ્યું છે. જામર નીચેની સરળ સમજૂતી આપે છે: બે સ્કેટર બરફની આજુબાજુ ખભાથી ખભા તરફ સરકતા હોય છે, બંને એક બોલ ધરાવે છે. દડાઓનું ઝડપી અને એકસાથે વિનિમય કરવાથી પ્રતિકૂળ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા થશે.
ન્યુટોનિયન મિકેનિક્સ
ન્યુટને જડતા અને બળની વિભાવનાઓનો ઉપયોગ કરીને વસ્તુઓની ગતિનું વર્ણન કરવાનું નક્કી કર્યું. આ કર્યા પછી, તેણે એક સાથે સ્થાપિત કર્યું કે તમામ યાંત્રિક ગતિ સામાન્ય સંરક્ષણ કાયદાઓનું પાલન કરે છે. ન્યૂટનમાં તેમણે તેમની પ્રસિદ્ધ કૃતિ "મેથેમેટિકલ પ્રિન્સિપલ્સ ઓફ નેચરલ ફિલોસોફી" પ્રકાશિત કરી, જેમાં તેમણે ક્લાસિકલ મિકેનિક્સના ત્રણ મૂળભૂત નિયમો (ન્યૂટનના કાયદા)ની રૂપરેખા આપી.
ન્યુટનનો પ્રથમ કાયદો
ન્યુટનનો બીજો નિયમ
ન્યુટનનો બીજો નિયમ છે:
m a → = F → .(\displaystyle m(\vec (a))=(\vec (F)).) m (\ displaystyle m)જ્યાં - સામગ્રી બિંદુનો સમૂહ, a → (\displaystyle (\vec (a))) અને પૃથ્વી તરફના ગુરુત્વાકર્ષણનું બળ- તેનું પ્રવેગક,
- લાગુ દળોનું પરિણામ. તેને "ભૌતિકશાસ્ત્રનું બીજું સૌથી પ્રસિદ્ધ સૂત્ર" માનવામાં આવે છે, જો કે ન્યૂટને પોતે ક્યારેય આ સ્વરૂપમાં પોતાનો બીજો કાયદો સ્પષ્ટપણે લખ્યો ન હતો. પ્રથમ વખત કાયદાનું આ સ્વરૂપ સી. મેકલોરિન અને એલ. યુલરની કૃતિઓમાં જોવા મળે છે.ન્યુટનનો ત્રીજો નિયમ કોઈપણ બે શરીર માટે (ચાલો તેમને બોડી 1 અને બોડી 2 કહીએ), ન્યૂટનનો ત્રીજો નિયમ જણાવે છે કે બોડી 2 પર બોડી 1 ની ક્રિયાનું બળ તીવ્રતામાં સમાન હોય છે, પરંતુ દિશામાં વિરુદ્ધ, શરીર પર કાર્ય કરે છે. શરીર 2 થી 1. ગાણિતિક રીતે, કાયદો નીચે મુજબ લખાયેલ છે:F → 1, 2 = − F → 2, 1. (\પ્રદર્શન શૈલી (\vec (F))_(1,2)=-(\vec (F))_(2,1).)આ કાયદાનો અર્થ એ છે કે દળો હંમેશા ક્રિયા-પ્રતિક્રિયા જોડીમાં થાય છે. જો શરીર 1 અને શરીર 2 એક જ સિસ્ટમમાં હોય, તો આ સંસ્થાઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે સિસ્ટમમાં કુલ બળ શૂન્ય બરાબર છે: F → 1, 2 + F → 2, 1 = 0. (\displaystyle (\vec (F))_(1,2)+(\vec (F))_(\mathrm (2,1) )=0 .) (r → 1 − r → 0) × F → 1, 2 + (r → 2 −r → 0) × F → 2, 1 = (r → 1 −r → 2) × F → 1, 2 = 0 ( \પ્રદર્શન શૈલી ((\vec (r))_(1)-(\vec (r))_(0))\times (\vec (F))_(1,2)+(\vec (r) )_(2)-(\vec (r))_(0))\times (\vec (F))_(\mathrm (2,1) )=((\vec (r))_(1) -(\vec (r))_(2))\times (\vec (F))_(1,2)=0)મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓપ્રકૃતિની તમામ શક્તિઓ ચાર પ્રકારની મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પર આધારિત છે. તમામ પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પ્રસારની મહત્તમ ઝડપ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ઝડપ જેટલી છે. વિદ્યુતચુંબકીય દળો વિદ્યુત ચાર્જ થયેલ સંસ્થાઓ વચ્ચે કાર્ય કરે છે, ગુરુત્વાકર્ષણ બળો વિશાળ પદાર્થો વચ્ચે કાર્ય કરે છે. મજબૂત અને નબળા માત્ર ખૂબ જ ટૂંકા અંતરે દેખાય છે, તેઓ સબએટોમિક કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ઉદભવ માટે જવાબદાર છે, જેમાં ન્યુક્લિયન્સનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી અણુ ન્યુક્લી બનેલા છે. મજબૂત અને નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની તીવ્રતા માપવામાં આવે છે ઊર્જા એકમો(ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ), નહીં બળના એકમો, અને તેથી તેમના માટે "બળ" શબ્દનો ઉપયોગ એ પરંપરા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે જે પ્રાચીનકાળથી અસ્તિત્વમાં છે જે દરેક ઘટના માટે વિશિષ્ટ "દળો" ની ક્રિયા દ્વારા આસપાસના વિશ્વમાં કોઈપણ ઘટનાને સમજાવવા માટે છે.
