स्कूल के वर्षों में भी, सातवीं या आठवीं कक्षा में, प्रत्येक व्यक्ति गतिशील भौतिकी की एक नई अवधारणा - घर्षण से परिचित हो जाता है। हालांकि, कई, परिपक्व होने के बाद, भूल जाते हैं कि घर्षण क्या है और यह बल कैसे काम करता है। आइए इस विषय को समझने की कोशिश करते हैं।
अवधारणा की परिभाषा
घर्षण एक घटना है जिसका निम्नलिखित अर्थ है: जब दो शरीर एक-दूसरे के संपर्क में आते हैं, तो उनके संपर्क के स्थान पर एक विशेष संपर्क बनता है, जो निकायों को एक-दूसरे के सापेक्ष आगे बढ़ने से रोकता है। यह स्पष्ट है कि इन निकायों की बातचीत के मूल्य की गणना करना संभव है। घर्षण बल इस बातचीत को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है। यदि कठोर पिंडों के बीच घर्षण होता है (उदाहरण के लिए, बुकशेल्फ़ के साथ एक किताब या टेबल के साथ एक सेब की बातचीत), तो इस बातचीत को शुष्क घर्षण कहा जाता है।
यह समझना चाहिए कि घर्षण एक बल है जिसमें विद्युत चुम्बकीय प्रकृति होती है। इसका अर्थ है कि इस बल का कारण इस या उस पिंड को बनाने वाले कणों के बीच परस्पर क्रिया है।
घर्षण क्या है?
हमारी दुनिया में मौजूद वस्तुओं की विविधता के कारण, आप कर सकते हैंनिर्धारित करें कि उनमें से प्रत्येक की अपनी संरचना है और व्यक्तिगत गुण हैं। इसका मतलब है कि विभिन्न वस्तुओं के बीच की बातचीत अलग-अलग होगी। भौतिकी में कई समस्याओं के सार और सक्षम समाधान की सही समझ के लिए, तीन प्रकार के घर्षण को सशर्त रूप से अलग करने की प्रथा है। तो, आइए प्रत्येक का अलग-अलग विश्लेषण करें:
- पहला घर्षण स्थैतिक घर्षण है जो तब होता है जब दो पिंडों की कोई सापेक्ष गति नहीं होती है। उसके उदाहरण हम हर जगह देख सकते हैं, क्योंकि इस घर्षण से उत्पन्न बल वस्तुओं को संतुलन में रखता है। उदाहरण के लिए, चलती कन्वेयर बेल्ट पर सामान, दीवार में लगी कील, या फर्श पर खड़ा व्यक्ति।
- स्लाइडिंग घर्षण सशर्त रूप से दूसरा घर्षण है। स्लाइडिंग का मान इस प्रकार परिभाषित किया गया है: जब एक बल को स्थिर घर्षण बल से अधिक संतुलन में शरीर पर लागू किया जाता है, तो स्लाइडिंग घर्षण बल कार्य करना शुरू कर देता है, और शरीर चलता रहता है।
- और अंत में, रोलिंग घर्षण, जो दो निकायों की बातचीत की व्याख्या करता है, जिनमें से एक दूसरे की सतह पर लुढ़कता है। रोलिंग और स्लाइडिंग घर्षण में अंतर इस तथ्य से समझाया गया है कि किसी भी आंदोलन के साथ, शरीर के क्षेत्र संपर्क सतह की लंबाई के साथ विस्थापित हो जाते हैं, और टूटे हुए अंतर-आणविक बंधनों के बजाय, नए बनते हैं। और उस स्थिति में जब पहिया बिना फिसले लुढ़कता है, आण्विक बंधन बहुत तेजी से टूटते हैं जब पहिया वर्गों को फिसलने की तुलना में उठाया जाता है। यह पता चला है कि रोलिंग घर्षण बल फिसलने वाले बल से कम है।
घर्षण का उपयोग कहाँ और कैसे किया जा सकता है?
घर्षण हैएक अपरिवर्तनीय घटना, जिसके बिना हम प्राथमिक चीजें करने में सक्षम नहीं होंगे: चलना, बैठना, या बस वस्तुओं को अपने हाथों में पकड़ना। इसलिए, घर्षण के महत्व को कम मत समझो। जैसा कि फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी गिलौम ने कहा था: "यदि घर्षण नहीं होता, तो हमारी पृथ्वी एक भी खुरदरापन के बिना होती, यह एक तरल बूंद की तरह होती।"
शायद सबसे अच्छा उदाहरण जो सबसे सटीक रूप से घर्षण को दर्शाता है वह है एक पहिया का संचालन। प्राचीन काल में भी, यह देखा गया था कि रोलिंग घर्षण की ताकतें फिसलने वाले घर्षण की ताकतों की तुलना में बहुत कम होती हैं। यह रोलिंग घर्षण के निर्विवाद लाभ थे जिसके कारण लोगों को भारी और भारी भार को स्थानांतरित करने के लिए लॉग या रोलर्स लगाने पड़े। समय के साथ, लोगों ने रोलिंग घर्षण के अद्भुत गुणों के बारे में अपने ज्ञान में सुधार किया, घर्षण बलों के प्रभाव में वस्तुओं की गति को देखा, और अंत में पहिया का आविष्कार किया! आधुनिक दुनिया में, इन अपूरणीय भागों के बिना जीवन की कल्पना करना असंभव है, क्योंकि पहिए किसी भी परिवहन के दूसरे "इंजन" हैं!
घर्षण बल के मान की गणना कैसे करें?
किसी भी अन्य बल की तरह, घर्षण बल का पूर्णांक मान होता है। गति या अन्य प्रकार के कार्यों के लिए कितना बल आवश्यक है, यह सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए, स्थैतिक घर्षण बल की गणना करना आवश्यक है। इंजीनियर आमतौर पर ऐसा तब करते हैं, उदाहरण के लिए, वे कारखाने बनाते हैं या नए उपकरणों का आविष्कार करते हैं। हालांकि, सामान्य स्कूली बच्चों को भी कुछ कार्यों का सामना करना पड़ता है जहां घर्षण बल की गणना करना आवश्यक होता है। तो इसे गिनने के लिएमान, आपको बस एक सरल सूत्र का उपयोग करने की आवश्यकता है: Ffriction=KN, जहां k घर्षण का गुणांक है। सभी गुणांकों का मान हमेशा उस वस्तु की सतह पर निर्भर करता है जिस पर वस्तु चलती है या परस्पर क्रिया करती है। हमारे सूत्र में "एन" का अर्थ है शरीर पर समर्थन की प्रतिक्रिया बल। यह मुख्य रूप से शरीर के द्रव्यमान पर निर्भर करता है जो समर्थन की सतह के संपर्क में है।
समस्या में बल के मान की गणना करें
मान लें कि m=3 kg द्रव्यमान का एक पिंड क्षैतिज बोर्ड पर है। लकड़ी के बोर्ड और शरीर के बीच घर्षण का गुणांक 0.3 है। घर्षण बल का मान कैसे ज्ञात करें? यह बहुत आसान है, आपको बस हमारे मूल्यों को सूत्र में प्लग करना है। आपको बस इस बात का ध्यान रखना होगा कि इस मामले में N शरीर के वजन के बराबर है (न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार)। तो, वांछित बल है (mg)k=(3 kg10 m/s2)0, 3=9 H.
