भौतिकी जनरल - विशिष्ट जानकारी, सामान्य विज्ञान | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

भौतिकी सामान्य

• एक शरीर को एक समान त्वरण के साथ आगे बढ़ने के लिए कहा जाता है जब इसका वेग एक समान दर से बदलता है।
• त्वरण को समय के साथ वेग के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है। शरीर पर एकसमान त्वरण क्रिया का अर्थ है कि एक निरंतर बाहरी बल शरीर पर कार्य कर रहा है।
• यदि पत्थरों और कागज का समान भार जमीन पर स्वतंत्र रूप से गिर रहा है, तो पत्थर कागज से पहले जमीन पर पहुंच जाएंगे। यह हवा के घर्षण के कारण होता है जो कागज के टुकड़े को धीमा कर देता है। लेकिन, अगर एक ही प्रयोग हवा की अनुपस्थिति में किया जाता है या, वैक्यूम में दोनों शरीर एक ही समय में जमीन पर पहुंच जाएंगे।
• जब एक चलती ट्रेन अचानक रुक जाती है, तो एक आदमी आगे गिर जाता है; या, जब कोई ट्रेन आराम से चलती है तो एक आदमी अचानक पिछड़ जाता है। एक गंदे कालीन को पीट कर साफ किया जा सकता है। उपरोक्त सभी उदाहरण न्यूटन के पहले नियम ऑफ मोशन के अनुसार हैं, जिसमें कहा गया है कि एक निकाय अपने आराम की स्थिति या एकसमान गति में जारी रहता है जब तक कि किसी बाहरी बल द्वारा अन्यथा कार्य करने के लिए मजबूर न किया जाए।
• फोर्स की परिभाषा और व्युत्पत्ति न्यूटन के द्वितीय नियम ऑफ मोशन से आती है।
• रॉकेट वाहनों और जेट विमानों की लॉन्चिंग न्यूटन के थर्ड लॉ ऑफ मोशन का अनुसरण करती है।
• एक ग्राम वजन 980 dynes के बराबर है।
• सीजीएस (सेंटी-ग्राम-सेकंड) प्रणाली में, बल की इकाई डायन है और एसआई या एमकेएस (मीटर-किलो-सेकेंड) प्रणाली, न्यूटन में।
• यदि चलती ट्रेन की खिड़की से किसी शव को गिरने दिया जाए, तो शरीर परवलयिक मार्ग का अनुसरण करने के बाद जमीन पर गिर जाएगा।
• एक शिकारी को लक्ष्य से थोड़ा अधिक लक्ष्य पर अपनी बंदूक का निशाना लगाना चाहिए। क्योंकि गोली एक परवलयिक पथ पर चलती है। इसी तरह, प्रक्षेप्य में परवलयिक पथ होता है।
• आर्किमिडीज का सिद्धांत: जब कोई पिंड आंशिक रूप से या पूरी तरह से किसी द्रव (तरल या गैस) में डूब जाता है, तो यह एक उर्ध्वगामी बल का अनुभव करता है जो इसके द्वारा विस्थापित द्रव के भार के बराबर होता है।
• सिद्धांत जहाज, आइसबर्ग, पनडुब्बियों, व्हेल या पानी में डूबे बाल्टी, हवा में गुब्बारे के उदय आदि के फ्लोटेशन में आवेदन पाता है।
• यदि बर्फ का एक टुकड़ा पानी युक्त सिलेंडर में होता है, और बर्फ पूरी तरह से पिघल जाता है, तो पानी का स्तर अपरिवर्तित रहता है (आर्कमिडीज के सिद्धांत के अनुसार)।
• हाइड्रोमीटर तरल के सापेक्ष घनत्व को मापने का एक उपकरण है। हाइड्रोमीटर जितने गहरे तरल में तैरता है, उतना ही तरल का आपेक्षिक घनत्व होता है। किसी पदार्थ का घनत्व उस पदार्थ के एक इकाई आयतन का द्रव्यमान होता है।

