NCERT Gist: जिस्ट ऑफ़ फ़िज़िक्स (भाग - 3) Notes | EduRev

UPSC परीक्षा के लिए प्रसिद्ध पुस्तकें (सारांश और टेस्ट)

UPSC : NCERT Gist: जिस्ट ऑफ़ फ़िज़िक्स (भाग - 3) Notes | EduRev

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यांत्रिकी


  • गति: भौतिकी में, गति समय के संबंध में किसी वस्तु के स्थान या स्थिति का परिवर्तन है। यांत्रिक गति दो प्रकार की होती है, संक्रमणकालीन (रैखिक) और घूर्णी (स्पिन)।
  • गति: एक गतिमान पिंड की गति वह दर है जिस पर वह दूरी को कवर करता है यानी वह दूरी जो प्रति यूनिट समय कवर करती है।

गति: (दूरी की यात्रा / समय की आवश्यकता है।) गति की एसआई इकाई एमएस है।

विश्वसनीयता: इकाई समय अंतराल में एक निर्दिष्ट दिशा में किसी वस्तु द्वारा तय की गई दूरी को वेग कहा जाता है। वेग की SI इकाई m / s है।

  • समय के साथ विस्थापन को विभाजित करके औसत वेग की गणना की जा सकती है।
  • तात्कालिक वेग एक बिंदु पर किसी वस्तु के वेग को दर्शाता है।
  • गति और वेग के बीच का अंतर है: गति एक विशेष समय में किसी वस्तु द्वारा यात्रा की गई दूरी है। वेग एक विशेष दिशा में गति है।
  • वर्गीकरण : जब किसी वस्तु का वेग बदलता है, तो इसमें तेजी आती है। त्वरण एक इकाई समय में वेग में परिवर्तन को दर्शाता है। वेग प्रति सेकंड मीटर, मी / एस में मापा जाता है, इसलिए त्वरण (एम / एस) / एस, या एम / एस 2 में मापा जाता है , जो सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हो सकता है। त्वरण के लिए प्रतीक एक (बोल्डफेस) है।
  • जब वेग कम हो जाता है तो शरीर को मंदता या मंदी से गुजरना पड़ता है।
  • गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण: गैलीलियो ने सबसे पहले यह पता लगाया कि पृथ्वी पर गिरने वाली सभी वस्तुओं में उनके द्रव्यमान की परवाह किए बिना 9.80 m / s 2 का निरंतर त्वरण है । गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण को एक प्रतीक g दिया जाता है, जो 9.80 m / s 2 के बराबर होता है ।
  • बल: बल को एक धक्का या एक पुल के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। (तकनीकी रूप से, बल कुछ ऐसा है जो वस्तुओं को गति दे सकता है।) बल को N (न्यूटन) द्वारा मापा जाता है। 1 m / s पर तेजी लाने के लिए 1 किलो के द्रव्यमान के साथ एक वस्तु का कारण बनने वाला बल 1 न्यूटन के बराबर है।
  • सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के न्यूटन के नियम में कहा गया है कि ब्रह्मांड का प्रत्येक विशाल कण प्रत्येक दूसरे विशाल कण को एक बल के साथ आकर्षित करता है जो सीधे उनके द्रव्यमान के उत्पाद के आनुपातिक है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती है।
  • समीकरण रूप में, गुरुत्वाकर्षण बल F = G (m 1 m 2 ) / r 2 जहाँ r दो द्रव्यमानों के m m और m 2 और G के बीच की दूरी का गुरुत्वाकर्षण गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है।
  • सेंट्ररपेटल फ़ोर्स: शरीर को एक सर्कल में ले जाने के लिए उस पर एक बल होना चाहिए जो केंद्र की ओर निर्देशित हो। इसे सेंट्रिपेटल फोर्स कहा जाता है और एक परिपत्र गति में दिशा के निरंतर परिवर्तन का उत्पादन करने के लिए आवश्यक है।
  • द्रव्यमान m की किसी वस्तु पर केन्द्रक बल का परिमाण द्रुत v पर वक्रता r की त्रिज्या के साथ एक गति v पर गतिमान होता है जो संबंध F = mv 2 / r द्वारा दिया जाता है। बल की दिशा वृत्त के केंद्र की ओर होती है जिसमें वस्तु गतिमान है। केन्द्रापसारक बल सेंट्रिपेटल बल के बराबर और विपरीत होता है, अर्थात यह बाहर की ओर कार्य करता है।
  • वजन: एक शरीर का भार वह बल है जिसके साथ पृथ्वी अपने केंद्र की ओर शरीर को आकर्षित करती है। किसी पिंड का भार उसके द्रव्यमान के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जो उसमें निहित पदार्थ की मात्रा का एक माप है। द्रव्यमान मात्रा को दर्शाता है, और वजन गुरुत्वाकर्षण के आकार को दर्शाता है। किसी पिंड का भार ध्रुवों पर अधिकतम और भूमध्य रेखा पर न्यूनतम होता है।
  • यदि आप अपना द्रव्यमान जानते हैं, तो आप आसानी से अपना वजन पा सकते हैं क्योंकि W = mg जहां:

