प्रकृति में बल। गुरुत्वाकर्षण बल - ज्ञान हाइपरमार्केट

बलों की विविधता के बावजूद, केवल चार प्रकार की बातचीत होती है: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत और कमजोर।

गुरुत्वाकर्षण बलब्रह्मांडीय पैमाने पर दिखाई देता है। गुरुत्वाकर्षण बलों की अभिव्यक्तियों में से एक पिंडों का मुक्त पतन है। पृथ्वी सभी पिंडों को समान त्वरण प्रदान करती है, जिसे मुक्त पतन त्वरण g कहते हैं। यह भौगोलिक अक्षांश के साथ थोड़ा भिन्न होता है। मास्को के अक्षांश पर, यह 9.8 मीटर / सेकंड 2 के बराबर है।

विद्युत चुम्बकीय बल उन कणों के बीच कार्य करते हैं जिनमें विद्युत आवेश होते हैं। परमाणु नाभिक के अंदर और परमाणु परिवर्तनों में मजबूत और कमजोर बातचीत प्रकट होती है।

द्रव्यमान वाले सभी पिंडों के बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क मौजूद है। कानून गुरुत्वाकर्षण, न्यूटन द्वारा खोजा गया, पढ़ता है:

दो पिंडों का परस्पर आकर्षण बल, जिसे भौतिक बिंदुओं के रूप में लिया जा सकता है, उनके द्रव्यमान के उत्पाद के सीधे आनुपातिक और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है:

आनुपातिकता कारक परगुरुत्वाकर्षण स्थिरांक कहा जाता है। यह 6.67 10 -11 एनएम 2 / किग्रा 2 के बराबर है।

यदि केवल पृथ्वी से गुरुत्वाकर्षण बल शरीर पर कार्य करता है, तो यह mg के बराबर होता है। यह गुरुत्वाकर्षण G का बल है (पृथ्वी के घूर्णन को ध्यान में रखे बिना)। गुरुत्वाकर्षण बल पृथ्वी पर सभी पिंडों पर कार्य करता है, चाहे उनकी गति कुछ भी हो।

जब कोई पिंड मुक्त रूप से गिरने के त्वरण के साथ गति करता है (या नीचे की ओर निर्देशित निम्न त्वरण के साथ भी), तो पूर्ण या आंशिक भारहीनता की घटना देखी जाती है।

पूर्ण भारहीनता - स्टैंड या निलंबन पर कोई दबाव नहीं। भार - एक क्षैतिज समर्थन पर किसी पिंड का दबाव या उससे लटके हुए शरीर के किनारे से एक धागे का तनाव बल, जो इस पिंड के पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के संबंध में उत्पन्न होता है।

निकायों के बीच आकर्षण बल अविनाशी हैं, जबकि शरीर का वजन गायब हो सकता है। तो, एक उपग्रह में जो पहले से चलता है अंतरिक्ष गतिपृथ्वी के चारों ओर उसी प्रकार कोई भार नहीं है जैसे त्वरण g के साथ गिरने वाले लिफ्ट में होता है।

विद्युत चुम्बकीय बलों का एक उदाहरण घर्षण और लोच की ताकतें हैं। फिसलने वाले घर्षण बल और लुढ़कने वाले घर्षण बल में अंतर स्पष्ट कीजिए। फिसलने वाला घर्षण बल, लुढ़कने वाले घर्षण बल की तुलना में बहुत अधिक होता है।

घर्षण बल एक निश्चित अंतराल में लगाए गए बल पर निर्भर करता है, जो एक पिंड को दूसरे के सापेक्ष गतिमान करता है। अलग-अलग परिमाण का बल लगाने से हम देखेंगे कि छोटे बल शरीर को गति नहीं दे सकते। इस मामले में, एक क्षतिपूर्ति स्थैतिक घर्षण बल उत्पन्न होता है।

