शक्तिवजन एक शरीर का है शक्तिगुरुत्वाकर्षण, विशिष्ट रूप से आकर्षक, एक सेकंड द्वारा निर्मित विशाल शरीर, जैसे पृथ्वी, चंद्रमा या रवि, उदाहरण के लिए। के अनुसार सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण का नियम, दो पिंड जिनमें द्रव्यमान होता है, एक दूसरे को उन्हें अलग करने वाली दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती बल के साथ आकर्षित करते हैं।
बल भार, गुरुत्वाकर्षण बल या केवल भार मूल रूप से एक ही चीज है, हालांकि हमारे लिए वजन और द्रव्यमान की अवधारणाओं को भ्रमित करना काफी सामान्य है, जो अलग हैं। जबकि वजन एक बल है, जिसे न्यूटन (एन) में मापा जाता है, एक पिंड का द्रव्यमान उसमें मौजूद पदार्थ की मात्रा है, जिसे किलोग्राम (किलो) में मापा जाता है।
साथ ही पहुंचें: द्रव्यमान x वजन
भौतिकी में वजन क्या है?
वजन है शक्ति जो से उत्पन्न होता है आकर्षणगुरुत्वीय द्रव्यमान वाले दो पिंडों के बीच, यह जानकर, हम इसकी गणना कर सकते हैं गुणा के बीच पास्ता इन निकायों में से एक, किलोग्राम में मापा जाता है, और का त्वरण and गुरुत्वाकर्षण स्थान, मी/से² में। जबकि हमारा द्रव्यमान रहता है अचल जब हम दो बिंदुओं के बीच अलग-अलग गंभीरता के साथ चलते हैं, हमारीवजनपरिवर्तन।
प्रति उदाहरण: पृथ्वी पर 10 किग्रा की एक वस्तु, जहाँ गुरुत्वाकर्षण लगभग 9.8 मी/से है, का भार 98 N होगा, जबकि चंद्रमा पर, जहाँ गुरुत्वाकर्षण 1.6 m/s² है, इस पिंड का भार केवल 16 N होगा।
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वजन ताकत सूत्र
वजन ताकत की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सूत्र यह है, इसे देखें:
पी - वजन (एन)
म - द्रव्यमान (किलो)
जी - स्थानीय गुरुत्वाकर्षण (m/s²)
हे वजन, क्योंकि यह एक है शक्ति, é वेक्टर। यह बल हमेशा पृथ्वी के केंद्र की ओर इशारा करता है और हमें इसकी सतह पर फंसाए रखने के लिए जिम्मेदार है। इसी प्रकार सूर्य पृथ्वी को अपने केंद्र की ओर खींचता है, अर्थात यह तारा हमारे ग्रह पर भारी बल लगाता है।
पृथ्वी सूर्य की ओर क्यों नहीं गिरती वह महान गति है जिस पर हमारा ग्रह तारे के चारों ओर परिक्रमा करता है। इसके अलावा, क्योंकि यह एक बल है जो हमेशा सूर्य के चारों ओर पृथ्वी के प्रक्षेपवक्र के केंद्र की ओर इशारा करता है, बल गुरुत्वाकर्षण प्रभाव जो वह उस पर करता है वह अनुवादिक वेग के मापांक को प्रभावित करने में सक्षम नहीं है, केवल इसका समझ।
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भार और न्यूटन का तीसरा नियम
के अनुसार न्यूटन का तीसरा नियम, जब हम किसी पिंड पर बल लगाते हैं, तो हम उससे वही बल वापस प्राप्त करते हैं, उसी तीव्रता और दिशा में, लेकिन विपरीत दिशा में। भार के संदर्भ में लागू होने वाला यह नियम इंगित करता है कि पृथ्वी द्वारा हम पर नीचे की ओर लगाया गया बल पृथ्वी पर ऊपर की ओर लगाया जाता है, और यह सही है। यदि पृथ्वी हमें अपने केंद्र की ओर खींचने में सक्षम है, तो हम भी उस पर उतनी ही तीव्रता का बल लगाते हैं, लेकिन विपरीत दिशा में।
हम पृथ्वी की ओर गिरते हैं, न कि इसके विपरीत, इसका कारण है जड़ता: पृथ्वी का द्रव्यमान हमारे द्रव्यमान से बहुत बड़ा है, इसलिए इसका आराम से रहने की प्रवृत्ति बहुत अधिक है, ताकि इसके द्वारा प्राप्त त्वरण, हमारे द्वारा लगाए गए भार बल के कारण नगण्य हो, लगभग शून्य।
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सामान्य वजन और ताकत
सामान्य बल और ताकत और वजन अक्सर एक क्रिया और प्रतिक्रिया जोड़ी के रूप में भ्रमित होते हैं। हालाँकि, ये बल एक ही शरीर पर कार्य करते हैं और इसलिए, द्वारा स्थापित शर्तों का उल्लंघन करते हैं तीसराकानूनमेंन्यूटन। वास्तव में, सामान्य बल है a संपीड़न प्रतिक्रिया बल जो किसी सतह पर बना हो, बल भार से नहीं।