डब्ल्यू न्यूटन (एन) में वजन है,
मी किग्रा में द्रव्यमान है, और
जी एम / एस 2 में गुरुत्वाकर्षण का त्वरण है ।

  • वजन न्यूटन (एन) द्वारा मापा जाता है।
  • अब यह स्पष्ट है कि छ का मूल्य ध्रुवों पर अधिकतम और भूमध्य रेखा पर न्यूनतम है। पृथ्वी के केंद्र में, जी शून्य होगा।
  • यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चंद्रमा की सतह पर गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण का मूल्य पृथ्वी पर उस का एक-छठा हिस्सा है, और इसलिए, चंद्रमा पर एक वस्तु पृथ्वी पर अपना वजन केवल एक-छठा वजन करेगी।
  • न्यूटन के गति के नियम:

1. न्यूटन का पहला कानून

  • न्यूटन के गति के पहले नियम में कहा गया है कि "एक वस्तु आराम पर टिकती है और एक गति गति में एक वस्तु एक ही गति से और एक ही दिशा में गतिमान रहती है जब तक कि एक असंतुलित बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है।" । एक समान गति की स्थिति में प्रत्येक वस्तु गति की उस स्थिति में बनी रहती है जब तक कि उस पर कोई बाहरी बल लागू नहीं किया जाता है।
  • वास्तव में, यह वस्तुओं की अपनी गति में परिवर्तन का विरोध करने की स्वाभाविक प्रवृत्ति है। उनकी गति की स्थिति में परिवर्तन का विरोध करने की यह प्रवृत्ति जड़ता के रूप में वर्णित है।
  • जड़ता: जड़ता किसी वस्तु की अपनी गति में परिवर्तन का विरोध करने की प्रवृत्ति है। लेकिन गति की वाक्यांश स्थिति से क्या अभिप्राय है? किसी वस्तु की गति की स्थिति को उसके वेग से परिभाषित किया जाता है - एक दिशा के साथ गति। इस प्रकार, जड़ता को इस प्रकार पुनर्परिभाषित किया जा सकता है: जड़ता: किसी वस्तु की प्रवृत्ति उसके वेग में परिवर्तन का विरोध करने के लिए।
  • न्यूटन के गति के पहले नियम के कई और अनुप्रयोग हैं।
  • उतरते हुए एलेवेटर पर सवारी करते समय आपके सिर से आपके पैरों तक रक्त तेज़ी से दौड़ता है।
  • एक कड़ी सतह के खिलाफ संभाल के नीचे पीटने से एक हथौड़ा का सिर लकड़ी के हैंडल पर कड़ा हो सकता है।
  • स्केटबोर्ड (या वैगन या साइकिल) की सवारी करते समय, आप एक अंकुश या चट्टान या अन्य वस्तु को मारते हुए बोर्ड से आगे उड़ते हैं जो स्केटबोर्ड की गति को अचानक रोक देता है।

2. न्यूटन का गति का दूसरा नियम: 

  • शुद्ध बल द्वारा उत्पादित वस्तु का त्वरण सीधे शुद्ध बल के परिमाण के समानुपाती होता है, शुद्ध बल के समान दिशा में, और वस्तु के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
  • किसी वस्तु के द्रव्यमान m, उसके त्वरण a और अनुप्रयुक्त बल F के बीच संबंध F = ma है। त्वरण और बल वैक्टर हैं (जैसा कि उनके प्रतीकों द्वारा दर्शाया गया है कि वे तिरछे बोल्ड फ़ॉन्ट में प्रदर्शित किए जा रहे हैं); इस कानून में बल वेक्टर की दिशा त्वरण वेक्टर की दिशा के समान है।

