सामान्य शक्ति: योजना, सूत्र और अभ्यास में

शक्तिसाधारण (या बस सामान्य) है किसी वस्तु पर किसी सतह का बल लगाना। जब हम किसी सतह पर बल लगाते हैं, तो वह हम पर एक प्रतिक्रिया बल लगाती है, समान दिशा, हालांकि साथ समझविपरीत। के अनुसार न्यूटन का तीसरा नियम, सामान्य बल की तीव्रता उतनी ही होनी चाहिए जितनी सतह पर लागू होती है, इसके अलावा, यह है कभीसीधा (यह 90º का कोण बनाता है) इस सतह के तल के साथ।

जब किसी वस्तु को समतल सतह पर रखा जाता है, तो अभिलंब बल कार्य करेगा उसी दिशा में जैसे आपका वजन, लेकिन विपरीत दिशा के साथ। इस प्रकार, सामान्य बल वह कर सकता हैअपने आप को रद्द करें वजन बल के साथ, जिससे शरीर अंदर रहता है संतुलन।

चूंकि सामान्य ताकत और वजन ताकत एक ही शरीर पर कार्य करते हैं, वे क्रिया और प्रतिक्रिया जोड़ी के रूप में नहीं माना जा सकता है।, चूंकि, न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, बलों के ये जोड़े स्थापित होते हैं केवल विभिन्न निकायों में मौजूद हो सकता है. नीचे, हम सामान्य और वजन के बीच के संबंध को समझेंगे, हालांकि, ताकि आप इस पाठ की सामग्री को और अधिक स्पष्ट रूप से समझ सकें, हमारा सुझाव है कि आप हमारे बारे में पढ़ें लेख: न्यूटन के नियम.

मेज पर रखी पुस्तकें अपने भार के साथ इसे संकुचित करती हैं, और मेज उन पर सामान्य बल लगाकर प्रतिक्रिया करती है।

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सामान्य ताकत और वजन ताकत

जैसा कि कहा गया है, ताकत वजन और सामान्य ताकत क्रिया और प्रतिक्रिया नहीं हैं. हालांकि ये ताकतें हमेशा संबंधित लगती हैं, कोई भी संपीड़न एक सामान्य बल उत्पन्न कर सकता हैउदाहरण के लिए, जब हम किसी दीवार को धक्का देते हैं, तो वह हम पर एक सामान्य बल लगाती है जो उसकी सतह के लंबवत होता है।

सुनने में तो आम बात है कि सामान्य और वजनदार बराबर हैं और इसलिए एक दूसरे को रद्द करें. हालाँकि, यह कथन यह हमेशा सच नहीं होता है. वास्तव में, यह केवल एक बहुत ही विशिष्ट मामले के लिए सच है: जब कोई वस्तु संतुलन में होती है और वजन के बल की विशेष क्रिया के तहत पूरी तरह से सपाट सतह पर समर्थित होती है। आइए कुछ मामलों की जांच करें जहां सामान्य ताकत वजन की ताकत के बराबर नहीं है:

• जब किसी पिंड को झुकी हुई मेज पर टिका दिया जाता है, तो सामान्य बल भार बल के अनुरूप नहीं होता है, बल्कि केवल उसके ऊर्ध्वाधर घटक के अनुरूप होता है;

• जब हम अपने आप को एक लिफ्ट के अंदर पाते हैं जो एक त्वरित चढ़ाई गति करता है, तो लिफ्ट फर्श द्वारा लगाया गया सामान्य बल हमारे वजन से अधिक परिमाण का होगा;

• जब हम तेजी से उतरते लिफ्ट में होते हैं, तो सामान्य बल का परिमाण हमारे वजन से कम होता है, ठीक उसी तरह जब हम अपने पेट में तितलियों को महसूस करते हैं जब हम एक खड़ी उतरते हैं;

• यदि इनमें से कोई भी किसी वस्तु को ऊपर खींच रहा हो तो सामान्य बल भार बल से कम होगा। यदि यह वस्तु स्थिर रहती है, तो भी इससे जमीन पर होने वाला संपीड़न कम होता है।