ताकत काम वजन
एक बल द्वारा किया गया कार्य ऊर्जा की मात्रा को मापता है जिसे दो या दो से अधिक निकायों के बीच स्थानांतरित किया गया है। भार बल के कार्य की गणना के लिए जिस सूत्र का उपयोग किया जाता है वह यह है, इसे देखें:
τ - काम (जे - जूल)
पी - वजन (एन - न्यूटन)
घ - विस्थापन (एम - मीटर)
θ - ताकत और वजन के बीच का कोण
सूत्र हमें दिखाता है कि भार बल द्वारा किए गए कार्य की मात्रा विस्थापन से गुणा उस बल की तीव्रता पर निर्भर करती है, लेकिन कोण पर भी θ, विस्थापन और भार बल के बीच बनता है। आइए जानते हैं कुछ खास मामलों के बारे में:
जब कोण θ 0º के बराबर हो: यदि भार बल और विस्थापन 0 डिग्री का कोण बनाते हैं, तो भार बल धनात्मक होगा, अर्थात कार्य भार बल की गतिज ऊर्जा में वृद्धि होगी, जैसे कि जब कोई वस्तु. के केंद्र की ओर गिरती है पृथ्वी।
जब कोण θ 180º के बराबर हो: इस स्थिति में, भार बल और विस्थापन विपरीत होते हैं, जैसे कि जब हम किसी वस्तु को ऊपर की ओर फेंकते हैं, तो यहाँ पृथ्वी पर: जब हम ऐसा करते हैं, तो शरीर गतिज ऊर्जा खो देता है, क्योंकि कार्य ऋणात्मक है, क्योंकि 180° की कोज्या बराबर है 1 करने के लिए
जब कोण θ 90º के बराबर हो: चूँकि 90° की कोज्या 0 है, इसलिए भार बल इसके लंबवत दिशाओं में कार्य नहीं करेगा, जैसे कि क्षैतिज रूप से चलते समय। इस मामले में, शरीर के वजन से उसकी गतिज ऊर्जा में कोई बदलाव नहीं आएगा।
यह भी देखें: देखें कि न्यूटन के तीन नियमों के बारे में सबसे महत्वपूर्ण क्या है
बल भार और गुरुत्वाकर्षण
आकर्षण-शक्तियूनिवर्सल में से एक है न्यूटन के नियम, यह नियम कहता है कि द्रव्यमान से संपन्न सभी पिंड एक दूसरे को समान बल के साथ जोड़े में आकर्षित करते हैं। इसके अलावा, यह कानून इंगित करता है कि निकायों के बीच आकर्षक बल है आनुपातिकतकउत्पादमेंतो आप कापास्ता तथा व्युत्क्रमानुपातीआनुपातिकउनके बीच की दूरी चुकता. सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण सूत्र देखें:
एफजी - गुरुत्वाकर्षण बल (एन)
जी - सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक (6.674.10 .)-11 एनएम²/किग्रा²)
म तथा म - शरीर द्रव्यमान (किलो)
आर - निकायों के बीच की दूरी (एम)
बाईं ओर दिखाया गया पहला सूत्र वह है जिसे हम कहते हैं सार्वत्रिक गुरुत्वाकर्षण का नियम, इसमें, यह देखना संभव है कि, द्रव्यमान m के अलावा, GM/r² शब्द है, इस शब्द का उपयोग गणना करने के लिए किया जाता है त्वरणदेता हैगुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के एक पिंड द्वारा निर्मित, द्रव्यमान के केंद्र से r दूरी पर एक बिंदु पर। साथ ही, अक्षर G एक समानुपाती नियतांक है जो सभी निकायों पर लागू होता है।
पिछली आकृति में दिखाए गए दायीं ओर के सूत्र के माध्यम से, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण की गणना करना संभव है इसकी सतह पर। इसके लिए हम पृथ्वी के द्रव्यमान (M = 5.972.10 .) का उपयोग करेंगे24 किग्रा), पृथ्वी की भूमध्यरेखीय त्रिज्या (r = 6.371.10 .)6 एम) और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक (जी = 6.674.10-11 N.m²/kg²), और इस प्रकार हम पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण का अनुमान लगाने में सक्षम होंगे:
परिणाम से पता चलता है कि आइजैक न्यूटन का सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के परिमाण की भविष्यवाणी करने में सक्षम है, और इसके परिणाम सबसे सटीक उपकरणों द्वारा मापे गए परिणामों के अनुकूल हैं।
यह भी देखें:चंद्रमा पृथ्वी पर क्यों नहीं गिरता?