દરેક પ્રકારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અનુરૂપ "વાહકો" ના વિનિમયને કારણે છે: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક - વર્ચ્યુઅલ ફોટોન, નબળા - વેક્ટર બોસોન, મજબૂત - ગ્લુઓન્સ (અને મોટા અંતરે - મેસોન્સ). ગુરુત્વાકર્ષણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અંગે, ત્યાં સૈદ્ધાંતિક ધારણાઓ છે (ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટ્રિંગ થિયરી અથવા એમ-થિયરીમાં) કે તે તેના પોતાના બોસોન વાહક સાથે પણ સંકળાયેલ હોઈ શકે છે, જેને ગ્રેવિટોન કહેવાય છે, પરંતુ તેનું અસ્તિત્વ હજુ સુધી સાબિત થયું નથી. 20મી સદીના 70 અને 80 ના દાયકામાં કરવામાં આવેલા ઉચ્ચ ઊર્જા ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રયોગોએ આ વિચારની પુષ્ટિ કરી હતી કે નબળા અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વધુ વૈશ્વિક વિદ્યુત નબળા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના અભિવ્યક્તિ છે. હાલમાં, તમામ ચાર મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને એક (કહેવાતા ભવ્ય એકીકરણ સિદ્ધાંત) માં જોડવાના પ્રયાસો કરવામાં આવી રહ્યા છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ ચાર મૂળભૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ માટે બળોની તમામ વિવિધતા પ્રકૃતિમાં પોતાને પ્રગટ કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઘર્ષણ એ બે સંપર્ક સપાટીના અણુઓ અને પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંત વચ્ચે કાર્ય કરતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક દળોનું અભિવ્યક્તિ છે, જે અણુઓને એકબીજાના વિસ્તારમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે. હૂકના કાયદા દ્વારા વર્ણવવામાં આવેલ સ્પ્રિંગના વિરૂપતા દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ બળ પણ કણો અને પાઉલી બાકાત સિદ્ધાંત વચ્ચેના વિદ્યુતચુંબકીય દળોનું પરિણામ છે, જે પદાર્થના સ્ફટિક જાળીના અણુઓને સંતુલન સ્થિતિની નજીક રાખવા દબાણ કરે છે. જો કે, વ્યવહારમાં તે માત્ર અયોગ્ય જ નહીં, પણ સમસ્યાની પરિસ્થિતિઓમાં ફક્ત અશક્ય છે, દળોની ક્રિયાના મુદ્દાની આવી વિગતવાર વિચારણા. ગુરુત્વાકર્ષણગુરુત્વાકર્ષણ ( ગુરુત્વાકર્ષણ) - કોઈપણ પ્રકારની બાબત વચ્ચેની સાર્વત્રિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. શાસ્ત્રીય મિકેનિક્સના માળખામાં, તે સાર્વત્રિક ગુરુત્વાકર્ષણના કાયદા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે, જે ન્યૂટન દ્વારા પહેલેથી જ ઉલ્લેખિત કાર્ય "કુદરતી ફિલસૂફીના ગાણિતિક સિદ્ધાંતો" માં ઘડવામાં આવે છે. ન્યૂટને ત્વરિતતાની તીવ્રતા મેળવી કે જેની સાથે ચંદ્ર પૃથ્વીની આસપાસ ફરે છે, એવી ગણતરીમાં ધારીને કે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ ગુરુત્વાકર્ષણ શરીરથી અંતરના વર્ગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં ઘટે છે. વધુમાં, તેમણે એ પણ સ્થાપિત કર્યું કે એક શરીર દ્વારા બીજા શરીરના આકર્ષણને કારણે થતી પ્રવેગ આ શરીરના