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सामान्य शक्ति सूत्र

किसी पिंड पर लगने वाले सामान्य बल की तीव्रता को निर्धारित करने के लिए कोई विशिष्ट सूत्र नहीं है। हालांकि, हम जानते हैं कि जब भी कोई पिंड गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत किसी सतह पर समर्थित होता है, तो यह मौजूद रहेगा। सामान्य बल मॉड्यूल को खोजने के लिए, a को इकट्ठा करना आवश्यक है मुफ्त शरीर आरेख, अर्थात्, शरीर पर कार्य करने वाले बलों का प्रतिनिधित्व करते हैं और सामान्य बल को एक बल के रूप में सही ढंग से प्रस्तुत करते हैं जो सतह के साथ 90º कोण बनाता है।

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विमान में सामान्य बल

जिस स्थिति में कोई वस्तु समतल पर है और सबसे सरल भार बल की अनन्य क्रिया के तहत हमारे लिए सामान्य बल का अध्ययन करना सबसे आम है, जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है:

सचित्र स्थिति में, हम देखते हैं कि भार बल और सामान्य बल एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, इसलिए इस मामले में सामान्य की तीव्रता शरीर के वजन के समान होती है।

प्लेन में नॉर्मल और वेट कैंसिल होते हैं।

झुके हुए तल पर सामान्य बल

जब कोई वस्तु a. पर समर्थित होती है सतहझुकाव, इस सतह पर इसके द्वारा लगाया जाने वाला संपीड़न बल क्षैतिज होने की तुलना में छोटा हो जाता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि वस्तु पर लगने वाला भार बल दो भागों में टूट जाता है और इस स्थिति में, सामान्य बल केवल भार के ऊर्ध्वाधर घटक के साथ रद्द किया जाएगा, जैसा कि एक मुक्त-शरीर आरेख में दिखाया गया है, इस चित्र में:

झुके हुए तल पर, सामान्य वजन के y घटक के बराबर होता है। [1]

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, सामान्य बल (N) और वजन का y घटक (P .)_आप) एक ही दिशा में कार्य करते हैं, इसलिए हम कह सकते हैं कि, इस स्थिति में, ये दोनों बल एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, इसलिए सामान्य बराबर है पी_आप:

झुकाव वाले विमान पर, सामान्य वस्तु के वजन के एक अंश से मेल खाता है।

लिफ्ट में सामान्य ताकत

जब हम एक में होते हैं आराम से लिफ्ट या स्थिर गति के साथ ऊपर या नीचे जाने पर, सामान्य हमारे वजन के बराबर होगा. हालाँकि, यदि लिफ्ट को किसी भी दिशा (ऊपर या नीचे) में त्वरित किया जा रहा है, तो सामान्य हमारे वजन से छोटा या बड़ा हो सकता है, जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है:

के आवेदन के अनुसार न्यूटन का दूसरा नियम, प्रत्येक मामले में लिफ्ट में रहने वाले पर परिणामी बल यह निर्धारित करेगा कि सामान्य बल का परिमाण कितना अधिक या कम होगा। प्रत्येक स्थिति में परिणाम ज्ञात करने के लिए, हम इस नियम को लागू करते हैं।

सामान्य शक्ति कार्य

यदि क्षैतिज सतह पर समर्थित कोई पिंड a. पर चलता है दिशासमानांतर उस सतह तक, उस पर लगने वाला सामान्य बल कोई कार्य नहीं करेगा।. यह इस तथ्य के कारण है कि सामान्य बल हमेशा सतह से 90° के कोण पर बनता है। जैसा कि हम जानते हैं, एक बल द्वारा किए गए कार्य की परिभाषा कहती है कि विस्थापन के लंबवत बल कार्य करने में सक्षम नहीं हैं, जैसा कि इस सूत्र में दिखाया गया है:

क्षैतिज दिशा के साथ इसके कोण के कारण, सामान्य बल काम नहीं करता है।

सामान्य शक्ति और पैमाना

जब हम पैमाने पर कदम रखते हैं हम अपना वजन नहीं माप रहे हैं, हमारा द्रव्यमान बहुत कम है, कम से कम सीधे तो नहीं. यदि हम इनमें से किसी भी परिमाण को माप रहे हैं, उदाहरण के लिए, यदि कोई हमारे कंधों पर झुक जाए, तो पैमाना उसके माप में कोई परिवर्तन नहीं दिखाएगा।

