Educational Galaxy

बल गति को कैसे प्रभावित करते हैं — EG के अपने नोट्स, सरल शब्दों में

पुस्तक: Exploration (BSEB, Class 9)  |  अध्याय 6  |  माध्यम: हिंदी

यह पृष्ठ NCERT की NEP पुस्तक के Educational Galaxy नोट्स का हिंदी संस्करण है, जो बिहार बोर्ड के विद्यार्थियों के लिए तैयार किया गया है। बिहार बोर्ड द्वारा इस पुस्तक को निर्धारित किए जाने का दावा नहीं किया जाता।

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चित्र (लेबल चित्र पर ही छपे हैं): भारी डिब्बा धकेलता व्यक्ति — धक्का, डिब्बे का भार और घर्षण, सभी उस पर काम करते हैं। चित्र के सभी लेबल हिंदी में छपे हैं।

रोज़मर्रा की ज़िंदगी में बल — लात मारना, खींचना और गिरना।

इस अध्याय के बारे में

बल किसी वस्तु पर धक्का या खिंचाव है। बल गति शुरू कर सकते हैं, गति रोक सकते हैं, चाल बदल सकते हैं, दिशा बदल सकते हैं, या किसी वस्तु की आकृति बदल सकते हैं। बल न्यूटन (N) में मापा जाता है, और उसका प्रभाव उसके परिमाण और उसकी दिशा दोनों पर निर्भर है।

किसी वस्तु पर काम करने वाले बल संतुलित या असंतुलित हो सकते हैं। संतुलित बल एक-दूसरे को रद्द कर देते हैं, इसलिए वस्तु विराम में रहती है या अचर वेग से चलती रहती है। असंतुलित बल परिणामी बल देते हैं, और वस्तु परिणामी बल की दिशा में त्वरित होती है।

घर्षण वह बल है जो संपर्क में सतहों के बीच गति का विरोध करता है। इसीलिए फिसलता डिब्बा धीमा हो जाता है, और इसीलिए हम बिना फिसले चल सकते हैं — घर्षण ज़मीन को पकड़ता है। धारारेखन, स्नेहन और चिकनी सतहें घर्षण घटाती हैं; खुरदरी सतहें और टायरों की पकड़ वहाँ घर्षण बढ़ाती हैं जहाँ पकड़ चाहिए।

न्यूटन के तीन नियम बल और गति के बारे में सब कुछ व्यवस्थित करते हैं। पहला नियम कहता है कि वस्तु विराम या एकसमान गति की अपनी अवस्था बनाए रखती है, जब तक उस पर असंतुलित बल न लगे — परिवर्तन के इस प्रतिरोध को जड़त्व कहते हैं। दूसरा नियम बल, द्रव्यमान और त्वरण को जोड़ता है: F = ma, या ज़्यादा सामान्य रूप में, बल संवेग के परिवर्तन की दर के बराबर है। तीसरा नियम कहता है कि हर क्रिया की बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया होती है, जो अलग-अलग वस्तुओं पर काम करती है।

क्या सीखना है

ध्यान दीजिए कि संतुलित और असंतुलित बल कैसे अलग हैं, घर्षण हमारे लिए और हमारे विरुद्ध क्या करता है, और न्यूटन के तीन नियम — विशेषकर F = ma — गति का पूर्वानुमान कैसे करते हैं।

संवेग और दूसरा नियम

संवेग द्रव्यमान और वेग का गुणनफल है (p = mv)। धीरे चलता भारी ट्रक तेज़ चलती हल्की साइकिल से ज़्यादा संवेग रख सकता है। संवेग रूप में न्यूटन का दूसरा नियम कहता है: बल संवेग के परिवर्तन की दर के बराबर है। इसीलिए वही बल हल्की वस्तु का वेग भारी वस्तु की तुलना में कहीं ज़्यादा बदल देता है — अचर द्रव्यमान के लिए F = ma वही नियम है।

