घर्षण वह बल है जो किसी वस्तु की गति का विरोध करता है। गतिमान वस्तु को रोकने के लिए, बल को गति की दिशा के विपरीत दिशा में कार्य करना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि आप फर्श पर पड़ी गेंद को धक्का देते हैं, तो वह हिल जाएगी। धक्का का बल उसे दूसरी जगह ले जाता है। धीरे-धीरे गेंद धीमी हो जाती है और हिलना बंद कर देती है। किसी वस्तु की गति का विरोध करने वाले बल को घर्षण कहते हैं। प्रकृति और प्रौद्योगिकी में, इस बल के प्रयोग के उदाहरण बड़ी संख्या में हैं।
घर्षण के प्रकार
विभिन्न प्रकार के घर्षण होते हैं:
बर्फ के आर-पार एक स्केट ब्लेड फिसलने का एक उदाहरण है। जैसे ही स्केटर रिंक के चारों ओर घूमता है, स्केट्स का निचला भाग फर्श को छूता है। घर्षण का स्रोत ब्लेड की सतह और बर्फ के बीच का संपर्क है। किसी वस्तु का भार और वह जिस प्रकार की सतह पर घूम रही है, वह निर्धारित करता हैदो वस्तुओं के बीच पर्ची (घर्षण) की मात्रा। एक भारी वस्तु उस सतह पर अधिक दबाव डालती है जिस पर वह फिसल रही है, इसलिए अधिक फिसलने वाला घर्षण होगा। चूंकि घर्षण वस्तुओं की सतहों के बीच आकर्षक बलों के कारण होता है, घर्षण की मात्रा दो परस्पर क्रिया करने वाली वस्तुओं की सामग्री पर निर्भर करती है। एक चिकनी झील पर स्केटिंग करने का प्रयास करें और आपको उबड़-खाबड़ बजरी वाली सड़क पर स्केटिंग करने की तुलना में यह बहुत आसान लगेगा
- विश्राम घर्षण (सामंजस्य) - वह बल जो 2 संपर्क निकायों के बीच होता है और गति की घटना को रोकता है। उदाहरण के लिए, एक कोठरी को स्थानांतरित करने के लिए, एक कील ठोकने या फावड़ियों को बांधने के लिए, आपको आसंजन के बल को दूर करने की आवश्यकता होती है। प्रकृति और तकनीक में घर्षण के ऐसे ही कई उदाहरण हैं।
- जब आप बाइक चलाते हैं, तो पहिए और सड़क के बीच का संपर्क रोलिंग घर्षण का एक उदाहरण है। जब कोई वस्तु किसी सतह पर लुढ़कती है, तो रोलिंग घर्षण को दूर करने के लिए आवश्यक बल फिसलने पर काबू पाने के लिए आवश्यक बल की तुलना में बहुत कम होता है।
गतिज घर्षण
जब आपने किताब को मेज पर धकेला और वह एक निश्चित दूरी तक चली, तो उसे चलती वस्तुओं के घर्षण का अनुभव हुआ। इस बल को गतिज घर्षण बल के रूप में जाना जाता है। यह दूसरे की एक सतह पर कार्य करता है जब दो सतह एक दूसरे के खिलाफ रगड़ती हैं क्योंकि एक या दोनों सतह चलती हैं। यदि आप सामान्य बल को बढ़ाने के लिए पहली किताब के ऊपर अतिरिक्त किताबें रख दें, तो गतिज घर्षण बल होगावृद्धि।
निम्न सूत्र है: एफघर्षण=Μएफएन।गतिज घर्षण का बल गतिज घर्षण के गुणांक और सामान्य बल के गुणनफल के बराबर होता है। इन दोनों बलों के बीच एक रैखिक संबंध है। गतिज घर्षण का गुणांक घर्षण बल को सामान्य बल से जोड़ता है। चूँकि यह एक बल है, इसे मापने की इकाई न्यूटन है।
स्थिर घर्षण
कल्पना कीजिए कि आप एक सोफे को फर्श पर धकेलने की कोशिश कर रहे हैं। आप इसे थोड़ा बल से दबाते हैं, लेकिन यह हिलता नहीं है। स्थैतिक घर्षण बल एक स्थिर वस्तु की गति का कारण बनने के प्रयास में, बल के जवाब में कार्य करता है। यदि वस्तु पर ऐसा कोई बल नहीं है, तो स्थैतिक घर्षण बल शून्य होता है। यदि कोई बल गति का कारण बनने की कोशिश कर रहा है, तो दूसरा उसके पार होने से पहले अपने अधिकतम मूल्य तक बढ़ जाएगा, और आंदोलन शुरू हो जाएगा।