किसी पदार्थ का सापेक्ष घनत्व =

• काइनेमेटिक्स यांत्रिकी की शाखा है, जो द्रव्यमान की घटना के बिना द्रव्यमान या बल के संदर्भ में संबंधित है।
• गतिशीलता यांत्रिकी की शाखा है जो बल के संदर्भ में गति के वर्णन से संबंधित है।
• ब्राउनियन आंदोलन एक तरल पदार्थ में छोटे कणों की यादृच्छिक गति है। कणों की यह अनियमित गति सामग्री के अणुओं की तापीय गति से उत्पन्न होती है जिसमें कण मौजूद होते हैं।
• स्केलर एक मात्रा है जिसमें केवल परिमाण होता है। उदाहरण- द्रव्यमान, समय, घनत्व, तापमान इत्यादि।
• एक वेक्टर एक मात्रा है जिसमें परिमाण के साथ-साथ दिशा भी होती है। उदाहरण — रेखीय विस्थापन, रैखिक वेग, बल आदि।
• साइकिल ब्रेक, सी-सॉ, क्राउ-बार, कैंची आदि प्रथम श्रेणी लीवर के सिद्धांत पर काम करते हैं (कार्य भार और प्रयास के बीच में पूर्णता)।
• नट क्रैकर, व्हील बैरो, मैंगो कटर, बोट का बार, आदि दूसरी श्रेणी के लीवर के सिद्धांत पर काम करते हैं (फुलक्रैम और प्रयास के बीच लोड और प्रयास के मुकाबले लोड फुलक्रम के करीब है)।
• फायरटॉन्ग, भार रखने वाले व्यक्ति का अग्रभाग, चाकू का उपयोग, आदि तृतीय श्रेणी के लीवर के उदाहरण हैं (फुलक्रम और लोड के बीच का प्रयास और लोड की तुलना में फुलक्रम के करीब प्रयास)।
• सामान्य संतुलन बलों के क्षणों की समानता के सिद्धांत पर काम करता है, क्योंकि धूपदान में रखे गए द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव के अधीन हैं। जब ये बल समान होते हैं, जैसा कि क्षैतिज बीम द्वारा इंगित किया जाता है, तो जनता को स्वयं बराबर होना चाहिए।
• वृत्ताकार पथ में घूम रहा एक शरीर सेंट्रीपीटल बल के कारण होता है। शरीर को अपने वृत्ताकार पथ में गतिमान रखने के लिए केंद्रक बल आवश्यक रेडियल बल है।
• जब एक बाल्टी युक्त पानी ops लूप्स लूप ’होता है, तो उच्चतम बिंदु पर होने पर पानी नीचे नहीं गिरता है, क्योंकि इसका भार केन्द्रापसारक बल द्वारा समर्थित होता है। केन्द्रापसारक (केंद्र से उड़ान) बल एक बाहरी बिंदु है जो एक चक्र में घूमते हुए शरीर पर अभिनय करता है, एक केंद्रीय बिंदु है।
• वृत्ताकार पथ पर घूम रहा एक साइकिल चालक अत्यधिक केन्द्रापसारक बल से बचने के लिए अंदर की ओर झुकता है।
• गुरुत्वाकर्षण के न्यूटन का नियम सार्वभौमिक है और यह बताता है कि ब्रह्मांड में प्रत्येक कण हर दूसरे कण को एक बल के साथ आकर्षित करता है जो कण के द्रव्यमान के उत्पाद के सीधे आनुपातिक है।
• लिफ्ट के अंदर एक आदमी महसूस करता है- भारी, जब लिफ्ट ऊपर जा रही है; प्रकाश, जब लिफ्ट नीचे आ रही है; भारहीन, जब लिफ्ट स्वतंत्र रूप से गिर रही है।
• एक साधारण पेंडुलम टी = 2√ g // जी की समयावधि सरल हार्मोनिक गति के लिए एक अभिव्यक्ति है।
• एक शरीर को एक सरल हार्मोनिक गति में स्थानांतरित करने के लिए कहा जाता है जब यह एक केंद्रीय बिंदु के बारे में एक रेखा के साथ दोलन करता है।
• एक दूसरे के पेंडुलम की लंबाई लगभग 100 सेमी है।
• एक खाली कक्ष में कंपन करने वाला एक पेंडुलम आवृत्ति और आयाम में परिवर्तन के बिना हमेशा के लिए दोलन करेगा, क्योंकि खाली किए गए कक्ष में घर्षण बल शून्य होगा।

• जैसा कि ऊपर की आकृति में दिखाया गया है, सिलेंडर के पक्ष में दो छोटे छेदों में से क्षैतिज रूप से पानी की धारें निकलती हैं और दोनों धाराएँ एक ही बिंदु पर जमीन से टकराती हैं। यदि छेद जमीन से ऊपर की ऊँचाई पर है और पानी का स्तर ज़मीन से ऊँचाई पर ऊँचाई पर है, तो P की ऊँचाई Hh होगी।
• दो पिंग-पोंग गेंदों को निलंबित कर दिया गया है जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।

उनके बीच की जगह में हवा की एक धारा निर्देशित होती है। गेंदें करीब आएंगी।

• किसी वस्तु के लिए दिए गए वेग-समय ग्राफ में छायांकित भाग का क्षेत्र त्वरण के दौरान स्थानांतरित हो जाता है।

ग्राफ से, वेग एक निश्चित अवधि के लिए बदल रहा है जिसके बाद वेग स्थिर है। वेग के परिवर्तन की दर त्वरण है।

वेग * समय = दूरी (विस्थापन)।
इसलिए, छायांकित भाग का क्षेत्र त्वरण के दौरान तय की गई दूरी देता है।