3. न्यूटन का मोशन का तीसरा नियम:

  • प्रत्येक क्रिया के लिए, एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।
  • कथन का अर्थ है कि प्रत्येक अंतःक्रिया में, दो परस्पर क्रिया करने वाली वस्तुओं पर कार्य करने वाली शक्तियों की एक जोड़ी होती है। पहली वस्तु पर बलों का आकार दूसरी वस्तु पर बल के आकार के बराबर होता है। पहली वस्तु पर बल की दिशा दूसरी वस्तु पर बल की दिशा के विपरीत है। बल हमेशा जोड़े में आते हैं - समान और विपरीत क्रिया-प्रतिक्रिया बल जोड़े।
  • रॉकेट की क्रिया अपने शक्तिशाली इंजनों के बल के साथ जमीन पर नीचे धकेलना है, और प्रतिक्रिया यह है कि जमीन रॉकेट को एक समान बल के साथ ऊपर की ओर धकेलती है।
  • एक तोप के गोले की शूटिंग का उदाहरण भी है। जब तोप को हवा के माध्यम से (विस्फोट द्वारा) निकाल दिया जाता है, तो तोप को पीछे की ओर धकेल दिया जाता है। गेंद को बाहर धकेलने वाला बल तोप को पीछे धकेलने वाले बल के बराबर था, लेकिन तोप पर प्रभाव कम ध्यान देने योग्य होता है क्योंकि इसमें बहुत अधिक द्रव्यमान होता है। यह उदाहरण किक के समान है जब एक बंदूक एक गोली आगे बढ़ाती है।
  • घर्षण: घर्षण एक ऐसी शक्ति है जो एक सतह को दूसरी सतह से ऊपर ले जाती है। बल विपरीत दिशा में कार्य करता है जिस तरह से कोई वस्तु स्लाइड करना चाहती है। यदि किसी कार को स्टॉप साइन पर रुकने की आवश्यकता होती है, तो यह ब्रेक और पहियों के बीच घर्षण के कारण धीमी हो जाती है।
  • घर्षण के उपाय उन सामग्रियों के प्रकार पर आधारित हैं जो संपर्क में हैं। कंक्रीट पर कंक्रीट में घर्षण का बहुत अधिक गुणांक होता है। यह गुणांक इस बात का माप है कि एक वस्तु दूसरे के संबंध में कितनी आसानी से चलती है। जब आपके पास घर्षण का उच्च गुणांक होता है, तो आपको सामग्री के बीच बहुत अधिक घर्षण होता है।
सामग्री के गुण
  • मामलों के गुण: एक मामला न तो बनाया जा सकता है और न ही इसे नष्ट किया जा सकता है लेकिन इसे एक राज्य से दूसरे राज्य में परिवर्तित किया जा सकता है। मैटर मूल बिल्डिंग ब्लॉक्स से बना होता है जिसे आमतौर पर तत्व कहा जाता है जो संख्या में 112 हैं। मामला केवल एक प्रकार के तत्व से बना है फिर उस तत्व की सबसे छोटी इकाई को परमाणु कहा जाता है। यदि बात दो या दो से अधिक भिन्न तत्वों से बनी हो तो पदार्थ की सबसे छोटी इकाई को अणु कहते हैं।
  • अणु को पदार्थ की सबसे छोटी इकाई के रूप में परिभाषित किया गया है जिसका स्वतंत्र अस्तित्व है और यह पूर्ण भौतिक और रासायनिक गुणों को बनाए रख सकती है।
  • पदार्थ के गतिज सिद्धांत के अनुसार:
    (i) अणु सभी संभावित दिशाओं में निरंतर गति की स्थिति में होते हैं और इसलिए वे गतिज ऊर्जा का निर्माण करते हैं जो ताप ऊर्जा के बढ़ने या तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ती है,
    (ii) । अणु हमेशा एक दूसरे को आकर्षित करते हैं,
    (iii) । अंत: आणविक स्थानों में वृद्धि के साथ अणुओं के बीच आकर्षण बल घटता है
