न्यूटन के गति के नियम टेनिस के साथ कैसे क्रिया करते हैं?

जब आप टेनिस, या कोई अन्य खेल देखते हैं, तो आप सामान्य भौतिकी प्रयोग की तुलना में अधिक उत्साह के साथ, भौतिकी का प्रदर्शन देख रहे होते हैं। कार्रवाई के केंद्र में पूर्व-औद्योगिक विज्ञान के ग्रैंड स्लैम विजेता सर आइजैक न्यूटन द्वारा 1687 में वर्णित गति के तीन नियम हैं। कई मायनों में, एक टेनिस मैच एक परीक्षा है जिसमें खिलाड़ी न्यूटन के नियमों को सबसे अधिक प्रभावी ढंग से हेरफेर करता है।

न्यूटन के गति के पहले नियम को आमतौर पर जड़त्व का नियम कहा जाता है: एक समान गति की स्थिति में कोई वस्तु उसी में रहेगी गति तब तक होती है जब तक कि उसका सामना किसी बाहरी बल से न हो जाए, और स्थिर वस्तु तब तक स्थिर रहेगी जब तक कि उस पर बाहरी बल न लगाया जाए बल। न्यूटन का दूसरा नियम किसी वस्तु के द्रव्यमान, उस पर लागू बल और उसके परिणामस्वरूप होने वाले त्वरण के बीच संबंध को परिभाषित करता है: बल द्रव्यमान त्वरण के बराबर होता है, या F=ma। न्यूटन का गति का तीसरा नियम वह हो सकता है जिससे अधिकांश लोग सबसे अधिक परिचित हैं, यदि केवल इसलिए कि वे इसे इतनी बार उद्धृत करते हुए देखते हैं: प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।

टेनिस में, न्यूटन के पहले नियम का सबसे स्पष्ट उदाहरण गेंद का पथ है। जब आप अपने रैकेट से गेंद को मारते हैं, तो वह एक निश्चित दिशा में चली जाती है। यदि आप किसी भी गुरुत्वाकर्षण-उत्पादक पिंड से प्रकाश वर्ष, अंतरिक्ष अंतरिक्ष के निर्वात में खेल खेल रहे थे, गेंद उस दिशा में कमोबेश अनिश्चित काल तक चलती रहेगी, क्योंकि कोई बाहरी बल कार्य नहीं कर रहा होगा यह। पृथ्वी पर, हालांकि, दो प्रमुख बल काम कर रहे हैं: वायु प्रतिरोध गेंद की गति को धीमा कर देता है और गुरुत्वाकर्षण गेंद को जमीन की ओर खींचता है।

जब आपने उस टेनिस बॉल को अपने रैकेट से - अंतरिक्ष में या पृथ्वी पर - प्रहार किया - तो आपने उस पर एक बल लगाया। कितना बल? यहीं से न्यूटन का दूसरा नियम आता है: बल द्रव्यमान त्वरण के बराबर होता है। इस समीकरण में, द्रव्यमान को किलोग्राम में और त्वरण को "मीटर प्रति सेकंड प्रति सेकंड" नामक इकाई में मापा जाता है। त्वरण गति के समान नहीं है; बल्कि, यह वह दर है जिस पर कुछ तेज हो रहा है। यदि कोई वस्तु 1 मीटर प्रति सेकेंड या "एम/एस" की गति से चल रही है और यह गति इतनी तेज हो जाती है कि एक सेकंड बाद में यह 2 मीटर/सेकेंड की गति से चलती है, तो यह उस एक सेकंड में 1 मीटर/सेकेंड तक बढ़ जाती है - 1 मी प्रति सेकंड प्रति सेकंड।

अब उस टेनिस बॉल पर वापस जाएं जिसे आप हिट करते हैं: एक टेनिस बॉल का द्रव्यमान लगभग 56 ग्राम या 0.056 किलोग्राम होता है। और मान लें कि आपने गेंद पर इतना ज़िंग लगा दिया है कि आपके हिट करने के बाद एक सेकंड का दसवां हिस्सा, यह 100 मील प्रति घंटे या 44.7 मीटर प्रति सेकंड तक पहुंच जाता है। यह 447 मीटर प्रति सेकेंड प्रति सेकेंड या एम/एस/एस के त्वरण की दर है। 0.056 किलो गुणा 447 मीटर/सेकेंड गुणा करें और आपको 25.032 मिलता है। लेकिन 25.032 क्या? बल को उचित रूप से पर्याप्त न्यूटन नामक इकाइयों में मापा जाता है। आपने गेंद को 25.032 न्यूटन बल से मारा। अच्छी सेवा।

आप गेंद की सेवा करते हैं, आपका प्रतिद्वंद्वी सर्विस लौटाता है और आप उसकी वॉली वापस करने जाते हैं। आप अपना पैर जमीन पर लगाएं और धक्का दें। आप एक दिशा में धक्का देते हैं - एक कोण पर जमीन में - और आपका शरीर विपरीत दिशा में जाता है, एक कोण पर जमीन से दूर। जिस बल से आपने जमीन में धकेला है, वह बल है जिसके साथ आप आगे बढ़े हैं। वह क्रिया और प्रतिक्रिया है। आप गति में न्यूटन के गति के तीसरे नियम हैं।