पैमाना वास्तव में जो मापता है वह उसके द्वारा लगाया जाने वाला सामान्य बल है, इसके लिए सबसे सामान्य पैमानों से लैस हैं स्प्रिंग्स ठीक से कैलिब्रेट किया गया। कब गोलियाँ, ये झरने विकृत, और यह इस विकृति पर आधारित है कि, कम से कम परोक्ष रूप से, हमारे द्रव्यमान को मापा जाता है।

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सामान्य शक्ति पर हल किए गए व्यायाम

प्रश्न 1) सामान्य बल के संबंध में, विकल्प की जाँच करें गलत:

a) सामान्य बल हमेशा सतह के लंबवत होता है।

ख) सामान्य बल किसी सतह पर आराम करने वाले पिंड के भार की प्रतिक्रिया के रूप में प्रकट होता है।

ग) सामान्य और वजन एक क्रिया और प्रतिक्रिया जोड़ी नहीं हैं।

d) सामान्य बल उस बल के समानुपाती होता है जिससे कोई वस्तु किसी सतह को संकुचित करती है।

ई) सामान्य ताकत में हमेशा वजन की ताकत के बराबर मापांक नहीं होगा।

खाका: अक्षर बी

संकल्प:

सूची में एकमात्र गलत विकल्प बी अक्षर है, क्योंकि सामान्य बल भार बल के लिए प्रतिक्रिया बल नहीं है। वास्तव में, सामान्य बल एक संपीड़ित प्रतिक्रिया बल है जिसे सतह पर रखा जाता है।

प्रश्न 2) एक 5 किलो के शरीर को समतल सतह पर सहारा दिया जाता है, ऐसी जगह पर जहाँ गुरुत्वाकर्षण 10 m/s² के बराबर होता है। उस पिण्ड पर लगने वाले सामान्य बल की तीव्रता ज्ञात कीजिए।

ए) ५० एन

बी) 2 एन

सी) 20 एन

डी) 2.5 एन

ई) 25 एन

टेम्पलेट: एक पत्र

संकल्प:

यह याद रखना पर्याप्त है कि जब कोई वस्तु संतुलन में होती है और क्षैतिज सतह पर टिकी होती है, तो उस पर लगने वाला सामान्य बल उसके भार के बराबर तीव्रता का होता है। गणना की जाँच करें:

आकृति में, परिणाम दर्शाता है कि सामान्य बल 50 न्यूटन के बराबर है।

प्रश्न 3) 5 किलो के बराबर द्रव्यमान वाला एक पिंड एक झुकी हुई, चिकनी, घर्षण रहित सतह पर टिका होता है। यह जानते हुए कि क्षैतिज दिशा के संबंध में सतह के झुकाव का कोण 30° के बराबर है, निर्धारित करें कि इस शरीर पर लगने वाले सामान्य बल की तीव्रता क्या है।

ए) ५० एन

बी) 150 एन

सी) 6 एन

डी) 25 एन

ई) 15 एन

खाका: पत्र डी

संकल्प:

जैसा कि पाठ में कहा गया है, जब एक शरीर एक झुकी हुई सतह पर टिका होता है, तो इसका सामान्य उसके वजन के ऊर्ध्वाधर घटक के अनुरूप होगा (P_आप). इस वजन घटक की गणना ढलान कोण के कोसाइन द्वारा वजन को गुणा करके की जा सकती है। यह जानते हुए कि इस मामले में कोण 30º है और कॉस 30º 0.5 के बराबर है, यह आवश्यक है कि हम निम्नलिखित गणना करें:

की गई गणना का विश्लेषण करते हुए, हम देख सकते हैं कि, जब तल के झुकाव का कोण 30º है, तो बल की तीव्रता यदि वस्तु दिशा के साथ संरेखित सतह पर आराम कर रही होती है तो सामान्य मूल्य आधे से गिर जाता है क्षैतिज।

मेरे द्वारा राफेल हेलरब्रॉक