  • अणु हमेशा एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। इसी तरह के अणुओं के बीच आकर्षण बल को सामंजस्य का बल कहा जाता है जबकि विभिन्न प्रकार के अणुओं के बीच आकर्षण बल को आसंजन का बल कहा जाता है।
  • ठोस पदार्थों के मामले में, इंटरमॉलिक्युलर स्पेस बहुत छोटा होता है, इसलिए इंटरमॉलिक्युलर फोर्स बहुत बड़ी होती हैं और इसलिए सोलिड्स का निश्चित आकार और आकार होता है।
  • तरल पदार्थों के मामले में, इंटरमॉलिक्युलर स्पेस बड़ा होता है, इसलिए इंटरमॉलिक्युलर फोर्स छोटी होती हैं और इसलिए तरल पदार्थों की निश्चित मात्रा होती है लेकिन कोई निश्चित आकार नहीं होता है।
  • गैसों के मामले में, इंटरमॉलिक्युलर स्पेस बहुत बड़ा होता है, इसलिए इंटरमॉलिक्युलर फोर्स बेहद छोटी होती हैं और इसलिए गैसों की न तो कोई निश्चित मात्रा होती है और न ही निश्चित आकार।
  • एक ठोस का निश्चित आकार और आकार होता है। शरीर के आकार या आकार को बदलने (या विकृति) के लिए, एक बल की आवश्यकता होती है। यदि आप एक पेचदार वसंत को धीरे से उसके सिरों को खींचते हैं, तो वसंत की लंबाई थोड़ी बढ़ जाती है। जब आप वसंत के अंत को छोड़ देते हैं, तो यह अपने मूल आकार और आकार को पुन: प्राप्त कर लेता है। एक शरीर की संपत्ति, जिसके आधार पर यह अपने मूल आकार और आकार को प्राप्त करने के लिए जाता है जब लागू बल को हटा दिया जाता है, इसे लोच के रूप में जाना जाता है और उत्पन्न विरूपण लोचदार विरूपण के रूप में जाना जाता है।
  • हालांकि, यदि आप बलगम या मिट्टी के ढेर पर बल लगाते हैं, तो उनके पास अपने पिछले आकार को प्राप्त करने की कोई सकल प्रवृत्ति नहीं होती है, और वे स्थायी रूप से विकृत हो जाते हैं। ऐसे पदार्थों को प्लास्टिक कहा जाता है और इस संपत्ति को प्लास्टिसिटी कहा जाता है। पोटीन और मिट्टी आदर्श प्लास्टिक के करीब हैं।
  • जब शरीर पर बल लगाया जाता है, तो यह शरीर की सामग्री की प्रकृति और विकृत बल की भयावहता के आधार पर एक छोटी या बड़ी सीमा तक विकृत हो जाता है। विरूपण कई सामग्रियों में नेत्रहीन रूप से ध्यान देने योग्य नहीं हो सकता है, लेकिन यह वहां है। जब एक शरीर को एक विकृत बल के अधीन किया जाता है, तो शरीर में एक बहाल बल विकसित होता है। यह बहाल बल परिमाण में बराबर है लेकिन लागू बल की दिशा में विपरीत है। प्रति यूनिट क्षेत्र में बहाल बल को तनाव के रूप में जाना जाता है। यदि एफ लागू बल है और ए शरीर के क्रॉस सेक्शन का क्षेत्र है, तनाव का परिमाण = एफ / ए। तनाव की SI इकाई N m –2 या पास्कल (Pa) है। तनाव प्रति यूनिट क्षेत्र में बहाल बल है और तनाव आयाम में आंशिक परिवर्तन है।
  • हुक'S LAW: रॉबर्ट हुक, एक अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी (1635 - 1703 ई।) ने स्प्रिंग्स पर प्रयोग किए और पाया कि एक शरीर में उत्पन्न वृद्धि (लंबाई में परिवर्तन) लागू बल या भार के लिए आनुपातिक है। 1676 में, उन्होंने अपने लोच के कानून को प्रस्तुत किया, जिसे अब हुक का नियम कहा जाता है। छोटे विकृतियों के लिए तनाव और तनाव एक दूसरे के आनुपातिक हैं। इसे हुक के नियम के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार, तनाव "" तनाव या तनाव = k एक्स तनाव, जहां k आनुपातिकता स्थिर है और इसे लोच के मापांक के रूप में जाना जाता है।