>>भौतिकी: प्रकृति में बल। गुरुत्वाकर्षण बल

आइए सबसे पहले यह पता करें कि प्रकृति में कई प्रकार के बल हैं या नहीं।
पहली नज़र में, ऐसा लगता है कि हमने एक भारी और अघुलनशील कार्य किया है: पृथ्वी पर और उसके बाहर अनंत संख्या में पिंड हैं। वे अलग तरह से बातचीत करते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक पत्थर पृथ्वी पर गिरता है; एक इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव एक ट्रेन खींचता है; फुटबॉल खिलाड़ी का पैर गेंद से टकराता है; फर पर पहनी जाने वाली एक एबोनाइट छड़ी कागज के हल्के टुकड़ों को आकर्षित करती है, एक चुंबक लोहे के बुरादे को आकर्षित करता है; करंट वाला कंडक्टर कंपास सुई को घुमाता है; चंद्रमा और पृथ्वी परस्पर क्रिया करते हैं, और साथ में वे सूर्य के साथ परस्पर क्रिया करते हैं; तारे और तारा प्रणालियाँ परस्पर क्रिया करती हैं, इत्यादि। ऐसे उदाहरणों का कोई अंत नहीं है। ऐसा लगता है कि प्रकृति में अनंत संख्या में अंतःक्रियाएं (बल) हैं? यह पता चला है नहीं!
चार प्रकार के बल।ब्रह्मांड के असीम विस्तार में, हमारे ग्रह पर, किसी भी पदार्थ में, जीवित जीवों में, परमाणुओं में, परमाणु नाभिक में और प्राथमिक कणों की दुनिया में, हम केवल चार प्रकार के बलों की अभिव्यक्ति के साथ मिलते हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत (परमाणु) और कमजोर।
गुरुत्वाकर्षण बल, या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल, सभी निकायों के बीच कार्य करते हैं - सभी निकाय एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। लेकिन यह आकर्षण आमतौर पर तभी आवश्यक होता है जब परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों में से कम से कम एक पृथ्वी या चंद्रमा जितना बड़ा हो। अन्यथा, ये बल इतने छोटे हैं कि इनकी उपेक्षा की जा सकती है।
विद्युत चुम्बकीय बलविद्युत आवेश वाले कणों के बीच कार्य करते हैं। उनकी गतिविधियों का दायरा विशेष रूप से व्यापक और विविध है। परमाणुओं में, अणु, ठोस, तरल और गैसीय पिंड, जीवित जीव, विद्युत चुम्बकीय बल मुख्य हैं। परमाणुओं में उनकी भूमिका महान है।
दायरा परमाणु बलबहुत सीमित। वे केवल परमाणु नाभिक के अंदर (यानी, 10 -13 सेमी के क्रम की दूरी पर) ध्यान देने योग्य हैं। पहले से ही 10 -11 सेमी (परमाणु के आकार से एक हजार गुना छोटा - 10 -8 सेमी) के क्रम के कणों के बीच की दूरी पर, वे बिल्कुल भी दिखाई नहीं देते हैं।
कमजोर बातचीत 10 -15 सेमी के क्रम में खुद को और भी कम दूरी पर प्रकट करते हैं। वे प्राथमिक कणों के पारस्परिक परिवर्तन का कारण बनते हैं, नाभिक के रेडियोधर्मी क्षय और थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रियाओं का निर्धारण करते हैं।
परमाणु बल प्रकृति में सबसे शक्तिशाली हैं। यदि परमाणु बलों की तीव्रता को एकता के रूप में लिया जाता है, तो विद्युत चुम्बकीय बलों की तीव्रता 10 -2, गुरुत्वाकर्षण - 10 -40, कमजोर अंतःक्रियाएं - 10 -16 होगी।
मजबूत (परमाणु) और कमजोर अंतःक्रियाएं इतनी छोटी दूरी पर प्रकट होती हैं जब न्यूटनियन यांत्रिकी के नियम और उनके साथ यांत्रिक बल की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है।
यांत्रिकी में, हम केवल गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं पर विचार करेंगे।
यांत्रिकी में बल।यांत्रिकी में, वे आमतौर पर तीन प्रकार के बलों से निपटते हैं - गुरुत्वाकर्षण बल, लोचदार बल और घर्षण बल।
लोच और घर्षण बल विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के होते हैं। हम यहां इन बलों की उत्पत्ति की व्याख्या नहीं करेंगे, प्रयोगों की सहायता से यह पता लगाना संभव होगा कि ये बल किन परिस्थितियों में उत्पन्न होते हैं, और उन्हें मात्रात्मक रूप से व्यक्त करना संभव होगा।
प्रकृति में चार प्रकार की बातचीत होती है। यांत्रिकी में, गुरुत्वाकर्षण बल और दो प्रकार के विद्युत चुम्बकीय बलों का अध्ययन किया जाता है - लोचदार बल और घर्षण बल।

