भौतिकी में माप की इकाइयाँ व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। उनके लिए धन्यवाद, प्राप्त परिणाम की शुद्धता निर्धारित करना और ज्ञात मानक की तुलना में इसके मात्रात्मक मूल्य को समझना संभव है। आइए लेख में विचार करें कि न्यूटन प्रति मीटर माप की एक इकाई के साथ एक भौतिक मात्रा क्या है।
न्यूटन बल की एक इकाई है
हर छात्र जानता है कि आइजैक न्यूटन कौन हैं और उन्होंने शास्त्रीय यांत्रिकी के विकास में क्या योगदान दिया। पूर्ण निश्चितता के साथ, हम कह सकते हैं कि गतिकी, भौतिकी की एक शाखा के रूप में जो बलों का अध्ययन करती है, पूरी तरह से महान अंग्रेजी वैज्ञानिक के नियमों पर आधारित है। इसलिए, अंतर्राष्ट्रीय समुदाय ने बल की इकाई को न्यूटन (एन) कहने का फैसला किया। एक न्यूटन ऐसा बल है जो 1 किलोग्राम वजन के पिंड पर कार्य करते हुए इसे 1 m/s2 का त्वरण बताता है।
न्यूटन किसी भी प्रकार के बल की मुख्य इकाई है। हालाँकि, यह अंतर्राष्ट्रीय SI प्रणाली की सात आधार इकाइयों में से एक नहीं है। जैसे थेने कहा, इसे 3 अन्य बुनियादी अवधारणाओं के माध्यम से परिभाषित किया गया है - एक किलोग्राम (द्रव्यमान का एक माप), एक मीटर (अंतरिक्ष में दूरी का एक माप) और एक सेकंड (समय का एक माप)।
एक न्यूटन प्रति मीटर क्या है?
बलों के मापन की एक इकाई के रूप में "न्यूटन" की अवधारणा से परिचित होने के बाद, आइए लेख के विषय पर वापस आते हैं। न्यूटन का मान मीटर से गुणा करने पर क्या होता है? उन लोगों के लिए जो पूछे गए प्रश्न का तुरंत उत्तर नहीं दे सकते, आइए इस ऑपरेशन को गणितीय रूप में लिखें:
ए=एफएल
यदि, बल F के परिणामस्वरूप, पिंड l दूरी तय करता है, तो इन भौतिक राशियों का गुणन बल द्वारा गति की दिशा में किए गए कार्य को देगा।
कार्य एक ऊर्जा विशेषता है, इसे जूल (J) में मापा जाता है। एक जूल, कार्य की परिभाषा के अनुसार, वह ऊर्जा है जो 1 न्यूटन का बल किसी पिंड को 1 मीटर हिलाने पर खर्च करेगा।
भौतिक प्रक्रिया के आधार पर गतिमान पिंडों पर खर्च किए गए कार्य को विभिन्न प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि एक निर्माण क्रेन कंक्रीट स्लैब को उठाती है, तो गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र में इसकी संभावित ऊर्जा बढ़ जाती है। एक अन्य उदाहरण: लोग, निरंतर बल लगाते हुए, एक कार को कुछ समय के लिए धक्का देते हैं। खर्च किए गए कार्य का एक हिस्सा रोलिंग घर्षण बल को दूर करने के लिए जाता है और परिणामस्वरूप, तापीय ऊर्जा में चला जाता है, दूसरा भाग वाहन की गतिज ऊर्जा को बढ़ाने में चला जाता है।
तो एक न्यूटन प्रति मीटर कार्य की एक इकाई है जिसे जूल कहते हैं।
पलताकत
कार्य के अलावा, इस इकाई का उपयोग बल के क्षण को मापने के लिए भी किया जाता है। उत्तरार्द्ध को कार्य के समान सूत्र द्वारा वर्णित किया गया है, हालांकि, इस मामले में बल को कुछ कोण पर वेक्टर एल पर निर्देशित किया जाता है, जो बल के आवेदन के बिंदु से रोटेशन की धुरी तक की दूरी है।