इस दृश्य के लिए सूत्र: एफघर्षण=sFn. स्थिर घर्षण बल स्थिर घर्षण गुणांक (s) और सामान्य बल F (n) के गुणनफल से कम या उसके बराबर होता है। सोफे के उदाहरण में, अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल उस व्यक्ति के बल को संतुलित करता है जब तक कि सोफा हिलना शुरू नहीं कर देता।
घर्षण गुणांक मापना
घर्षण बल किससे निर्धारित होता है? प्रकृति और प्रौद्योगिकी में, जिन सामग्रियों से सतहों को बनाया जाता है, वे एक निश्चित भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, कल्पना कीजिए कि आप एथलेटिक जूतों के बजाय मोज़े पहनकर बास्केटबॉल खेलने की कोशिश कर रहे हैं। यह शायदआपके जीतने की संभावना को काफी खराब कर देता है। जूता सतह पर दौड़ते समय ब्रेक लगाने और दिशाओं को तेज़ी से बदलने के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करने में मदद करता है। आपके जूतों और बास्केटबॉल कोर्ट के बीच आपके मोज़े और पॉलिश किए गए लकड़ी के फर्श के बीच की तुलना में अधिक घर्षण है।
विभिन्न गुणांक दिखाते हैं कि एक वस्तु कितनी आसानी से दूसरी वस्तु पर फिसल सकती है। उनके सटीक माप सतह की स्थितियों के प्रति काफी संवेदनशील होते हैं और प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित होते हैं। गीली सतहें सूखी सतहों की तुलना में बहुत अलग तरीके से व्यवहार करती हैं।
भौतिकी: प्रकृति और प्रौद्योगिकी में घर्षण का बल
आप हर समय घर्षण का अनुभव करते हैं और आपको खुशी होनी चाहिए कि यह संभव है। यह वह बल है जो स्थिर वस्तुओं को जगह में रखने में मदद करता है, और व्यक्ति चलते समय गिरता नहीं है। घर्षण क्या है? प्रकृति और तकनीक में हर कदम पर उदाहरण मिल सकते हैं। आपको इसका एहसास नहीं हो सकता है, लेकिन आप पहले से ही इस शक्ति से बहुत परिचित हैं। यह गति की विपरीत दिशा में होता है, और इस वजह से यह एक बल है जो वस्तुओं की गति को प्रभावित करता है।
जब आप बॉक्स को फर्श पर घुमाते हैं, तो घर्षण बॉक्स के विपरीत बॉक्स के विपरीत काम करता है। जब आप किसी पहाड़ से नीचे उतरते हैं, तो घर्षण आपके नीचे की ओर गति के विरुद्ध कार्य करता है। जब आप कार में ब्रेक लगाते हैं और थोड़ी देर चलते रहते हैं, तो घर्षण आपके फिसलने की दिशा के विरुद्ध काम करता है, जो अंततः पर्ची को पूरी तरह से रोकने में मदद करता है।
जब दो वस्तुएं एक दूसरे में "रगड़" जाती हैं, तो बल सेट हो जाते हैंवस्तुओं के अणुओं के बीच आकर्षण, जिससे घर्षण होता है। प्रकृति और प्रौद्योगिकी में, यह पदार्थ के लगभग किसी भी चरण - ठोस, तरल पदार्थ और गैसों के बीच हो सकता है। घर्षण दो वस्तुओं के बीच होता है, जैसे कि एक बॉक्स और एक फर्श, लेकिन मछली और पानी जिसमें वे तैरते हैं, और हवा में गिरने वाली वस्तुओं के बीच भी हो सकते हैं। हवा के कारण होने वाले घर्षण का एक विशेष नाम है: वायु प्रतिरोध।
प्रकृति, प्रौद्योगिकी, जीवन में घर्षण की भूमिका