जी.वाई.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी ग्रेड 10

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| पता करें कि प्रकृति में कई प्रकार के बल हैं या नहीं।

पहली नज़र में, ऐसा लगता है कि हमने एक भारी और अघुलनशील कार्य किया है: पृथ्वी पर और उसके बाहर अनंत संख्या में पिंड हैं। वे अलग तरह से बातचीत करते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक पत्थर पृथ्वी पर गिरता है; एक इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव एक ट्रेन खींचता है; फुटबॉल खिलाड़ी का पैर गेंद से टकराता है; फर पर पहनी जाने वाली इबोनाइट छड़ी कागज के हल्के टुकड़ों को आकर्षित करती है (चित्र 3.1, ए); चुंबक लोहे के बुरादे को आकर्षित करता है (चित्र। 3.1, बी)", वर्तमान के साथ कंडक्टर कम्पास सुई को घुमाता है (चित्र। 3.1, सी); चंद्रमा और पृथ्वी परस्पर क्रिया करते हैं, और साथ में वे सूर्य के साथ बातचीत करते हैं; तारे और तारा प्रणाली परस्पर क्रिया करते हैं , आदि ... आदि। ऐसे उदाहरणों का कोई अंत नहीं है। ऐसा लगता है कि प्रकृति में अनंत संख्या में परस्पर क्रिया (बल) हैं!ऐसा नहीं होता है!
चार प्रकार के बल
ब्रह्मांड के असीम विस्तार में, हमारे ग्रह पर, किसी भी पदार्थ में, जीवित जीवों में, परमाणुओं में, परमाणु नाभिक में और प्राथमिक कणों की दुनिया में, हम केवल चार प्रकार के बलों की अभिव्यक्ति के साथ मिलते हैं: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत (परमाणु) और कमजोर।
गुरुत्वाकर्षण बल, या सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण बल, सभी निकायों के बीच कार्य करते हैं - सभी निकाय एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं। लेकिन यह आकर्षण तभी महत्वपूर्ण होता है जब परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों में से कम से कम एक पृथ्वी या चंद्रमा जितना बड़ा हो। अन्यथा, ये बल इतने छोटे हैं कि इनकी उपेक्षा की जा सकती है।
विद्युत चुम्बकीय बल उन कणों के बीच कार्य करते हैं जिनमें विद्युत आवेश होते हैं। उनकी गतिविधियों का दायरा विशेष रूप से व्यापक और विविध है। परमाणुओं में, अणु, ठोस, तरल और गैसीय पिंड, जीवित जीव, विद्युत चुम्बकीय बल मुख्य हैं। परमाणु नाभिक में उनकी भूमिका महान है।
परमाणु बलों का दायरा बहुत सीमित है। उनका केवल परमाणु नाभिक के अंदर (यानी, 10 ~ 12 सेमी के क्रम की दूरी पर) एक सराहनीय प्रभाव पड़ता है। पहले से ही 10-11 सेमी (परमाणु के आकार से एक हजार गुना छोटा - 10 ~ 8 सेमी) के क्रम के कणों के बीच की दूरी पर, वे बिल्कुल भी दिखाई नहीं देते हैं।
कम दूरी पर भी कमजोर अंतःक्रियाएं दिखाई देती हैं। वे प्राथमिक कणों के एक दूसरे में परिवर्तन का कारण बनते हैं।
परमाणु बल प्रकृति में सबसे शक्तिशाली हैं। यदि परमाणु बलों की तीव्रता को एकता के रूप में लिया जाता है, तो विद्युत चुम्बकीय बलों की तीव्रता 10 ~ 2 होगी, गुरुत्वाकर्षण बल - 10 40, कमजोर बातचीत - 10 ~ 16।
यह कहा जाना चाहिए कि न्यूटनियन यांत्रिकी के अर्थ में केवल गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय बातचीत को बल माना जा सकता है। मजबूत (परमाणु) और कमजोर अंतःक्रियाएं इतनी छोटी दूरी पर प्रकट होती हैं जब न्यूटनियन यांत्रिकी के नियम और उनके साथ यांत्रिक बल की अवधारणा अपना अर्थ खो देती है। यदि इन मामलों में "बल" शब्द का भी उपयोग किया जाता है, तो यह केवल "इंटरैक्शन" शब्द के पर्याय के रूप में है।
यांत्रिकी में बल
यांत्रिकी में, आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण बलों, लोचदार बलों और घर्षण बलों से संबंधित होता है।
हम यहां लोचदार बल और घर्षण बल की विद्युत चुम्बकीय प्रकृति पर विचार नहीं करेंगे। प्रयोगों की सहायता से यह पता लगाना संभव है कि ये बल किन परिस्थितियों में उत्पन्न होते हैं और उन्हें मात्रात्मक रूप से व्यक्त किया जा सकता है।
प्रकृति में चार प्रकार के बल होते हैं। यांत्रिकी में, गुरुत्वाकर्षण बल और दो प्रकार के विद्युत चुम्बकीय बलों का अध्ययन किया जाता है - लोचदार बल और घर्षण बल।

