वेग में परिवर्तन का कारण क्या हो सकता है?

सर आइजैक न्यूटन के गति के तीन नियमों में से पहला, जो शास्त्रीय यांत्रिकी का आधार है, कहता है कि एक स्थिर अवस्था में या एकसमान गति की अवस्था में वस्तु बाह्य के अभाव में अनिश्चित काल तक बनी रहेगी बल। दूसरे शब्दों में, एक बल वह है जो वेग, या त्वरण में परिवर्तन का कारण बनता है। किसी दिए गए बल द्वारा किसी वस्तु पर उत्पन्न त्वरण की मात्रा वस्तु के द्रव्यमान से निर्धारित होती है।

जब भौतिक विज्ञानी किसी वस्तु के वेग के बारे में बात करते हैं, तो वे न केवल वस्तु की गति के बारे में बात कर रहे होते हैं, बल्कि उस दिशा के बारे में भी बात करते हैं जिसमें वह गति कर रहा है। इसी तरह, बल का एक दिशात्मक घटक के साथ-साथ एक मात्रात्मक भी होता है - एक बल जो सीधे विरोध करता है किसी वस्तु के वेग का वस्तु पर समकोण पर कार्य करने वाले बल की तुलना में वस्तु पर भिन्न प्रभाव पड़ता है गति। गणितीय शब्दों में, बल, वेग और त्वरण - जो वेग के परिवर्तन की दर है एक बल द्वारा निर्मित -- "वेक्टर" मात्राएँ हैं, जो एक ऐसा शब्द है जो उनकी दिशात्मकता को दर्शाता है घटक।

यह समझने का सबसे आसान तरीका है कि कोई बल किसी वस्तु के वेग को कैसे बदलता है, यह कल्पना करना है कि बल उसी दिशा में कार्य कर रहा है जिस दिशा में वेग है। उदाहरण के लिए, एक हवाई जहाज पर जेट इंजन एक बल प्रदान करते हैं जो हवाई जहाज की गति की दिशा में कार्य करता है, इसे सकारात्मक त्वरण देता है और इसे तेजी से आगे बढ़ाता है। दूसरी ओर, वायु घर्षण सीधे हवाई जहाज की गति का विरोध करता है और इसे धीमा कर देता है; अगर इंजन काम करना बंद कर दें, तो हवाई जहाज आसमान से गिर जाएगा। लेकिन जब इंजन का बल और वायुगतिकीय रूप से डिज़ाइन किए गए पंखों पर वायु दाब का ऊपर की ओर जोर बल को संतुलित करता है घर्षण और गुरुत्वाकर्षण सहित अन्य घटती ताकतों के कारण, हवाई जहाज अपने गंतव्य की ओर निरंतर वेग से उड़ता है।

पृथ्वी पर सूर्य का गुरुत्वाकर्षण आकर्षण एक महत्वपूर्ण दिशात्मक घटक वाले बल का एक उदाहरण है। क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल पृथ्वी की गति के समकोण पर कार्य करता है, यह उस गति को नहीं बदलता है जिस पर ग्रह यात्रा करता है, लेकिन यह लगातार दिशा बदलता रहता है। नतीजतन, पृथ्वी लगभग एक गोलाकार कक्षा में घूमती है। पृथ्वी की गति अपेक्षाकृत स्थिर हो सकती है, लेकिन गुरुत्वाकर्षण के बल के परिणामस्वरूप इसका वेग हमेशा बदलता रहता है जो इसे हमेशा सूर्य की ओर खींच रहा है। वही गुरुत्वाकर्षण बल उपग्रहों को पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में रखता है।

किसी वस्तु पर लगाए गए बल (F) और उसके त्वरण (a) के बीच गणितीय संबंध F = m•a है, जहां "m" वस्तु का द्रव्यमान है। मीट्रिक प्रणाली में बल की इकाई न्यूटन है, जिसका नाम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी आइजैक न्यूटन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने संबंध तैयार किया था। वास्तविक दुनिया में, आमतौर पर एक शरीर पर अभिनय करने वाली कई ताकतें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक दिशात्मक घटक होता है। ये बल यांत्रिक, गुरुत्वाकर्षण, विद्युत या चुंबकीय प्रकृति के हो सकते हैं। वस्तु की गति की भविष्यवाणी करने के लिए, अक्सर एक फ्री-बॉडी आरेख खींचना उपयोगी होता है, जो इन बलों का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व है जो प्रत्येक के परिमाण और दिशा को दर्शाता है।