घर्षण मानव अनुभव का एक अभिन्न अंग है। हमें चलने, खड़े होने, काम करने और सवारी करने के लिए कर्षण की आवश्यकता होती है। साथ ही, हमें आंदोलन के प्रतिरोध को दूर करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए बहुत अधिक घर्षण के लिए कार्य करने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप अक्षमता होती है। 21वीं सदी में, मानवता जीवाश्म ईंधन के जलने से ऊर्जा की कमी और ग्लोबल वार्मिंग की दोहरी चुनौतियों का सामना कर रही है। इस प्रकार, घर्षण को नियंत्रित करने की क्षमता आज की दुनिया में सर्वोच्च प्राथमिकता बन गई है। हालांकि, कई लोगों में अभी भी घर्षण की मौलिक प्रकृति की समझ की कमी है।
प्रकृति और तकनीक में घर्षण (भौतिकी) हमेशा से कौतूहल का विषय रहा है। लियोनार्डो दा विंची के अग्रणी कार्य के बाद, 16 वीं शताब्दी में इस बल की उत्पत्ति का गहन अध्ययन शुरू हुआ। हालांकि, सटीक माप के लिए एक उपकरण की कमी के कारण इसकी प्रकृति को समझने में प्रगति धीमी रही है। वैज्ञानिक कूलम्ब और अन्य लोगों द्वारा किए गए सरल प्रयोगों ने समझने की नींव रखने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान की है। 1800 के दशक के अंत और शुरुआत में1900 के दशक में स्टीम इंजन, लोकोमोटिव और फिर हवाई जहाज दिखाई दिए। साथ ही, अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए घर्षण की स्पष्ट समझ और इसे नियंत्रित करने की क्षमता की आवश्यकता होती है।
प्रकृति प्रौद्योगिकी में घर्षण को लागू करने और नियंत्रित करने के तरीके में, रोजमर्रा की जिंदगी में, परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। 21वीं सदी की शुरुआत में, नैनो-तकनीकों के उपयोग के कारण नैनो-स्केल घर्षण का एक नया आयाम उभरा। परमाणु और आणविक घर्षण की मानवीय समझ का तेजी से विस्तार हो रहा है। आज, ऊर्जा दक्षता और नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन पर तत्काल ध्यान देने की आवश्यकता है क्योंकि विज्ञान कार्बन उत्सर्जन को कम करने का प्रयास करता है। टिकाऊ प्रौद्योगिकियों की खोज में घर्षण को नियंत्रित करने की क्षमता एक महत्वपूर्ण कदम बन जाती है। यह ऊर्जा दक्षता का सूचक है। यदि अनावश्यक ऊर्जा हानि को कम करना और वर्तमान ऊर्जा दक्षता में वृद्धि करना संभव है, तो इससे वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को विकसित करने का समय मिलेगा।
जीवन में घर्षण के उदाहरण
घर्षण एक ऐसा बल है जो प्रतिरोधक है। यह कुछ बल लगाकर दूसरी वस्तु की गति को बाधित करता है। लेकिन यह शक्ति कहां से आती है? सबसे पहले, यह आणविक स्तर से विचार करना शुरू करने लायक है। रोजमर्रा की जिंदगी में हम जो घर्षण देखते हैं, वह सतह खुरदरापन के कारण हो सकता है। लंबे समय से वैज्ञानिक इसी को इसके प्रकट होने का मुख्य कारण मानते थे।
प्रकृति और प्रौद्योगिकी में घर्षण के सबसे सरल उदाहरण निम्नलिखित हैं:
- चलते समय घर्षण बल किएकमात्र को प्रभावित करता है, हमें आगे बढ़ने का अवसर देता है।
- दीवार से टिकी सीढ़ी फर्श पर नहीं गिरती।
- जूते बांधते लोग।
- बिना घर्षण के, कारें न केवल ऊपर की ओर, बल्कि समतल सड़क पर भी ड्राइव नहीं कर पाएंगी।
- प्रकृति में, यह जानवरों को पेड़ों पर चढ़ने में मदद करता है।
ऐसे कई बिंदु हैं, ऐसे मामले भी हैं जहां यह बल, इसके विपरीत, हस्तक्षेप कर सकता है। उदाहरण के लिए, घर्षण को कम करने के लिए, मछलियों को एक विशेष स्नेहक दिया जाता है, जिसकी बदौलत वे शरीर के सुव्यवस्थित आकार के साथ-साथ पानी में आसानी से चल सकती हैं।