विषय पर अधिक 3.1. प्रकृति में बल:

  1. विज्ञान और प्रौद्योगिकी ने मनुष्य के हित में प्रकृति के धन और शक्तियों का उपयोग करना संभव बना दिया है।
  2. §3.12. गुरुत्वाकर्षण और लोचदार बल की कार्रवाई के तहत निकायों का विरूपण
  3. विरोधाभास का समाधान: श्रम शक्ति की खरीद और बिक्री। श्रम बाजार
  4. मानव मन की प्रकृति पर "द्वितीय प्रतिबिंब" के खिलाफ और शरीर की प्रकृति की तुलना में इस प्रकृति को जानना हमारे लिए आसान है संदेह I
  5. दो शक्तियाँ हैं - दो घातक शक्तियाँ, हमारा सारा जीवन हम हाथ में हैं, लोरी के दिनों से लेकर कब्र तक, - एक मृत्यु है, दूसरी है मानव न्याय। एफ.आई. टुटेचेव

सभी ज्ञात अंतःक्रियाएं और, तदनुसार, प्रकृति में बलों को निम्नलिखित चार प्रकारों में घटाया जाता है: गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय, मजबूत, कमजोर।

गुरुत्वाकर्षण संपर्कब्रह्मांड में सभी निकायों की विशेषता, प्रकृति में सभी निकायों के आपसी आकर्षण के रूप में प्रकट होती है, चाहे जिस वातावरण में वे स्थित हों, सामान्य ऊर्जा पर प्राथमिक कणों के सूक्ष्म जगत में भूमिका नहीं निभाते हैं। एक प्रमुख उदाहरणपृथ्वी का आकर्षण है। यह बातचीत के अधीन है गुरूत्वाकर्षन का नियम : m 1 और m 2 द्रव्यमान वाले दो भौतिक बिंदुओं के बीच परस्पर क्रिया का बल इन द्रव्यमानों के उत्पाद के सीधे आनुपातिक और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। गणितीय रूप से, इस कानून का रूप है:

कहाँ पे जी\u003d 6.67 10 -11 एन एम 2 / किग्रा 2 - गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, जो द्रव्यमान के साथ दो समान निकायों के बीच आकर्षण बल को निर्धारित करता है एम 1 = एम 2 = 1 किलो दूरी आर= 1 मी.