बंद तंत्र में संवेग संरक्षित रहता है: टक्कर में पहले का कुल संवेग बाद के कुल संवेग के बराबर होता है, भले ही अलग-अलग वस्तुएँ बदल जाएँ। इसीलिए गोली छूटने पर बंदूक पीछे हटती है — गोली का आगे का संवेग बंदूक के पीछे के संवेग से संतुलित होता है।

हल किया गया उदाहरण: F = ma क्रियाशील

एक विद्यार्थी 25 किग्रा द्रव्यमान वाले स्थिर गुटके को 50 N के परिणामी बल से धकेलता है। उसका त्वरण a = F ÷ m = 50 ÷ 25 = 2 m/s² है। बल दोगुना कीजिए तो त्वरण दोगुना हो जाता है; द्रव्यमान दोगुना कीजिए तो त्वरण आधा हो जाता है। बल, द्रव्यमान और त्वरण हमेशा इस निश्चित ढर्रे में एक साथ चलते हैं।

जड़त्व रोज़मर्रा के झटके समझाता है: बस अचानक चलती है तो आपका शरीर विराम में रहने की कोशिश करता है और आप पीछे गिरते हैं; बस रुकती है तो आपका शरीर आगे बढ़ते रहने की कोशिश करता है और आप आगे गिरते हैं। सीट बेल्ट पहले नियम के कारण हैं — वे असंतुलित बल देते हैं जो आपकी आगे की गति को सुरक्षित ढंग से रोकता है।

चार्ट / तालिका: न्यूटन के तीन नियम एक नज़र में

बिंदु	विवरण
पहला नियम	कोई वस्तु विराम में या एकसमान गति में रहती है, जब तक उस पर असंतुलित बल न लगे
दूसरा नियम	F = ma; बल संवेग के परिवर्तन की दर के बराबर है
तीसरा नियम	हर क्रिया की बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया होती है, अलग वस्तु पर
जड़त्व	बड़ा द्रव्यमान का अर्थ है गति में परिवर्तन का बड़ा प्रतिरोध
संवेग	p = mv; बंद तंत्र में कुल संवेग संरक्षित रहता है
घर्षण	सापेक्ष गति का विरोध करता है; पकड़ के लिए उपयोगी, खिंचाव के रूप में बरबादी

हल की गई विधि: F = ma से त्वरण

1. 25 किग्रा का गुटका 50 N के परिणामी बल से धकेला जाता है।
2. त्वरण a = F ÷ m = 50 ÷ 25 = 2 m/s²।
3. द्रव्यमान दोगुना करके 50 किग्रा कर दीजिए तो त्वरण आधा होकर 50 ÷ 50 = 1 m/s² हो जाता है।
4. वही बल, ज़्यादा द्रव्यमान, कम त्वरण — ठीक जैसा F = ma कहता है।

अभ्यास (स्वयं करके देखें)

1. मेज़ पर किताब रखी है। क्या उस पर बल संतुलित हैं? क्यों?
   संकेत: सोचिए कि किताब त्वरित होती है या नहीं।
2. 4 किग्रा की वस्तु पर 20 N का बल काम करता है। उसका त्वरण क्या है?
   संकेत: F = ma के बारे में सोचिए।
3. चिकने, गीले फ़र्श पर हम क्यों फिसलते हैं?
   संकेत: सोचिए कि घर्षण क्या करता है।
4. एक कार और एक ट्रक एक ही चाल से चलते हैं। किसका संवेग ज़्यादा है?
   संकेत: द्रव्यमान × वेग के बारे में सोचिए।
5. न्यूटन का तीसरा नियम बताइए और एक उदाहरण दीजिए।
   संकेत: दो अलग-अलग वस्तुओं के बारे में सोचिए।