  • एक तरल पदार्थ की मूल संपत्ति यह है कि यह प्रवाह कर सकता है। द्रव में इसके आकार को बदलने के लिए कोई प्रतिरोध नहीं होता है। इस प्रकार, एक तरल पदार्थ का आकार उसके कंटेनर के आकार से नियंत्रित होता है। एक तरल अतुलनीय है और इसकी एक स्वतंत्र सतह है। एक गैस संपीड़ित है और यह उसके लिए उपलब्ध सभी जगह पर कब्जा करने के लिए फैलता है।
  • पास्कल का नियम: फ्रांसीसी वैज्ञानिक ब्लाइस पास्कल ने देखा कि एक तरल पदार्थ में दबाव सभी बिंदुओं पर समान होता है यदि वे समान ऊंचाई पर हों, तो समान रूप से वितरित होते हैं। हम यह कह सकते हैं कि जब भी किसी पोत में निहित तरल पदार्थ के किसी भाग पर बाहरी दबाव लगाया जाता है, तो यह सभी दिशाओं में अविच्छिन्न और समान रूप से प्रसारित होता है। यह तरल दबाव के संचरण के लिए पास्कल का नियम है और दैनिक जीवन में इसके कई अनुप्रयोग हैं। हाइड्रोलिक लिफ्ट और हाइड्रोलिक ब्रेक जैसे कई उपकरण पास्कल के नियम पर आधारित हैं।
  • यदि किसी भी बिंदु पर द्रव का प्रवाह स्थिर होता है, तो प्रत्येक गुजरते हुए द्रव का वेग समय पर स्थिर रहता है। स्थिर प्रवाह के तहत एक द्रव कण द्वारा लिया गया मार्ग एक प्रवाह है।
  • बर्नौली का सिद्धांत कहता है कि जब कोई तरल पदार्थ बिना घर्षण के एक स्थान से दूसरे स्थान पर प्रवाहित होता है, तो इसकी कुल ऊर्जा (गतिज + विभव + दबाव) स्थिर रहती है।
  • आपने देखा होगा कि, तेल और पानी में मिश्रण नहीं होता है; पानी आपको और मुझे मिटाता है लेकिन बतख नहीं; पारा कांच को गीला नहीं करता है, लेकिन पानी चिपक जाता है, तेल एक कपास की बाती उगता है, गुरुत्वाकर्षण के बावजूद, सैप और पानी पेड़ की पत्तियों के ऊपर तक बढ़ जाता है, एक पेंट ब्रश के बाल सूखने और यहां तक कि एक साथ नहीं चिपकते हैं जब पानी में डूबा हो, लेकिन उसमें से निकाले जाने पर एक अच्छी नोक बनाएं। ये सभी और ऐसे कई और अनुभव तरल पदार्थों की मुक्त सतहों से संबंधित हैं। चूंकि तरल पदार्थ का कोई निश्चित आकार नहीं होता है, लेकिन एक निश्चित मात्रा होती है, वे कंटेनर में डालने पर एक स्वतंत्र सतह प्राप्त करते हैं। इन सतहों में कुछ अतिरिक्त ऊर्जा होती है। इस घटना को सतह तनाव के रूप में जाना जाता है और इसका संबंध केवल तरल से है क्योंकि गैसों में मुक्त सतह नहीं होती हैं। गणितीय रूप से, सतह के तनाव को तरल की मुक्त सतह पर खींची गई काल्पनिक रेखा की प्रति इकाई लंबाई के बल के रूप में परिभाषित किया जाता है। सतह के तनाव को न्यूटन / मीटर में व्यक्त किया जाता है।
  • अधिकांश तरल पदार्थ आदर्श नहीं होते हैं और गति के लिए कुछ प्रतिरोध प्रदान करते हैं। द्रव की गति के लिए यह प्रतिरोध घर्षण के समान आंतरिक घर्षण के समान होता है जब किसी सतह पर ठोस गति होती है। इसे विस्कोसिटी कहा जाता है।


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