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरैक्शन - इंटरैक्शन स्थिर और गतिमान विद्युत आवेशों के बीच। यह अंतःक्रिया, विशेष रूप से, अंतर-आणविक और अंतर-परमाणु संपर्क की ताकतों को निर्धारित करती है।

दो बिंदु स्थिर आवेशों के बीच परस्पर क्रिया क्यू 1 तथा क्यू 2 कूलम्ब के नियम का पालन करता है:

,

कहाँ पे \u003d 9 10 9 एन एम 2 / केएल 2 - आनुपातिकता का गुणांक।

यदि कोई आवेश चुंबकीय क्षेत्र में गति करता है, तो लोरेंत्ज़ बल उस पर कार्य करता है:

वीचार्ज दर है, वी चुंबकीय प्रेरण वेक्टर है।

सीसिल्टीपरस्पर क्रियाएक परमाणु के नाभिक में न्यूक्लियंस के बंधन को सुनिश्चित करता है। कमज़ोर प्राथमिक कणों के अधिकांश क्षय के साथ-साथ पदार्थ के साथ न्यूट्रिनो के संपर्क की प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार है।

शास्त्रीय यांत्रिकी में, हम गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय बलों से निपट रहे हैं, जिससे आकर्षक बल, लोचदार बल, घर्षण बल और अन्य दिखाई देते हैं।

गुरुत्वाकर्षणपृथ्वी के साथ शरीर की बातचीत की विशेषता है।

पृथ्वी के पास, सभी पिंड लगभग समान त्वरण से गिरते हैं। जी 9.8 मी/से 2, जिसे कहा जाता है मुक्त गिरावट त्वरण. यह इस प्रकार है कि पृथ्वी के पास, प्रत्येक पिंड गुरुत्वाकर्षण से प्रभावित होता है, जो पृथ्वी के केंद्र की ओर निर्देशित होता है और शरीर के द्रव्यमान और मुक्त गिरने के त्वरण के उत्पाद के बराबर होता है।

पृथ्वी की सतह के पास, क्षेत्र एक समान है ( जी= स्थिरांक) की तुलना
साथ
, हमें वह मिलता है
.

समर्थन प्रतिक्रिया बल -ताकत जिससे सहारा शरीर पर कार्य करता है। यह शरीर से जुड़ा होता है और संपर्क सतह के लंबवत होता है। यदि शरीर एक क्षैतिज सतह पर स्थित है, तो समर्थन प्रतिक्रिया बल संख्यात्मक रूप से गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर है। आइए 2 मामलों पर विचार करें।

1. अंजीर पर विचार करें।

शरीर को आराम करने दें, फिर दो बल उस पर कार्य करते हैं। न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार

आइए हम y-अक्ष पर इन बलों के प्रक्षेपणों को खोजें और प्राप्त करें

2. अब शरीर को कोण बनाते हुए एक झुके हुए तल पर होने दें क्षितिज के साथ (अंजीर देखें।)

मामले पर विचार करें जब शरीर आराम पर है, तो शरीर पर दो बल कार्य करेंगे, गति का समीकरण पहले मामले के समान दिखता है। न्यूटन के दूसरे नियम को y-अक्ष पर प्रक्षेपण में लिखकर, हम पाते हैं कि समर्थन की प्रतिक्रिया बल संख्यात्मक रूप से इस सतह के लंबवत पर गुरुत्वाकर्षण के प्रक्षेपण के बराबर है।

शरीर का वजन -वह बल जिसके साथ कोई पिंड किसी सहारे या निलंबन पर कार्य करता है। पिंड का भार समर्थन प्रतिक्रिया बल के निरपेक्ष मान के बराबर होता है और विपरीत दिशा में निर्देशित होता है

