Chapter :-9 बल तथा गति के नियम (Force and Laws of Motion)

परिचय (Introduction)

बल और गति के नियम भौतिक विज्ञान के मूलभूत सिद्धांतों में से एक हैं। यह अध्याय हमें यह समझने में मदद करता है कि वस्तुओं की गति कैसे होती है और बल किस प्रकार वस्तुओं की गति को प्रभावित करता है। इस अध्याय में हम न्यूटन के गति के तीन नियमों के बारे में विस्तार से अध्ययन करेंगे।

बल (Force)

परिभाषा (Definition): बल एक बाह्य कारक है जो किसी वस्तु की स्थिति या गति को बदलने का प्रयास करता है। बल को धक्का या खिंचाव के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।
बल का मात्रक (Unit of Force): बल का SI मात्रक न्यूटन (N) है।
बल के प्रभाव (Effects of Force):

वस्तु की गति में परिवर्तन (Change in motion)
वस्तु की दिशा में परिवर्तन (Change in direction)
वस्तु के आकार में परिवर्तन (Change in shape)

न्यूटन के गति के नियम (Newton’s Laws of Motion)

1. न्यूटन का पहला नियम (Newton’s First Law of Motion)

परिभाषा (Definition): इसे जड़त्व का नियम (Law of Inertia) भी कहा जाता है। इस नियम के अनुसार, “यदि किसी वस्तु पर कोई बाह्य बल नहीं लगाया जाए, तो वह वस्तु यदि विरामावस्था में है तो विरामावस्था में ही रहेगी और यदि गतिशील है तो वह एक सरल रेखा में समान वेग से गतिशील रहेगी।”
उदाहरण (Example): जब कोई गाड़ी अचानक रुकती है, तो उसमें बैठे यात्री आगे की ओर झुक जाते हैं। यह जड़त्व के कारण होता है।

2. न्यूटन का दूसरा नियम (Newton’s Second Law of Motion)

परिभाषा (Definition): इस नियम के अनुसार, “किसी वस्तु के संवेग में परिवर्तन की दर उस पर लगाए गए बल के समानुपाती होती है और यह परिवर्तन बल की दिशा में होता है।”
सूत्र (Formula): ( F = m \times a )
यहाँ ( F ) = बल (Force), ( m ) = वस्तु का द्रव्यमान (Mass), ( a ) = त्वरण (Acceleration)
उदाहरण (Example): एक हल्की गेंद को फेंकने के लिए कम बल की आवश्यकता होती है, जबकि भारी गेंद को फेंकने के लिए अधिक बल की आवश्यकता होती है।

3. न्यूटन का तीसरा नियम (Newton’s Third Law of Motion)

परिभाषा (Definition): इसे क्रिया-प्रतिक्रिया का नियम (Action-Reaction Law) भी कहा जाता है। इस नियम के अनुसार, “प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत दिशा में प्रतिक्रिया होती है।”
उदाहरण (Example): जब हम किसी दीवार पर हाथ से बल लगाते हैं, तो दीवार भी हमारे हाथ पर उतना ही बल विपरीत दिशा में लगाती है।

संवेग (Momentum)

परिभाषा (Definition): किसी वस्तु का संवेग उसके द्रव्यमान और वेग का गुणनफल होता है।
सूत्र (Formula): ( p = m \times v )
यहाँ ( p ) = संवेग (Momentum), ( m ) = द्रव्यमान (Mass), ( v ) = वेग (Velocity)
संवेग का संरक्षण (Conservation of Momentum): जब दो वस्तुएँ टकराती हैं, तो टक्कर से पहले और बाद में उनका कुल संवेग समान रहता है।

घर्षण (Friction)

परिभाषा (Definition): घर्षण एक प्रकार का बल है जो दो सतहों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है।
घर्षण के प्रकार (Types of Friction):

स्थैतिक घर्षण (Static Friction)
गतिज घर्षण (Kinetic Friction)

घर्षण के लाभ (Advantages of Friction):
चलने, लिखने, वाहन चलाने आदि में सहायक।
घर्षण के हानि (Disadvantages of Friction):
मशीनों के पुर्जों का घिसना, ऊर्जा का ह्रास।

अभ्यास प्रश्न (Practice Questions)

न्यूटन के गति के तीन नियमों को समझाइए।
संवेग क्या है? इसके संरक्षण का सिद्धांत लिखिए।
घर्षण क्या है? इसके लाभ और हानि बताइए।

निष्कर्ष (Conclusion)

बल और गति के नियम हमें वस्तुओं की गति को समझने और उनकी गति को नियंत्रित करने में मदद करते हैं। यह अध्याय न केवल भौतिक विज्ञान के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि यह हमारे दैनिक जीवन में भी उपयोगी है।