बल द्रव्यमान और त्वरण के बीच क्या संबंध है?

1600 के दशक के उत्तरार्ध में, सर आइजैक न्यूटन ने "प्रिंसिपिया मैथमैटिका" प्रकाशित किया, जो एक ऐसी पुस्तक थी जो गणित और भौतिकी की दुनिया को जोड़ती थी। अन्य महत्वपूर्ण विचारों में, उन्होंने गति के दूसरे नियम का वर्णन किया - वह बल द्रव्यमान त्वरण या f = ma के बराबर है। यद्यपि यह पहली नज़र में सरल लगता है, कानून के कई महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं, जिसमें यह भी शामिल है कि वस्तुएं पृथ्वी पर और अंतरिक्ष में कैसे चलती हैं। इस तरह के मौलिक कानूनों ने वैज्ञानिकों को प्रकृति की सटीक जांच करने और इंजीनियरों को काम करने वाली मशीनों का निर्माण करने की अनुमति दी है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

बल द्रव्यमान त्वरण के बराबर होता है या f = ma।

बल एक भौतिक मात्रा है जिसका आप दैनिक जीवन में व्यवहार करते हैं। दरवाज़ा खोलने, बच्चे को उठाने या अंडे को फोड़ने में बल लगता है। यह एक वस्तु द्वारा दूसरी वस्तु पर लगाया गया खिंचाव या धक्का है; वस्तुएं प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों से लेकर ग्रहों और आकाशगंगाओं तक कुछ भी हो सकती हैं। खींच या धक्का सीधे संपर्क से या गुरुत्वाकर्षण, बिजली और चुंबकत्व के मामले में, दूर से आ सकता है। वैज्ञानिक न्यूटन नामक इकाइयों में बल को मापते हैं, जहां एक न्यूटन 1 किलोग्राम द्रव्यमान एक मीटर प्रति सेकंड वर्ग में तेजी लाने के लिए आवश्यक बल है।

जब एक हॉकी पक बर्फ के पार फिसलती है, तो वह काफी स्थिर गति से ऐसा करती है जब तक कि वह गोल या खिलाड़ी की छड़ी से न टकरा जाए। हालांकि यह चल रहा है, यह तेज नहीं हो रहा है। गति में परिवर्तन से ही त्वरण आता है। जब कोई वस्तु गति प्राप्त करती है, तो उसका त्वरण धनात्मक होता है; जब गति खो जाती है, त्वरण ऋणात्मक होता है। आप गति को समय से विभाजित दूरी की इकाइयों में मापते हैं, जैसे कि मील प्रति घंटा या मीटर प्रति सेकंड। त्वरण गति में परिवर्तन को गति बदलने में लगने वाले समय से विभाजित है, इसलिए यह मीटर प्रति सेकंड प्रति सेकंड या मीटर प्रति सेकंड वर्ग है।

किसी वस्तु का द्रव्यमान इस बात का माप है कि उसमें कितना पदार्थ है। रबर की गेंद का द्रव्यमान समान आकार की सीसे की गेंद से कम होता है क्योंकि इसमें पदार्थ कम होता है, परमाणु कम होते हैं और परमाणु बनाने वाले प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन कम होते हैं। मास इसे धक्का देने या खींचने के प्रयास का भी विरोध करता है; एक पिंग-पोंग बॉल को उठाना और टॉस करना आसान है; एक कचरा ट्रक नहीं है। ट्रक पिंग-पोंग बॉल से कई हज़ार गुना अधिक विशाल है। द्रव्यमान के लिए मानक इकाई किलोग्राम है, लगभग 2.2 पाउंड।

द्रव्यमान एक साधारण प्रकार की मात्रा है। आपके पास बड़े द्रव्यमान, छोटे द्रव्यमान और बीच में द्रव्यमान हो सकते हैं। यह इसके बारे में। वैज्ञानिक साधारण राशियों को अदिश कहते हैं क्योंकि एक संख्या इसका वर्णन करेगी। बल और त्वरण, हालांकि, अधिक जटिल हैं। उनके पास आकार और दिशा दोनों हैं। एक टीवी मौसम भविष्यवक्ता, उदाहरण के लिए, पश्चिम से 20 मील प्रति घंटे की रफ्तार से आने वाली हवा के बारे में बात करता है। यह हवा का वेग (गति) वेक्टर है। बल या त्वरण का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए, आपको राशि और दिशा दोनों की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक बर्फीले दिन में, आप 50 न्यूटन के बल के साथ एक बच्चे की स्लेज को आगे की दिशा में खींचते हैं, और यह उसी दिशा में 0.5 मीटर प्रति सेकंड वर्ग की गति से गति करता है।

न्यूटन का गति का दूसरा नियम काफी सरल लगता है: एक निश्चित द्रव्यमान की वस्तु पर धक्का दें, और यह बल और द्रव्यमान की मात्रा के आधार पर तेज हो जाता है। बड़े द्रव्यमान के साथ एक छोटा बल धीमा त्वरण देता है, और एक छोटे द्रव्यमान के साथ एक बड़ा बल तेजी से त्वरण देता है। क्या होता है जब कोई बल नहीं होता है? किसी भी द्रव्यमान पर शून्य का बल शून्य त्वरण देता है। यदि वस्तु स्थिर रहती है, तो वह स्थिर रहती है; यदि यह गतिमान है, तो यह उसी गति और दिशा में आगे बढ़ता रहता है। ध्यान रखें कि एक ही समय में कई बल शामिल हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप एक बोल्डर के चारों ओर एक रस्सी बांधते हैं और अपनी पूरी ताकत से खींचते हैं। बल और द्रव्यमान हैं, लेकिन बोल्डर हिलता नहीं है, इसलिए त्वरण शून्य है। बोल्डर और जमीन के बीच घर्षण बल आपके खिंचाव के बल को रद्द कर देता है। बोल्डर को स्थानांतरित करने के लिए आपको बहुत अधिक बल की आवश्यकता होती है, जैसे ट्रैक्टर से।