निःसंदेह आपने "बल" शब्द को हर तरह से इस्तेमाल किया होगा, उनमें से ज्यादातर या तो गलत परिभाषित हैं ("बल क्षेत्र," "चुंबकीय क्षेत्र का बल") या भौतिक विज्ञान से असंबंधित ("बल खेल," "लड़ाई बल।")
भौतिकी में एक बल कुछ भी है जो द्रव्यमान के साथ किसी चीज को गति देने का कार्य करता है। अन्य मात्राओं से बल से संबंधित कई समीकरण हैं, जैसे कार्य, दबाव और ऊर्जा, लेकिन सबसे बुनियादी हैएफ = मा, जो बताता है कि एक मासमत्वरण का अनुभव करता हैएजब एक शुद्ध बल के अधीन होएफ, एक निर्दिष्ट दिशा में एक निर्दिष्ट परिमाण के साथ अभिनय।
क्योंकि दुनिया भर में इंजीनियरिंग और अन्य उद्योगों में बलों के विशिष्ट मूल्यों को जानना आवश्यक है, बल को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए उपकरण प्राप्त करना आसान है।
बल की इकाइयाँ
बल की SI (मीट्रिक) इकाई न्यूटन (N) है, जबकि द्रव्यमान और त्वरण की SI इकाइयाँ किलोग्राम (किलो) और मीटर प्रति सेकंड वर्ग (m/s) हैं2). इस प्रकार एन एक व्युत्पन्न इकाई है, और यह किलो मीटर / एस. में अनुवाद करता है2.
चूँकि कोई भी गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र सभी द्रव्यमानों को अपनी पहुँच में गति प्रदान करता है, परिणाम वही होता है जिसे मनुष्य दैनिक शब्दों में भार कहते हैं। इस प्रकार एक घरेलू या स्वास्थ्य-क्लब पैमाना एक प्रकार का बल मीटर है, क्योंकि जबकि यह
प्रदर्शित करता हैआपका द्रव्यमान किलोग्राम में (या पाउंड में आपका समकक्ष वजन) यह वास्तव मेंउपायोंगुरुत्वाकर्षण के परिणामस्वरूप आपका वजन, पृथ्वी पर 9.81 m/s. के बराबर2.हुक का नियम
आपके द्वारा सामना किए जाने वाले अधिकांश बल मीटर हुक के नियम नामक सिद्धांत का लाभ उठाते हैं, जिसका नाम रॉबर्ट हुक के नाम पर रखा गया है, जिसका काम 1600 के दशक में तेजी से वैज्ञानिक के इस समय के दौरान भौतिकी, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान और लगभग सभी अन्य क्षेत्रों में जांच की गई प्रगति।
कानून कहता है कि एक लोचदार सामग्री (जैसे एक वसंत) को फैलाने के लिए आवश्यक बल एक निश्चित दूरी है जो वसंत को उसके संतुलन बिंदु से खींची गई दूरी के समानुपाती है:
ऋणात्मक चिन्ह का तात्पर्य है कि बलका विरोध करता हैखिंचाव, परिमाण में बराबर लेकिन दूरी में ठीक विपरीत।
बल मीटर के अलावा हुक के नियम के अनुप्रयोग
हुक का नियम इंजीनियरिंग और निर्माण के हर क्षेत्र में लागू किया गया है जिसे आप नाम या कल्पना भी कर सकते हैं। घड़ी बनाने के शुरुआती दिनों में, सटीक कार्य सुनिश्चित करने के लिए स्प्रिंग्स आवश्यक थे, क्योंकि 17 वीं और 18 वीं शताब्दी में टाइमकीपिंग अभी तक जीपीएस सिंक्रोनाइज़ेशन का मामला नहीं था।
दुनिया में मैनोमीटर (दबाव गेज), उपकरण बनाने में हुक का नियम लागू किया गया है ध्वनिकी और भूकंपीयता, और, जैसे-जैसे २१वीं सदी आगे बढ़ रही है, नैनो-प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों में भी। लेकिन एक साधारण बल मीटर में इसकी उपयोगिता शायद आज भी इसे समझाने का सबसे आसान तरीका है।
फोर्स मीटर: द स्प्रिंग मीटर
हुक के नियम को एक क्षैतिज सतह पर एक स्प्रिंग पर लागू किया जा सकता है, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण द्वारा वस्तु पर लगाया गया बल सतह के ऊपर की ओर बल (सामान्य बल) द्वारा संतुलित होता है। यदि स्प्रिंग 1.5 मीटर को फैलाने के लिए आवश्यक बल 300 N है, तो आप गणना कर सकते हैंकहुक के नियम में,वसंत निरंतर:
F=-kx\अर्थात् 300\text{ N}=k (1.5\text{m})\का अर्थ है k = 200\text{N/m}
एबल मीटरइसके बजाय एक ऊर्ध्वाधर निर्माण होता है, और इसमें एक वसंत होता है जिसे कैलिब्रेट किया जाता है कि एक द्रव्यमान के अधीन होता है पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण वसंत को उसकी विश्राम (संतुलन) स्थिति से नीचे की ओर एक ज्ञात, स्थिर द्वारा ले जाएगा रकम। इस प्रकार 10 किग्रा के द्रव्यमान का वजन (1 किग्रा) (9.81 मी/से .) माना जाता है2) = 98.1 N, और बल मीटर को इस सिद्धांत के अनुसार लेबल किया जा सकता है।
ध्यान दें कि एक स्प्रिंग या किसी लोचदार वस्तु को पहले से खींची गई दूरी से दुगना खींचने के लिए, हुक के नियम के अनुसार दो बार बल लगाना चाहिए और इसी तरह आगे भी। वास्तव में, कोई भी सामग्री पूरी तरह से लोचदार नहीं होती है, और सभी स्प्रिंग्स टूट जाते हैं, या तो "पहनने" से या पर्याप्त तनाव या तनाव के तहत दर्दनाक रूप से टूट जाते हैं।