इस तथ्य के बावजूद कि कार्य की इकाइयों में बल के क्षण का वर्णन किया गया है, ऐसा नहीं है। इसे बलाघूर्ण भी कहा जाता है, क्योंकि यह किसी बाह्य बल की प्रणाली को एक अक्ष के चारों ओर घुमाने और इसे कुछ कोणीय त्वरण देने की क्षमता को दर्शाता है। यदि बल आघूर्ण को रेडियन में घूर्णन कोण से गुणा किया जाए, तो हमें कार्य प्राप्त होता है। माप की इकाई नहीं बदलेगी।
दबाव की इकाई
लेख के विषय के हिस्से के रूप में, हम यह भी विचार करेंगे कि भौतिकी में दबाव कैसे मापा जाता है। जो लोग इस विज्ञान के शौकीन हैं, वे पास्कल को एसआई में दबाव मापने की एक इकाई के रूप में नाम देते हुए जल्दी से सही उत्तर देंगे। समस्याओं और व्यवहार में, दबाव की अन्य इकाइयाँ अक्सर सामने आती हैं, जो प्रत्येक विशिष्ट मामले में उपयोग करने के लिए सुविधाजनक होती हैं। तो, व्यापक: वातावरण, पारा और बार का पारा या मिलीमीटर। उपयुक्त रूपांतरण कारक का उपयोग करके उनमें से प्रत्येक का विशिष्ट रूप से पास्कल में अनुवाद किया गया है।
हम इस लेख के दायरे में दबाव पर विचार करते हैं क्योंकि यह बल से निकटता से संबंधित है। परिभाषा के अनुसार, दबाव सतह पर इस सतह के क्षेत्रफल के लंबवत कार्य करने वाले बल के अनुपात के बराबर मात्रा है, अर्थात:
पी=एफ / एस
इस समानता से हमें इकाई मिलती हैन्यूटन प्रति वर्ग मीटर मापें (एन/एम2)। 1 N/m2 के मान को फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ब्लेज़ पास्कल के नाम पर पास्कल कहा जाता है, जिन्होंने बैरोमीटर को डिज़ाइन किया और समुद्र तल के सापेक्ष विभिन्न ऊंचाइयों पर वायुमंडलीय दबाव को मापा।
एक पास्कल बहुत कम मात्रा में दबाव होता है। इसके मूल्य का अंदाजा लगाया जा सकता है अगर हम 100 मिलीलीटर आसुत जल लें और इसे 1 वर्ग मीटर के क्षेत्र में वितरित करें। उदाहरण के लिए, ध्यान दें कि समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव लगभग 100,000 पास्कल है।
पूर्णता के लिए, हम ध्यान दें कि मापन की इकाई न्यूटन को एक वर्ग मीटर से गुणा करने वाली राशियां भौतिकी में मौजूद नहीं हैं।
उदाहरण समस्या
यह निर्धारित करना आवश्यक है कि 5 सेकंड में शरीर एक निश्चित ऊंचाई से पृथ्वी की सतह पर गिर गया तो गुरुत्वाकर्षण द्वारा क्या कार्य किया गया था। शरीर का वजन एक किलोग्राम के बराबर लें।
गुरुत्वाकर्षण की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
एफ=एमजी=19, 81=9, 81 एच
जिस ऊंचाई से शरीर गिरा, उसे निर्धारित करने के लिए, आपको प्रारंभिक गति के बिना समान रूप से त्वरित गति के लिए सूत्र का उपयोग करना चाहिए:
एच=जीटी2 /2=9.8152 /2=122.625 मीटर
गुरुत्वाकर्षण द्वारा कार्य करने के लिए, F और h को गुणा करें:
ए=एफएच=9.81122.625 ≈ 1203 जे
गुरुत्वाकर्षण ने लगभग 1200 न्यूटन प्रति मीटर या 1.2 किलोजूल का सकारात्मक कार्य किया है।