वजन शक्ति व्यायाम
प्रश्न 1) वजन और द्रव्यमान की अवधारणाओं के संबंध में, गलत विकल्प की जाँच करें:
ए) वजन की गणना शरीर के द्रव्यमान को स्थानीय गुरुत्वाकर्षण के त्वरण से गुणा करके की जाती है।
b) भार और द्रव्यमान भिन्न भौतिक राशियाँ हैं।
c) भार बल नीचे की ओर इंगित करता है।
d) भार एक सदिश राशि है, जिसे न्यूटन में मापा जाता है।
ई) द्रव्यमान एक अदिश राशि है जिसे किलोग्राम में मापा जाता है।
खाका: पत्र सी
संकल्प:
केवल गलत कथन अक्षर C है, यह कहता है कि भार नीचे की ओर इंगित करता है, जो गलत है। चूंकि भार बल एक सदिश राशि है, इसकी परिभाषा संदर्भ के एक फ्रेम पर निर्भर करती है। हमारे लिए, उदाहरण के लिए, ग्लोब के दूसरी तरफ एक व्यक्ति का वजन ऊपर की ओर इशारा करता है। यह कहना सही होगा कि भार हमेशा पृथ्वी के केंद्र की ओर इशारा करता है।
प्रश्न 2) चंद्रमा पर, जहां गुरुत्वाकर्षण 1.6 m/s² के बराबर है, एक व्यक्ति का वजन 80 N है। पृथ्वी पर, जहाँ गुरुत्वाकर्षण 9.8 m/s² है, इस व्यक्ति का द्रव्यमान, किग्रा में, इसके बराबर होगा:
क) 490.0 किग्रा
बी) 50.0 किग्रा
सी) 8.2 किलो
घ) 784.0 किग्रा
ई) 128 किग्रा
खाका: अक्षर बी
संकल्प:
सबसे पहले हमें चंद्रमा पर व्यक्ति के वजन और गुरुत्वाकर्षण के आधार पर उसके द्रव्यमान की गणना करनी चाहिए, जाँच करें:
उपरोक्त गणनाओं से, हम पाते हैं कि इस पिंड का द्रव्यमान 50 किग्रा के बराबर है, हालाँकि, हम पृथ्वी पर पिंड का द्रव्यमान पूछते हैं, जो इसके द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए। इस प्रकार, सही विकल्प B अक्षर है।
प्रश्न 3) बृहस्पति की सतह पर एक वस्तु का भार 2231 N है, जहाँ गुरुत्वाकर्षण 24.79 m/s² है। मंगल ग्रह पर इस पिंड का भार कितना होना चाहिए, जहां गुरुत्वाकर्षण 3.7 मी/से² है?
ए) 333 एन
बी) 90 एन
सी) 900 एन
डी) 370 एन
ई) 221 एन
खाका: एक पत्र
संकल्प:
बृहस्पति पर पिंड के द्रव्यमान और वजन के आधार पर, हम मंगल पर इसके द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं, देखें:
शरीर द्रव्यमान (९० किग्रा) की खोज के बाद, हम फिर से वजन सूत्र लागू करते हैं, इस बार मंगल गुरुत्वाकर्षण (3.7 मीटर/से) का उपयोग करते हुए। इस प्रकार, हम पाते हैं कि मंगल पर इस पिंड का भार 333 N होना चाहिए।
मेरे द्वारा राफेल हेलरब्रॉक