प्रश्न और उत्तर

1. बल क्या है?
   बल किसी वस्तु पर धक्का या खिंचाव है। वह किसी वस्तु की चाल, दिशा या आकृति बदल सकता है, और न्यूटन (N) में मापा जाता है।
2. संतुलित और असंतुलित बलों में क्या अंतर है?
   संतुलित बल शून्य परिणामी बल तक रद्द हो जाते हैं, इसलिए गति नहीं बदलती। असंतुलित बल परिणामी बल देते हैं, इसलिए वस्तु परिणामी बल की दिशा में त्वरित होती है।
3. न्यूटन का गति का पहला नियम बताइए।
   कोई वस्तु विराम में, या सीधी रेखा में एकसमान गति में, तब तक रहती है जब तक उस पर असंतुलित बल न लगे। परिवर्तन के प्रतिरोध के इस गुण को जड़त्व कहते हैं।
4. न्यूटन का गति का दूसरा नियम बताइए।
   जब किसी वस्तु पर परिणामी बल काम करता है, तो वस्तु बल की दिशा में त्वरित होती है, और त्वरण बल के समानुपाती और द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है: F = ma। सामान्य रूप में, बल संवेग के परिवर्तन की दर के बराबर है।
5. न्यूटन का गति का तीसरा नियम बताइए।
   जब भी एक वस्तु दूसरी वस्तु पर बल लगाती है, तो दूसरी वस्तु पहली पर बराबर और विपरीत बल लगाती है। दोनों बल अलग-अलग वस्तुओं पर काम करते हैं, इसलिए वे एक-दूसरे को रद्द नहीं करते।

विस्तार प्रश्न

1. 25 किग्रा का गुटका 50 N के परिणामी बल से धकेला जाता है। उसका त्वरण निकालिए। बल वही रहे पर द्रव्यमान दोगुना हो जाए, तो त्वरण का क्या होगा?
   त्वरण a = F ÷ m = 50 ÷ 25 = 2 m/s²। द्रव्यमान 50 किग्रा हो जाए तो त्वरण आधा होकर 50 ÷ 50 = 1 m/s² हो जाता है। वही बल, ज़्यादा द्रव्यमान, कम त्वरण — ठीक जैसा F = ma कहता है।
2. 4 किग्रा की बंदूक 0.05 किग्रा की गोली 200 m/s से छोड़ती है। संवेग संरक्षण से बंदूक का प्रतिक्षेप वेग निकालिए।
   छोड़ने से पहले कुल संवेग शून्य है। छोड़ने के बाद: गोली का संवेग = 0.05 × 200 = 10 kg m/s आगे की ओर, इसलिए बंदूक का संवेग 10 kg m/s पीछे की ओर होना चाहिए। प्रतिक्षेप वेग = 10 ÷ 4 = 2.5 m/s पीछे की ओर।
3. बस अचानक चलती है तो यात्री पीछे गिरता है, और अचानक रुकती है तो आगे गिरता है। दोनों को एक नियम से समझाइए।
   दोनों पहले नियम — जड़त्व — से चलते हैं। बस चलती है तो यात्री का शरीर विराम में रहने की कोशिश करता है, इसलिए वह बस के सापेक्ष पीछे गिरता है। बस रुकती है तो शरीर आगे बढ़ते रहने की कोशिश करता है, इसलिए वह आगे गिरता है। दोनों स्थितियों में शरीर गति की अपनी अवस्था में परिवर्तन का प्रतिरोध करता है।
4. एक डिब्बा फ़र्श पर अचर वेग से धकेला जाता है। क्या धक्का घर्षण के बराबर है, उससे बड़ा है, या उससे छोटा है? समझाइए।
   धक्का घर्षण के बराबर है। अचर वेग का अर्थ है शून्य त्वरण, जिसका अर्थ है शून्य परिणामी बल (दूसरा नियम) — इसलिए धक्का और घर्षण संतुलित होने चाहिए। यदि धक्का बड़ा होता, तो डिब्बा त्वरित होता।
5. दो बर्फ़ पर फिसलने वाले एक-दूसरे को धकेलकर अलग होते हैं। एक का द्रव्यमान दूसरे से दोगुना है। बाद में कौन तेज़ चलेगा, और क्यों?
   हल्का वाला तेज़ चलेगा। बल बराबर और विपरीत हैं (तीसरा नियम), पर त्वरण बल ÷ द्रव्यमान है (दूसरा नियम), इसलिए हल्के वाले को भारी वाले से दोगुना त्वरण — और इसलिए लगभग दोगुना वेग — मिलता है।

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