गुरुत्वाकर्षण और वजन अक्सर भ्रमित होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक निश्चित समर्थन के मामले में, ये बल परिमाण और दिशा में समान हैं। हालांकि, हमें यह याद रखना चाहिए कि ये बल विभिन्न निकायों पर लागू होते हैं: गुरुत्वाकर्षण शरीर पर ही लागू होता है, वजन है निलंबन या समर्थन के लिए लागू। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा मिलीग्राम के बराबर होता है, भले ही शरीर आराम कर रहा हो या चल रहा हो, वजन का बल उस त्वरण पर निर्भर करता है जिसके साथ समर्थन और शरीर आगे बढ़ रहा है, और यह या तो अधिक या कम हो सकता है मिलीग्राम की तुलना में, विशेष रूप से, भारहीनता की स्थिति में, यह शून्य हो जाता है।

लोचदार बल. बाहरी ताकतों की कार्रवाई के तहत, शरीर के आकार में परिवर्तन हो सकता है - विकृति। यदि बल की समाप्ति के बाद, शरीर का आकार फिर से शुरू हो जाता है, तो विरूपण कहलाता है लोचदार. लोचदार विरूपण के लिए, हुक का नियम मान्य है:

एक्स- अक्ष के साथ शरीर का बढ़ाव एक्स, आनुपातिकता का गुणांक है, जिसे कहा जाता है गुणक लोच.

निकायों के सीधे संपर्क के साथ, लोचदार बलों के अलावा, एक अन्य प्रकार के बल, तथाकथित घर्षण बल, उत्पन्न हो सकते हैं।

घर्षण बल.

घर्षण बल दो प्रकार के होते हैं:

    स्थैतिक घर्षण बल।

    पिंडों की गति के कारण घर्षण बल।

स्थैतिक घर्षण बल- वह बल जिसके साथ एक सतह शरीर पर लगाए गए बल के विपरीत दिशा में उस पर टिकी हुई वस्तु पर कार्य करती है (अंजीर देखें।) और निरपेक्ष मूल्य में इसके बराबर

टाइप 2 घर्षण बल तब प्रकट होते हैं जब शरीर या भाग एक दूसरे के सापेक्ष गति करते हैं। संपर्क में दो पिंडों की सापेक्ष गति से उत्पन्न होने वाले घर्षण को कहते हैं बाहरी। एक ही ठोस पिंड (द्रव या गैस) के भागों के बीच घर्षण को कहते हैं आंतरिक।

फिसलने वाला घर्षण बलकिसी अन्य पिंड की सतह के साथ अपने आंदोलन की प्रक्रिया में शरीर पर कार्य करता है और इन निकायों और समर्थन प्रतिक्रिया बल एन के बीच घर्षण के गुणांक के उत्पाद के बराबर होता है और इसके सापेक्ष वेग के विपरीत दिशा में निर्देशित होता है तन

एफ = एन

घर्षण बल प्रकृति में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। हमारे दैनिक जीवन में, घर्षण अक्सर उपयोगी होता है। उदाहरण के लिए, बर्फीले परिस्थितियों में पैदल चलने वालों और वाहनों को होने वाली कठिनाइयाँ, जब सड़क की सतह और पैदल चलने वालों के तलवों या वाहनों के पहियों के बीच घर्षण काफी कम हो जाता है। यदि कोई घर्षण बल नहीं थे, तो फर्नीचर को फर्श पर बांधना होगा, जैसे कि रोल के दौरान जहाज पर, क्योंकि थोड़ी सी गैर-क्षैतिज मंजिल पर यह ढलान की दिशा में स्लाइड करेगा।

संवेग के संरक्षण का नियम

निकायों की एक बंद (पृथक) प्रणाली एक ऐसी प्रणाली है जिसके शरीर बाहरी निकायों के साथ बातचीत नहीं करते हैं या बाहरी ताकतों के परिणामस्वरूप शून्य के बराबर।

यदि बाह्य बल भौतिक बिंदुओं के निकाय पर कार्य नहीं करते हैं, अर्थात निकाय पृथक है ( बंद किया हुआ ), यह (3.12) से अनुसरण करता है कि

,

(3.13)