સમૂહના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર છે. આ બે નિષ્કર્ષોના આધારે, ગુરુત્વાકર્ષણનો નિયમ ઘડવામાં આવ્યો હતો: કોઈપણ ભૌતિક કણો બળ સાથે એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે. F (\ ડિસ્પ્લેસ્ટાઇલ F), માસના ઉત્પાદનના સીધા પ્રમાણસર ( m 1 (\ displaystyle m_(1))અને m 2 (\displaystyle m_(2))) અને અંતરના વર્ગના વિપરિત પ્રમાણસર r (\displaystyle r)તેમની વચ્ચે: F = G m 1 m 2 R 2 .(\displaystyle F=G(\frac (m_(1)m_(2))(R^(2))).) અહીં- ગુરુત્વાકર્ષણીય સ્થિરાંક, જેનું મૂલ્ય સૌપ્રથમ હેનરી કેવેન્ડિશ દ્વારા તેમના પ્રયોગોમાં પ્રાપ્ત થયું હતું. આ કાયદાનો ઉપયોગ કરીને, તમે મનસ્વી આકારના શરીરના ગુરુત્વાકર્ષણ બળની ગણતરી માટે સૂત્રો મેળવી શકો છો. ન્યુટનનો ગુરુત્વાકર્ષણનો સિદ્ધાંત સૌરમંડળના ગ્રહોની ગતિ અને અન્ય ઘણા અવકાશી પદાર્થોનું સારી રીતે વર્ણન કરે છે. જો કે, તે લાંબા અંતરની ક્રિયાના ખ્યાલ પર આધારિત છે, જે સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતનો વિરોધાભાસ કરે છે. તેથી, ગુરુત્વાકર્ષણનો શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંત પ્રકાશની ઝડપની નજીકની ઝડપે આગળ વધતા શરીરની ગતિ, અત્યંત વિશાળ પદાર્થોના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રો (ઉદાહરણ તરીકે, બ્લેક હોલ), તેમજ ચલ ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રો દ્વારા બનાવેલ ચલોનું વર્ણન કરવા માટે લાગુ પડતું નથી. તેમની પાસેથી મોટા અંતરે ખસેડતા શરીર. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર (સ્થિર શુલ્કનું ક્ષેત્ર)ન્યૂટને ભૌતિકશાસ્ત્રના વિકાસમાં ત્રણ મુખ્ય જથ્થાઓ (લંબાઈ, સમૂહ, સમય) માં "કુલોમ્બ" (C) પરિમાણ સાથે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ઉમેર્યો. જો કે, પ્રેક્ટિસની આવશ્યકતાઓને આધારે, તેઓએ ચાર્જના એકમનો નહીં, પરંતુ માપનના મુખ્ય એકમ તરીકે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના એકમનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું. આમ, SI સિસ્ટમમાં, મૂળભૂત એકમ એમ્પીયર છે, અને ચાર્જનું એકમ કુલમ્બ છે, જે તેનું વ્યુત્પન્ન છે. આ પ્રકારનો ચાર્જ તેને વહન કરતા શરીરથી સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં ન હોવાથી, શરીરની વિદ્યુત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મિકેનિક્સમાં ગણવામાં આવતા બળના સ્વરૂપમાં પ્રગટ થાય છે, જે પ્રવેગકનું કારણ બને છે. જથ્થા સાથેના બે બિંદુ શુલ્કની ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના સંબંધમાં q 1 (\Displaystyle q_(1))અને q 2 (\displaystyle q_(2))શૂન્યાવકાશમાં સ્થિત, કુલોમ્બનો કાયદો વપરાય છે. એસઆઈ સિસ્ટમને અનુરૂપ સ્વરૂપમાં, તે આના જેવું દેખાય છે: F → 12 = 1 4 π ε 0 ⋅ q 1 ⋅ q 2 r 12 2 r → 12 r 12 , (\displaystyle (\vec (F))_(12)=(\frac (1)(4\pi \ વેરેપ્સીલોન _(0))\cdot (\frac (q_(1)\cdot q_(2))(r_(12)^(2)))(\frac ((\vec (r))_(12) )(r_(12))),)(\displaystyle m(\vec (a))=(\vec (F)).) F → 12 (\Displaystyle (\vec (F))_(12))- જે બળ સાથે ચાર્જ 1 ચાર્જ 2 પર કાર્ય કરે છે, r → 12 (\Displaystyle (\vec (r))_(12))- ચાર્જ 1 થી ચાર્જ 2 તરફ નિર્દેશિત વેક્ટર અને ચાર્જ વચ્ચેના અંતરની સમાન મોડ્યુલો, અને ε 0 (\Displaystyle \varepsilon _(0))- વિદ્યુત સ્થિરાંક બરાબર ≈ 8.854187817 10 −12 /m. જ્યારે ચાર્જ સજાતીય અને આઇસોટ્રોપિક માધ્યમમાં મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળ ε ગણો ઘટે છે, જ્યાં ε એ માધ્યમનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક છે. બળ બિંદુ શુલ્કને જોડતી રેખા સાથે નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. ગ્રાફિકલી રીતે, ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ફિલ્ડને સામાન્ય રીતે બળની રેખાઓના ચિત્ર તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે, જે કાલ્પનિક માર્ગો છે કે જેની સાથે દળ વગરનો ચાર્જ થયેલ કણો ખસેડશે. આ રેખાઓ એક ચાર્જ પર શરૂ થાય છે અને બીજા પર સમાપ્ત થાય છે. મેગ્નેટોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર (ડાયરેક્ટ વર્તમાન ક્ષેત્ર) ચુંબકીય ક્ષેત્રના અસ્તિત્વને મધ્ય યુગમાં ચાઇનીઝ દ્વારા ઓળખવામાં આવ્યું હતું, જેમણે ચુંબકીય હોકાયંત્રના પ્રોટોટાઇપ તરીકે "પ્રેમાળ પથ્થર" - ચુંબક - નો ઉપયોગ કર્યો હતો. ગ્રાફિકલી રીતે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર સામાન્ય રીતે બળની બંધ રેખાઓના સ્વરૂપમાં દર્શાવવામાં આવે છે, જેની ઘનતા (ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્રના કિસ્સામાં) તેની તીવ્રતા નક્કી કરે છે. ઐતિહાસિક રીતે, ચુંબકીય ક્ષેત્રને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવાની એક વિઝ્યુઅલ રીત લોખંડના ફાઈલિંગને છાંટવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ચુંબક પર મૂકવામાં આવેલા કાગળના ટુકડા પર. વ્યુત્પન્ન પ્રકારના દળોસ્થિતિસ્થાપક બળ- બાહ્ય ભાર માટે શરીરના સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિકારનું બળ. તે શરીરની સામગ્રીની આંતરમોલેક્યુલર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની મેક્રોસ્કોપિક પ્રતિક્રિયા છે. તે શરીરના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં વિક્ષેપના દેખાવ સાથે ઘટે છે - શરીરના અવશેષ વિરૂપતાના દેખાવ સાથે. બાહ્ય બળ સામે નિર્દેશિત. ઘર્ષણ બળ- શરીરની સંપર્ક સપાટીઓની સંબંધિત હિલચાલ સામે પ્રતિકારનું બળ. સંપર્ક સપાટીઓની સામગ્રીની ખરબચડી અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે. શુદ્ધ "મિરર" સપાટીઓનું ઘર્ષણ બળ તેમની આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ છે. બળ વેક્ટર ઘર્ષણસંબંધિત વેગ વેક્ટરની વિરુદ્ધ નિર્દેશિત. મધ્યમ પ્રતિકાર બળ- જ્યારે નક્કર શરીર પ્રવાહી અથવા વાયુયુક્ત માધ્યમમાં ફરે છે ત્યારે ઉદભવતું બળ. વિઘટનકારી દળોનો ઉલ્લેખ કરે છે. પ્રતિકાર બળ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકૃતિનું છે, જે આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ છે. ડ્રેગ ફોર્સ વેક્ટર વેગ વેક્ટરની વિરુદ્ધ દિશામાન થાય છે. સામાન્ય