गति प्रयोगों का दूसरा नियम

सर आइजैक न्यूटन के गति के दूसरे नियम में कहा गया है कि किसी गतिमान वस्तु द्वारा लगाया गया बल बराबर होता है इसका द्रव्यमान गुणा उस दिशा में त्वरण है जिससे इसे धक्का दिया जाता है, सूत्र F = ma के रूप में कहा जाता है। क्योंकि बल द्रव्यमान और त्वरण के समानुपाती होता है, दूसरे स्थिरांक को छोड़ते समय या तो द्रव्यमान या त्वरण को दोगुना करने से प्रभाव बल दोगुना हो जाएगा; जब स्थिर भार की वस्तु अधिक त्वरण के अधीन होती है तो प्रभाव बल बढ़ जाता है। आप इस सिद्धांत को प्रदर्शित करने वाले कई विभिन्न प्रयोगों का पता लगा सकते हैं।

एक चट्टान और कागज का एक बुना हुआ टुकड़ा लीजिए। चूँकि गुरुत्वाकर्षण का त्वरण स्थिर है, सभी वस्तुएँ अपने द्रव्यमान की परवाह किए बिना समान दर से गिरती हैं। दोनों वस्तुओं को एक साथ गिराकर और उन्हें एक ही गति से गिरते हुए देखकर इस नियम का परीक्षण करें। अब चीनी या आटे से भरी एक कटोरी चट्टान के नीचे रखें, और इसे एक निश्चित ऊंचाई से पाउडर में डाल दें। प्याले को एक तरफ रख दें, ध्यान रहे कि उसमें पाउडर खराब न हो। कागज की गेंद को समान ऊँचाई से समान पाउडर की समान मात्रा के साथ एक कटोरे में गिराएं। प्रत्येक प्रभाव द्वारा बनाए गए पाउडर में क्रेटर की तुलना करें। चूंकि त्वरण स्थिर था, चट्टान द्वारा बनाए गए गड्ढे और एक के बीच के आकार में अंतर कागज द्वारा किया गया यह दर्शाता है कि द्रव्यमान में वृद्धि सीधे प्रभाव के बल को बढ़ा देती है आटा।

एक सुराख़ को सॉफ्टबॉल में और दूसरे को चौखट के लिंटेल में पेंच करें। सॉफ्टबॉल को डोर फ्रेम से सुराखों से बंधी हुई डोरी से लटका दें ताकि वह फर्श से कुछ सेंटीमीटर ऊपर लटक जाए। सॉफ्टबॉल के आराम करने की स्थिति के नीचे सीधे स्थान को चिह्नित करें। हैंगिंग सॉफ्टबॉल को खिसकाएं और दूसरी सॉफ्टबॉल को चिह्नित स्थान पर रखें। लटकी हुई सॉफ्टबॉल को वापस खींच लें ताकि वह जमीन से तीन फीट की दूरी पर हो और इसे छोड़ दें ताकि यह झूले और सॉफ्टबॉल को फर्श पर लगे। फर्श पर सॉफ्टबॉल द्वारा तय की गई दूरी को मापें। प्रयोग को दोहराएं, फर्श पर सॉफ्टबॉल के लिए एक प्लास्टिक विफ़ल बॉल को प्रतिस्थापित करें, और मापें कि यह प्रभाव के बाद कितनी दूर तक लुढ़कता है। यह प्रयोग दर्शाता है कि जब बल को स्थिर रखा जाता है, तो कम द्रव्यमान वाली वस्तुओं में त्वरण अधिक होता है।

पतले प्लाईवुड और ईंटों के एक टुकड़े का उपयोग करके 18 इंच ऊंचे और लगभग 24 इंच लंबे एक साधारण रैंप का निर्माण करें। रैंप के शीर्ष पर एक खिलौना कार रखें। इसे छोड़ें और मापें कि यह कितनी दूर लुढ़कता है। कार में दो मेटल वाशर टेप करें, इसे रैंप से छोड़ें और मापें कि यह कितनी दूर लुढ़कता है। कार के शीर्ष पर टेप किए गए पांच वाशर के साथ प्रयोग को दोहराएं। इस प्रयोग से पता चलता है कि जैसे-जैसे गुरुत्वाकर्षण के निरंतर त्वरण के साथ द्रव्यमान बढ़ता है, कार को फर्श पर धकेलने वाला बल बढ़ता है, जिससे भारी कारें आगे की यात्रा करती हैं।

एक बच्चे का वैगन, कुछ हल्के सूती धागे या धागे, और दो या तीन छोटे स्वयंसेवक प्राप्त करें। वैगन के हैंडल के चारों ओर स्ट्रिंग बांधें और 2 या 3 फीट की स्ट्रिंग को हैंडल से लटकने के लिए छोड़ दें। एक खाली वैगन से शुरू करें। समतल, समतल जमीन पर जैसे कि फुटपाथ, और एक खड़ी शुरुआत से, स्ट्रिंग को तब तक खींचे जब तक आप एक आरामदायक चलने की गति तक नहीं पहुँच जाते। वैगन को खींचने में लगने वाले प्रयास पर ध्यान दें। इसके बाद, अपने स्वयंसेवकों में से एक को वैगन में बैठाएं और एक बार फिर से स्ट्रिंग को तब तक खींचे जब तक आप चलने की गति तक नहीं पहुंच जाते। वैगन को खींचने के लिए आवश्यक प्रयास पर ध्यान दें। स्ट्रिंग टूटने से पहले केवल थोड़ी मात्रा में बल ले सकती है; आपके वैगन में जितने अधिक सवार होंगे, आपको इसे खींचने के लिए उतना ही अधिक बल की आवश्यकता होगी, जब तक कि आप स्ट्रिंग के ब्रेकिंग पॉइंट को पार नहीं कर लेते। इस प्रयोग के साथ, आपका त्वरण लगभग हर बार समान होता है, हालांकि आपको प्रत्येक नए यात्री के अतिरिक्त द्रव्यमान के कारण अधिक बल के साथ खींचने की आवश्यकता होती है। तार टूटने से पहले आप कितने यात्रियों को खींच सकते हैं?

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