हमें शास्त्रीय भौतिकी का मौलिक नियम प्राप्त हुआ है - संवेग के संरक्षण का नियम:एक पृथक (बंद) प्रणाली में, कुल गति स्थिर रहती है। संवेग के संरक्षण के नियम को पूरा करने के लिए, यह पर्याप्त है कि सिस्टम बंद हो।

संवेग के संरक्षण का नियम प्रकृति का एक मौलिक नियम है जो कोई अपवाद नहीं जानता।

गैर-सापेक्ष मामले में, कोई इस धारणा का परिचय दे सकता है भौतिक बिंदुओं की एक प्रणाली के द्रव्यमान का केंद्र (जड़ता का केंद्र), जिसे एक काल्पनिक बिंदु के रूप में समझा जाता है, जिसकी त्रिज्या सदिश है , सूत्र के अनुसार भौतिक बिंदुओं के सदिशों की त्रिज्या के रूप में व्यक्त किया जाता है:

(3.14)

आइए हम संबंध के समय व्युत्पन्न (3.14) को लेकर दिए गए संदर्भ फ्रेम में द्रव्यमान के केंद्र का वेग ज्ञात करें

. (3.14)

निकाय का संवेग निकाय के द्रव्यमान और उसके जड़त्व केंद्र के वेग के गुणनफल के बराबर होता है।


. (3.15)

द्रव्यमान के केंद्र की अवधारणा हमें समीकरण देने की अनुमति देती है
दूसरा रूप, जो अक्सर अधिक सुविधाजनक होता है। ऐसा करने के लिए, यह ध्यान में रखना पर्याप्त है कि सिस्टम का द्रव्यमान एक स्थिर मूल्य है। फिर

(3.16)

कहाँ पे प्रणाली पर कार्य करने वाली सभी बाहरी शक्तियों का योग है। समीकरण (3.16) निकाय के जड़त्व केंद्र की गति का समीकरण है। द्रव्यमान के केंद्र की गति पर प्रमेयपढ़ता है: द्रव्यमान का केंद्र एक भौतिक बिंदु के रूप में चलता है, जिसका द्रव्यमान पूरे सिस्टम के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है, और अभिनय बल सिस्टम पर कार्य करने वाले सभी बाहरी बलों का ज्यामितीय योग होता है।.

अगर सिस्टम बंद है, तो
. इस स्थिति में, समीकरण (3.16) बन जाता है
, जिसका अर्थ है वी = स्थिरांक। एक बंद प्रणाली के द्रव्यमान का केंद्र एक सीधी रेखा में और समान रूप से चलता है।

गति में परिवर्तन का कारण: पिंडों में त्वरण का दिखना एक बल है। बल तब उत्पन्न होते हैं जब शरीर एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। लेकिन किस प्रकार के इंटरैक्शन मौजूद हैं और उनमें से कितने हैं?

पहली नज़र में ऐसा लग सकता है कि विभिन्न प्रकारएक दूसरे पर पिंडों के बहुत अधिक प्रभाव होते हैं, और फलस्वरूप, बहुत से विभिन्न प्रकार के बल होते हैं। हाथ से धक्का या खींचकर शरीर को त्वरण प्रदान किया जा सकता है; जब एक निष्पक्ष हवा चलती है तो एक जहाज त्वरण के साथ चलता है; पृथ्वी पर गिरने वाला कोई भी पिंड त्वरण के साथ गति करता है; धनुष की डोरी को खींचते और छोड़ते हुए, हम तीर को त्वरण प्रदान करते हैं। सभी मामलों पर विचार किया गया है, काम पर बल हैं, और वे सभी काफी भिन्न प्रतीत होते हैं। और अन्य ताकतें भी हैं। बिजली और चुंबकीय बलों के अस्तित्व के बारे में, ज्वार और उतार की ताकत के बारे में, भूकंप और तूफान की ताकत के बारे में हर कोई जानता है।

लेकिन क्या वास्तव में प्रकृति में इतनी अलग-अलग ताकतें हैं?

