जड़ता: यह क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण है? (डब्ल्यू/उदाहरण)

कोई भी व्यक्ति जिसने कभी कार के डैशबोर्ड पर अपने हाथों को अचानक रुकने की प्रत्याशा में कार के डैशबोर्ड पर रखा है, वह किस अवधारणा को समझता है?जड़ताभले ही उसने कभी भी भौतिकी के नियमों के लिए कोई विशिष्ट विचार समर्पित नहीं किया हो।

हो सकता है कि इस सतर्क यात्री के साथ ऐसा न हो कि वही भौतिक सिद्धांत बताता है कि जब भी ड्राइवर जाने वाला होता है तो वह जानबूझकर अपना सिर अपनी सीट के हेड रेस्ट के सामने क्यों झुकाती है गैस पेडल को दबाएं: वह अनुभव से जानती है कि एक "लीड-फुटेड" ड्राइवर उसे व्हिपलैश के जोखिम में डालने के लिए उपयुक्त है और कार के उड़ान भरने पर उसे पीछे की ओर निर्देशित बल के अधीन करता है।

तात्कालिकता के पैमाने को नीचे ले जाना, सलाद ड्रेसिंग या केचप के आखिरी बिट को बोतल से हिलाकर बाहर निकालने की कोशिश करना, एक चालू शुरुआत करना लंबी छलांग और रॉकिंग चेयर के निरंतर दोलन जैसी एथलेटिक घटनाएं जब आप इसे रॉक करने की कोशिश करना बंद कर देते हैं तो ये सभी के उदाहरणों का प्रतिनिधित्व करते हैंजड़ता का नियम, दैनिक जीवन में न्यूटन की गति का पहला नियम

रोज़मर्रा के स्तर पर, आप एक दोस्त का मजाक सुन सकते हैं कि "जड़ता" ने उसे बिस्तर से उठने और उस सुबह 5 मील की दौड़ करने से रोक दिया। हालांकि इस तरह की क्षम्य आलस्य तकनीकी रूप से भौतिकी की दुनिया में जड़ता का औपचारिक उदाहरण नहीं है, इस तरह की हल्की-फुल्की बकवास एक सुस्ती के लिए अपनी खुद की कथित समानता के बारे में, फिर भी लागू सभी में सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से एक का उदाहरण है भौतिक विज्ञान।

जड़ता का सिद्धांत वर्णन करता हैकिसी वस्तु की स्थिर अवस्था में रहने या स्थिर वेग से गति में रहने की प्रवृत्ति।इस प्रकार यह किसी वस्तु के अपनी अवस्था को बदलने के प्रतिरोध का एक उपाय है, चाहे वह एक गतिमान पिंड हो या मेज पर बैठी कोई चीज। यदि किसी वस्तु में अधिक जड़ता है, तो उसे अपनी अवस्था बदलने के लिए अधिक कार्य की आवश्यकता होती है, चाहे वह आराम हो या स्थिर वेग। तदनुसार, कम जड़ता वाली वस्तुएं आसानी से बदलने वाली अवस्थाओं में होती हैं।

एक कारण "निरंतर वेग" पहलू सहज नहीं हो सकता है घर्षण का अस्तित्व है। जब आप किसी गेंद को मैदान में लात मारते हैं, तो वह उछलती है और अंत में टर्फ के घर्षण के कारण रुक जाती है। लेकिन अगर खेल के मैदान को घर्षण रहित बनाया जा सकता है, तो गेंद हमेशा एक स्थिर वेग से चलती रहेगी जब तक कि कोई बाहरी बल न रोके। (कहने की जरूरत नहीं है, चीजों की यह स्थिति निश्चित रूप से बॉल गेम खेलने के नियमों को भी प्रभावित करेगी - और बाकी सब कुछ - पृथ्वी पर।)