જમીન પ્રતિક્રિયા બળ- આપેલ સ્થાન પર સપાટી પર કાટખૂણે દિશામાં ટેકાની સપાટીથી કામ કરતું સ્થિતિસ્થાપક બળ. સપાટી તણાવ દળો- તબક્કા ઇન્ટરફેસ સપાટી પર ઉદ્ભવતા દળો. તેમની પાસે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકૃતિ છે, જે આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું મેક્રોસ્કોપિક અભિવ્યક્તિ છે. તાણ બળને સ્પર્શક રીતે તબક્કાની સીમા તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે; સીમા પર સ્થિત ન હોય તેવા પરમાણુઓ દ્વારા સીમા પર સ્થિત પરમાણુઓના વળતર વિનાના આકર્ષણને કારણે ઉદ્ભવે છે. વેન ડેર વાલ્સ દળો- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ટરમોલેક્યુલર દળો કે જે પરમાણુઓના ધ્રુવીકરણ અને દ્વિધ્રુવોની રચના દરમિયાન ઉદ્ભવે છે. વધતા અંતર સાથે વેન્ડર વાલ્સ દળો ઝડપથી ઘટે છે. શરીરનું વજન- શરીરનું બળ ટેકો (અથવા સસ્પેન્શન, અથવા અન્ય પ્રકારના ફાસ્ટનિંગ) પર કાર્ય કરે છે, પતન અટકાવે છે, ગુરુત્વાકર્ષણના ક્ષેત્રમાં ઉદ્ભવે છે. સ્થિર ઘર્ષણ, ક્લચ ઘર્ષણ- એક બળ જે બે સંપર્ક કરતી સંસ્થાઓ વચ્ચે ઉદ્ભવે છે અને સંબંધિત ગતિની ઘટનાને અટકાવે છે. તાણ બળશબ્દમાળાઓ (કેબલ, દોરડું, દોરડું) - સ્ટ્રિંગની બાજુથી ભૌતિક શરીર પર કાર્ય કરતું બળ, સ્ટ્રિંગના ભૌતિક શરીર સાથેના જોડાણના બિંદુથી સ્ટ્રિંગની દિશામાં નિર્દેશિત, અને તણાવની તીવ્રતામાં સમાન શબ્દમાળાનું [ સ્પષ્ટતા] . જડતા બળજડતા બળ- બિન-જડતી સંદર્ભ પ્રણાલીઓમાં બળ રજૂ કરવામાં આવ્યું. જડતાના દળોનો પરિચય બિન-જડતીય ફ્રેમમાં શરીરની ગતિના સમીકરણોને જડતા ફ્રેમ્સમાં ન્યૂટનના બીજા નિયમના સમીકરણ જેવું જ સ્વરૂપ આપવા માટે હાથ ધરવામાં આવે છે. સંખ્યાબંધ કેસોમાં, આ અભિગમ ગતિના વિચારણાને વધુ અનુકૂળ અને દ્રશ્ય બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે, અને અનુરૂપ સમસ્યાઓના ઉકેલને સરળ બનાવે છે. જડતા બળો અન્ય તમામ દળોથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે કારણ કે તેઓ શરીરની કોઈપણ વાસ્તવિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અનુરૂપ નથી. તે જ સમયે, જડતા અને ગુરુત્વાકર્ષણ સમૂહની સમાનતાને લીધે, ગુરુત્વાકર્ષણ અને જડતાના દળોની સમાનતાના સિદ્ધાંત અનુસાર, આપેલ શરીર પર કયું બળ કાર્ય કરે છે તે પારખવું સ્થાનિક રીતે અશક્ય છે - ગુરુત્વાકર્ષણ અથવા જડતા બળ [ ] . પ્રારંભિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં "જડતાનું બળ" શબ્દનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી, કારણ કે, મૂળભૂત રીતે, પ્રારંભિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ગતિના તમામ સમીકરણો જડતા અહેવાલ પ્રણાલીની તુલનામાં ગતિનું વર્ણન કરે છે અને "બળ" ની વિભાવના હંમેશા તેના પ્રભાવ સાથે સંકળાયેલી છે. કેટલાક બાહ્ય પદાર્થ અને તેના પોતાના પર અસ્તિત્વમાં નથી. શરીર પર કાર્ય કરતા દળોના ડાયાગ્રામ પર જડતા બળોને દર્શાવવાનું પ્રાથમિક ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસક્રમોમાં ભૂલ તરીકે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે. પ્રકૃતિ અને તકનીકમાં દળોના ઉદાહરણો
|