• आरेख पृथ्वी पर एक प्रयोगशाला में किए गए एक प्रयोग को दर्शाता है। वजन के साथ दिखाया गया है कि प्रणाली संतुलन में है जब तारों के बीच का कोण 90o है। यदि व्यवस्था चंद्रमा की सतह पर स्थापित की जाती है जहां गुरुत्वाकर्षण आकर्षण पृथ्वी के मूल्य का एक-छठा है, तो पृथ्वी पर सीसा बिल्कुल वैसा ही रहेगा।
• दो वेट्स डब्ल्यू ₁ और डब्ल्यू ₂ एक हल्के तार के सिरों से एक चिकनी तय चरखी पर गुजर रहे हैं। यदि चरखी को त्वरण g पर खींचा जाता है, तो स्ट्रिंग में तनाव होगा

• पानी से युक्त एक बर्तन को सीधे क्षैतिज मार्ग के साथ दाईं ओर एक निरंतर त्वरण 'ए' दिया जाता है। निम्नलिखित आंकड़ा तरल की सतह का प्रतिनिधित्व करेगा

• वेसल्स ए और बी में एक ही आधार क्षेत्र है लेकिन विभिन्न आकार हैं। दोनों एक ही ऊंचाई तक पानी से भरे हैं। आधार पर जोर दोनों में बराबर होगा। 

क्योंकि, थ्रस्ट =  दबाव / क्षेत्र या, थ्रस्ट =  ऊंचाई * घनत्व * g / क्षेत्र; और चूंकि दोनों जहाजों के लिए कारक समान हैं, जोर समान है। 

• हाइड्रोलिक मशीन जैसे हाइड्रोलिक प्रेस, हाइड्रोलिक ब्रेक और हाइड्रोलिक जैक ऐसे उपकरण हैं जो पास्कल के नियम पर आधारित हैं।

पास्कल का नियम कहता है कि जब दबाव एक संलग्न तरल या गैस पर लागू होता है, तो यह सभी दिशाओं में समान रूप से प्रसारित होता है।

• लोच: किसी निकाय की संपत्ति या उसके मूल रूप और आयामों को फिर से शुरू करने की सामग्री जब उस पर कार्य करने वाली शक्तियां हटा दी जाती हैं। यदि शरीर की आणविक संरचना या पदार्थ में विघटन का कारण बनने के लिए बल पर्याप्त रूप से बड़ा है, तो यह अपनी लोच खो देता है और कहा जाता है कि लोचदार सीमा पहुंच गई है। 
• हुक का नियम केवल लोचदार सीमा के भीतर लागू होता है।
• एक लोचदार शरीर के लिए, उत्पन्न तनाव के अनुपात को लोच के यंग मापांक के रूप में जाना जाता है।
• छोटे तरल बूँदें इस तथ्य के कारण हैं कि तरल सतह के तनाव के कारण न्यूनतम सतह क्षेत्र है। सरफेस टेंशन: किसी तरल पदार्थ की खुली सतह तनाव की स्थिति में होती है, जिससे सतह के हिस्से एक-दूसरे से अलग हो जाते हैं। तनाव तरल के अणुओं के बीच विद्यमान आकर्षण की शक्तियों का एक प्रभाव है। एक सतह तनाव तरल की किसी भी बाहरी सतह में मौजूद है।
• पानी का सतही तनाव पारे की तुलना में अधिक है।
• तरल पदार्थ की सतह का तनाव तरल पदार्थ में घुलने या, तापमान में वृद्धि से कम हो जाता है।
• साबुन पानी को कपड़े धोने के लिए आसान बनाता है क्योंकि यह इसकी सतह के तनाव को कम करता है।
• चिपचिपाहट एक तरल प्रवाह में प्रतिरोध है। इसे द्रव घर्षण कहा जा सकता है। अंतर आणविक बलों को मजबूत, उच्च चिपचिपाहट है। जब तापमान को उठाया जाता है तो तरल की चिपचिपाहट कम हो जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि तापमान में वृद्धि से अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है जो उनके बीच आकर्षक ताकतों पर काबू पाती है।
• बर्नूली के सिद्धांत के अनुसार जब एक पाइप लाइन में द्रव (तरल या गैस) की गति बढ़ जाती है, तो दबाव कम हो जाता है और द्रव की गति कम होने पर दबाव बढ़ जाता है।
• बर्नूली के सिद्धांत के अनुप्रयोग

(i) फ़िल्टर पंप या एस्पिरेटर, (ii) एटमाइज़र या स्प्रेयर, (iii) बन्सेन बर्नर, (iv) एक डिस्क उठाना (v) मैगस इफ़ेक्ट (vi) स्ट्रीमलाइनिंग, (vii) एक एयरक्राफ्ट विंग पर लिफ्ट, आदि।

• तेज गति से एक-दूसरे को गुजारने वाली दो कारें साइड स्वाइपिंग के खतरे में हैं क्योंकि उनके (बर्नोली के सिद्धांत) के बीच अंतरिक्ष में हवा के दबाव में कमी आती है।