• कभी-कभी, आप "स्थिर वेग" के बजाय "स्थिर गति" शब्द के साथ उल्लिखित जड़ता के नियम को देखेंगे। जबकि सच है, यह पर्याप्त वर्णनात्मक नहीं है; गति केवल एक परिमाण (संख्या मान) है, जबकि वेग एक सदिश राशि है और इसलिए इसमें दिशा (x, y, z) भी शामिल है।

आइजैक न्यूटन (१६४२-१७२६) मानव इतिहास में सबसे उल्लेखनीय बुद्धिओं में से एक के मालिक बने हुए हैं, जिन्होंने कैलकुलस के गणितीय अनुशासन को प्रभावी रूप से इकट्ठा किया खरोंच से और पिंडों की गति के बारे में ज्ञान का योगदान जिसने गैलीलियो गैलीली को प्रेरित किया, जो अपने आप में खगोल भौतिकी विचारों के एक महान वास्तुकार और अनगिनत हैं अन्य।

न्यूटन के पहले नियम को कभी-कभी जड़त्व का नियम कहा जाता है क्योंकि यह किसी वस्तु की इस प्रवृत्ति को बाहरी बल की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर निर्भर के रूप में वर्णित करता है। किसी वस्तु पर नेट बल न होने से उसकी गति में कोई परिवर्तन नहीं होगा। जैसे, यह नियम न्यूटन द्वारा विकसित गति के समीकरणों में योगदानकर्ता नहीं है, शायद यह समझाने में मदद करता है कि कुछ छात्र इससे अपरिचित क्यों हैं।

​न्यूटन का दूसरा नियमप्रस्ताव है कि बल जनता को गति देने के लिए कार्य करते हैं, या गणितीय रूप से,

यह कानून एक प्रणाली में शुद्ध बल से संबंधित है, जिसमें उसके कणों के द्रव्यमान और गति के लिए दिशा भी शामिल है। शुद्ध बल की गणना करने के लिए, आप बस वस्तु पर कार्य करने वाले सभी बलों का सदिश योग लेते हैं। अंत में, न्यूटन का तीसरा नियम यह दावा करता है कि प्रत्येक बल के लिए एक समान और विपरीत बल मौजूद होता है प्रकृति - "समान और विपरीत प्रतिक्रिया" कभी-कभी मजाक में भी लागू होती है लेकिन रोजमर्रा में कह रही है भाषा: हिन्दी।

सभी भौतिकी की मूल परियोजना वस्तुओं की गति को समझ रही है, जिसमें कई मानव आंख नहीं देख सकती हैं और कण जिनका अस्तित्व एक चंचल विचार से थोड़ा अधिक हो सकता है। जड़ता के कानून के वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में वाहनों के लिए सुरक्षा उपकरणों का डिज़ाइन शामिल है, जिसमें सीट तक सीमित नहीं है बेल्ट, जो तत्काल के भौतिकी में अचानक परिवर्तन की स्थिति में शरीर की गति को रोकने के लिए बाहरी बल प्रदान कर सकती है वातावरण।

अंतरिक्ष यात्रा में किसी वस्तु की जड़ता का भी दिलचस्प उपयोग होता है। उदाहरण के लिए, एक बार जब कोई उपकरण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बच जाता है, तो वह अपने दिए गए प्रक्षेपवक्र पर तब तक चलता रहेगा जब तक कि उसका सामना किसी अन्य गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र या वस्तु से नहीं हो जाता। अंतरिक्ष जांच को बिना किसी अतिरिक्त ईंधन के बड़ी दूरी पर भेजा जा सकता है, जो कि पृथ्वी से "बचने" के लिए आवश्यक है, मामूली नौवहन परिवर्तन या किसी अन्य वस्तु पर उतरने के लिए आवश्यक है।