यदि हम पिंडों की यांत्रिक गति के बारे में बात कर रहे हैं, तो यहां हम केवल तीन प्रकार के बलों से मिलते हैं: गुरुत्वाकर्षण बल, लोच का बल और घर्षण बल। ऊपर चर्चा की गई सभी ताकतों को उनके लिए कम कर दिया गया है। लोच, गुरुत्वाकर्षण और घर्षण बल सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण की शक्तियों और प्रकृति की विद्युत चुम्बकीय शक्तियों की अभिव्यक्ति हैं। यह पता चला है कि प्रकृति में इनमें से केवल दो बल हैं।

विद्युत चुम्बकीय बल। विद्युतीकृत पिंडों के बीच एक विशेष बल कार्य करता है, जिसे विद्युत बल कहा जाता है, जो एक आकर्षक बल और एक प्रतिकारक बल दोनों हो सकता है। प्रकृति में दो प्रकार के आवेश होते हैं: धनात्मक और ऋणात्मक। अलग-अलग आवेश वाले दो निकाय आकर्षित होते हैं, और समान आवेश वाले निकाय पीछे हटते हैं।

विद्युत आवेशों में एक विशेष गुण होता है: जब आवेश गति करते हैं, तो विद्युत बल के अलावा, उनके बीच एक और बल उत्पन्न होता है - एक चुंबकीय बल।

चुंबकीय और विद्युत बल एक दूसरे से निकटता से संबंधित हैं और एक साथ कार्य करते हैं। और चूंकि अक्सर हमें गतिमान आवेशों से निपटना पड़ता है, इसलिए उनके बीच कार्य करने वाली शक्तियों को अलग नहीं किया जा सकता है। और इन बलों को विद्युत चुम्बकीय बल कहा जाता है।

एक "विद्युत आवेश" कैसे उत्पन्न होता है, जो किसी निकाय के पास हो भी सकता है और नहीं भी?

सभी पिंड अणुओं और परमाणुओं से बने हैं। परमाणु और भी छोटे कणों से बने होते हैं - परमाणु नाभिक और इलेक्ट्रॉन। वे, नाभिक और इलेक्ट्रॉन, कुछ विद्युत आवेश रखते हैं। नाभिक में धनात्मक आवेश होता है, और इलेक्ट्रॉनों का ऋणात्मक आवेश होता है।

पर सामान्य स्थितिपरमाणु का कोई आवेश नहीं होता - यह उदासीन होता है, क्योंकि इलेक्ट्रॉनों का कुल ऋणात्मक आवेश नाभिक के धनात्मक आवेश के बराबर होता है। और जो पिंड ऐसे तटस्थ परमाणुओं से बने होते हैं वे विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं। ऐसे निकायों के बीच परस्पर क्रिया के व्यावहारिक रूप से कोई विद्युत बल नहीं होते हैं।

लेकिन एक ही तरल (या ठोस) पिंड में, पड़ोसी परमाणु एक दूसरे के इतने करीब होते हैं कि जिन आवेशों से वे बने होते हैं, उनके बीच परस्पर क्रिया की शक्तियाँ बहुत महत्वपूर्ण होती हैं।

परमाणुओं की परस्पर क्रिया की शक्ति उनके बीच की दूरियों पर निर्भर करती है। परमाणुओं के बीच परस्पर क्रिया की शक्तियाँ अपनी दिशा बदलने में सक्षम होती हैं जब उनके बीच की दूरी बदल जाती है। यदि परमाणुओं के बीच की दूरी बहुत कम हो तो वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। लेकिन अगर उनके बीच की दूरी बढ़ा दी जाए, तो परमाणु आकर्षित होने लगते हैं। परमाणुओं के बीच एक निश्चित दूरी पर, उनकी परस्पर क्रिया की शक्ति शून्य के बराबर हो जाती है। स्वाभाविक रूप से, ऐसी दूरी पर परमाणु एक दूसरे के सापेक्ष स्थित होते हैं। ध्यान दें कि ये दूरियां बहुत छोटी हैं, और लगभग स्वयं परमाणुओं के आकार के बराबर हैं।

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