गति और बल

बच्चों को गति और बल के बारे में समझाने के लिये हम स्थि‍र और गतिमान वस्तुएं दिखा सकते हैं। इसके अतिरिक्त स्थिर वस्तुओं को हाथ से बल लगाकर अपने स्थान से हिलाकर और गतिमान करके भी दिखा सकते हैं। बच्चों को यह भी बताया जा सकता है कि यदि कोई वस्तु बहुत धीमी गति से चल रही है तो वह स्थिर प्रतीत होती है जैसे कि घड़ी में घंटे की सुई।

गति के प्रकार –

सरल रेखीय गति – जब कोई वस्तु सीधी रेखा में चलती है।

वृत्तीय गति – जब कोई वस्तु वृत्ताकार मार्ग पर चलती है।

घूर्णन गति – जब कोई वस्तु अपनी धुरी पर घूमती है।

यदि हम चकरी को देखें तो उसकी धुरी पर घूर्णन गति है परंतु उसके पंखों का बाहरी भाग वृत्तीय गति कर रहा है।

दोलन गति – जब कोई वस्तु एक स्थान से गति करते हुए कुछ दूर जाकर फिर उसी स्थान पर वापस लौटती है और इसी प्रकार की गति एक निश्चित समय में करती रहती है तो इसे दोलन गति कहते हैं। उदाहरण के लिये पेंडुलम या झूला।

    

आवर्ती और अनावर्ती गति – जब कोई वस्तु एक निश्चित समय में बार-बार वही गति करती है तो उसे आवर्ती गति कहते हैं जैसे पेंडुलम की गति या घड़ी की सुइयों की गति। यदि कोई वस्तु एक ही बार गति करे अथवा अलग-अलग समय में अलग-अलग प्रकार की गति करे तो वह गति अनावर्ती है, जैसे किसी बच्चे का मैदान में एक ओर से दूसरी ओर तक दौड़ कर जाना।

एक ही समय में अनेक गतियां – हमने चकरी में घूर्णन और वृत्तीय गति एक साथ होने का उदाहरण देखा। इसी प्रकार साइकिल में भी तीन प्रकार की गतियां एक साथ होती हैं। पूरी साइकिल को देखें तो वह रेखीय गति करके आगे बढ़ती है। साइकिल के पहिये का किनारा वृत्तीय गति कर रहा होता है और साइकिल के पहिये का एक्सेल घूर्णन गति करता है।

चाल – गति करने वाली वस्तु व्दारा तय की गई दूरी को गति करने के समय से भाग देकर उसकी चाल निकाली जाती है। अत: चाल का एकक हुआ मीटर प्रति सेकेंड। यदि किसी वस्तु की चाल लगातार ऐक समान रहती है तो उसे समान गति कहते हैं। यदि वस्तु की चाल बदलती रहती है तो उसे असमान गति कहते हैं।

बल – किसी स्थिर वस्तु को अपने स्थान से हिलाने अथवा किसी गतिमान वस्तु को रोकने के लिये हम बल का प्रयोग करते हैं। जैसे किसी फुटबाल को किक मारकर हम दूर फेंकते हें तो उसपर बल लगाते हैं। बल छोटा या बड़ा हो सकता है।

बल के प्रभाव –

1.स्थि‍र वस्तु को गतिमान करना।

2.गतिमान को स्थिर करना – जैसे पेड़ से गिरने वाले फल भूमि से टकरा कर भुमि पर रुक जाते हें क्यों कि भूमि का बल उन्हें स्थिर कर देता है। हम इन गिरने वाले फलों को अपने हाथ से भी रोक सकते हैं। इसी प्रकार हम अन्य गतिमान वस्तुओं को अपने हाथ से बल लगाकर या अन्य प्रकार से बल लगाकर रोक सकते हैं।

3.गति की दिशा में परिवर्तन – उदाहरण के लिये क्रिकेट में हम बल्ले से मार कर गेंद की गति की दिशा बदल देते हैं।

4.आकार में परिवर्तन –

बल के प्रकार –

1.पेशीय बल – जब हम अपने हाथ से कोई वस्तु उठाते हैं अथवा पैरों से किसी वस्तु को ठोकर मारते हैं तो पेशीय बल लगाते हैं क्योंकि यह बल हमारी मांस-पेशी से लगता है।

2.गुरुत्वाकषर्ण बल – जब कोई वस्तु नीचे गिरती है तो उसपर पृथ्वी का गुरुत्वाकषर्ण बल लगता है।

3.चुम्ब्कीय बल – चुम्बक के खिंचाव को चुम्बकीय बल कहते हैं।

4.स्थिर विय्दुत बल – स्थिर विय्दुत के खिंचाव को स्थिर विय्दुत बल कहते हैं। इसे देखने के लिये प्लास्टिक के कंघे अथवा प्लास्टिक के रूलर को सूखे हुए बालों में कुछ देर रगड़कर स्थिर विय्दुत उत्पन्न करें और फिर उससे कागज़ के टुकड़ों को आकर्षित करें।

    

5.घर्षण बल – एक ईंट पर एक पटिया तिरछी रखकर उस पटिया से एक छोटी गेंद छोडि़ये। यह कार्य कक्षा के अंदर चिकने फर्श पर और कक्षा के बाहर मिट्टी में करके दिखिये। आप देखेंगे कि चिकने फर्श पर गेंद अधिक दूरी तक जाती है क्योंकि वहां पर घर्षण बल कम है।

दाब – प्रति एकक क्षेत्रफल पर लगने वाले बल को दाब कहते हैं। एक समान बल यदि कम क्षेत्रफल में लगे तो दाब अधिक होगा। ठोस पदार्थों का दाब उनके भार के कारण नीचे की ओर होता है। यदि किसी ठोस का क्षेत्रफल कम कर दें पर भार वही रहे तो उसका उसका दाब बढ़ जायेगा। लोहे की कील नुकीली होने के कारण कम क्षेत्रफल की है और अधिक दाब के कारण कील को किसी वस्तु में घुसाना आसान है। द्रव का दाब उसे जिस बर्तन में रखा गया है उसकी तली और दीवारों पर पड़ता है। बर्तन की गहराई जितनी अधिक होगी उसका दाब उतना ही अधिक होगा। एक बोतल लेकर उसमें अलग-अलग ऊंचाई पर छेद करें। अब बोतल में पानी भर दें। आप देखेंगे कि नीचे के छेदों से निकलने वाला पानी अधिक दूरी तक जाता है

गैसों का दाब चारों ओर एक समान होता है। गैसों का दाब नापने के लिये मैनोमीटर का उपयोग किया जाता है। आप कक्षा में एक कांच की यू आकार की नली से मैनोमीटर बना सकते हैं। प्लास्टिक की नली को यू आकार में मोड़कर भी मैनोमीटर बनाया जा सकता है। मैनोमीटर का कार्य नीचे वीडियो में दिखाया गया है।