जैसा कि पहले चर्चा की गई है, पृथ्वी पर गति में सेट की गई वस्तुएं घर्षण के बाहरी बल के कारण निरंतर वेग से जारी रहने पर तुरंत "इरादा" नहीं लगती हैं। क्योंकि घर्षण वस्तुतः हर जगह है (यहां तक ​​कि हवा भी इसे उच्च वेगों पर बहुत अधिक लगाती है) और लगातार धीमी हो रही है वस्तुओं को तब तक नीचे रखा जाता है जब तक कि इसका मुकाबला करने के लिए अतिरिक्त बलों को लगातार नहीं जोड़ा जाता है, जड़ता के कानून की व्यापक चौड़ाई नहीं है सहज ज्ञान युक्त।

कभी-कभी घूर्णी जड़ता कहा जाता है,निष्क्रियता के पलजड़ता का कोणीय एनालॉग है। यह एक पिंड का एक गुण है जो पिंड के द्रव्यमान, त्रिज्या और रोटेशन की धुरी पर निर्भर करता है। जड़तामैंघूर्णी गति के लिए द्रव्यमान रैखिक गति के लिए क्या है, लेकिन यद्यपि जड़ता और द्रव्यमान अनुरूप हैं, जड़ता में दूरी के वर्ग के द्रव्यमान की इकाइयां हैं (उदाहरण के लिए, किलो⋅म²).

यह मात्रा बताती है कि किसी वस्तु के घूर्णन को बदलना कितना कठिन या आसान है, जिसमें इसे घूमना शुरू करना या इसे पहले से ही घूमने पर रोकना शामिल है।

साथ ही, जबकि रैखिक गतिज ऊर्जा को के रूप में व्यक्त किया जाता है

घूर्णी गतिज ऊर्जा किसके द्वारा दी जाती है

जहां प्रतिनिधित्व करता हैकोणीय वेगप्रति सेकंड रेडियन में।

यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि जड़ता की अवधारणा का कोई मतलब नहीं होगा बिना संदर्भ फ्रेम के सहारा के, याजड़त्वीय फ्रेम. एक जड़त्वीय फ्रेम वह है जिसे स्थिर माना जा सकता है ताकि फ्रेम में अन्य वस्तुओं को meaningful के लिए सार्थक मान सौंपा जा सकेवी​, ​ए​, ​आरऔर इसी तरह। यह एक ऐसा फ्रेम है जिसमें न्यूटन के नियम लागू होते हैं। एक ग्रिड समन्वय प्रणाली आमतौर पर इस फ्रेम के हिस्से पर आरोपित होती है, जो अक्सर पृथ्वी ही होती है।

जबकि पृथ्वी, सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए, अधिकांश रोजमर्रा के मानव प्रयासों के संबंध में "स्थिर" है, सावधानीपूर्वक प्रयोग दिखा सकते हैं कि किसी दिए गए प्रयोगशाला में भौतिक डेटा एकत्र किया गया है समय के साथ स्थान थोड़ा भिन्न होता है, पृथ्वी के घूमने के साथ-साथ सूर्य के चारों ओर अपनी क्रांति के कारण, मिल्की वे गैलेक्सी के माध्यम से अनुवाद गति और इसी तरह पर।

व्यक्तिगत अनुभव भी जड़ता के नियम का उल्लंघन प्रस्तुत करता प्रतीत होता है। लगभग सभी मामलों में, यह गलतफहमी अनजाने में एक संदर्भ फ्रेम को जड़त्वीय मानने से उत्पन्न होती है जब यह नहीं होता है। उदाहरण के लिए, यदि आप चलते-फिरते मीरा-गो-राउंड पर हैं, विशेष रूप से एक उच्च कोणीय वेग के साथ, तो आपको ऐसा लगता है जैसे आपको त्वरित किया जा रहा है हर समय बग़ल में, अपने शरीर की तरह महसूस करने के बजाय "चाहता है" एक सीधी रेखा में स्पर्शरेखा के किनारे पर चलते रहें मीरा-गो-राउंड।