Table of Contents
बल आणि दाब
बल आणि दाब: स्थिर वस्तूवर बल कार्यरत नसेल तर ती स्थिरच राहते. गतिमान वस्तूवर बल कार्यरत नसेल तर ती त्याच वेगाने व दिशेने सतत पुढे जात राहते. हा न्यूटनचा गतिविषयक पहिला नियम आहे. आगामी काळातील जिल्हा न्यायालय विभागाच्या परीक्षेच्या दृष्टीने बल व दाब हा घटक महत्वाचा आहे. आज या लेखात आपण बल व दाब, त्यांच्या बद्दल थोडक्यात माहिती पाहणार आहे.
बल आणि दाब: विहंगावलोकन
| बल आणि दाब: विहंगावलोकन | |
| श्रेणी | अभ्यास साहित्य |
| उपयोगिता | जिल्हा न्यायालय भरती 2023 आणि इतर सरळसेवा स्पर्धा परीक्षा |
| विषय | विज्ञान |
| लेखाचे नाव | बल आणि दाब |
बलाचे प्रकार
संपर्क बले (Contact Forces): वस्तूंच्या एकमेकांशी आलेल्या थेट संपर्कामुळे किंवा आणखी एका वस्तुमार्फत आलेल्या संपर्कामुळे बल प्रयुक्त झालेले दिसते, अशा बलास ‘संपर्क बल’ असे म्हणतात. खालील आकृतीमध्ये मोटार ढकलणाऱ्या माणसाने मागून बल लावल्याने मोटार पुढील दिशेने ढकलली जाते, तटून बसलेल्या कुत्र्याला मुलगा ओढत आहे व फुटबॉल खेळणारा मुलगा पायाने चेंडूला टोलवत आहे. यावरून काय आढळते ? दोन वस्तूंमधील आंतरक्रियेमधून त्या वस्तूंबर बल प्रयुक्त होते.
असंपर्क बले (Non-Contact Forces): दोन वस्तूंमध्ये संपर्क नसला तरीही त्या दोन वस्तूंमध्ये बल प्रयुक्त होताना दिसते, अशा बलास ‘असंपर्क बल‘ म्हणतात. खालील आकृतीमध्ये चुंबकाच्या ध्रुवाकडे लोखंडी टाचण्या चुंबकीय बलामुळे आकर्षित होतात व चिकटतात, हे दाखवले आहे. तसेच नारळाच्या झाडावरून नारळ खाली पडत आहे. गुरुत्वीय बलामुळे वस्तू पृथ्वीकडे आकर्षित होतात. केसांमध्ये घासलेल्या कंगव्याकडे टेबलावरील कागदाचे कपटे आकर्षित होतात. कंगव्यावर स्थितिक विद्युतभार असल्याने व कपट्यांवर विरुद्ध प्रवर्तित भार असल्याने कंगवा व कागदाचे कपटे यांच्यात स्थितिक विद्युतबल प्रयुक्त होते व कपटे कंगव्याला चिकटतात.
संतुलित आणि असंतुलित बले (Balanced and Unbalanced Forces):
पुठ्याचे एक खोके घेऊन त्याच्या दोन बाजूंना सुतळी किंवा जाड दोरा बांधून आकृती 3.4 मध्ये दाखविल्याप्रमाणे खोके सपाट पृष्ठभागाच्या टेबलावर ठेवा. दोरा टेबलाच्या दोन्ही बाजूंकडे खाली घ्या. त्यांच्या टोकांना समान वस्तुमानाची पारडी बांधा. दोन्ही पारड्यात एकाच वस्तुमानाच्या वस्तू (किंवा वजने) ठेवा. खोके टेबलावर स्थिर रहात असल्याचे दिसेल. एखाद्या पारड्यात दुसऱ्या पारड्यापेक्षा अधिक वस्तुमानाच्या वस्तू ठेवल्यास खोके त्या पारड्याच्या दिशेने सरकू लागेल. पारड्यात एकसारखे वस्तुमान असताना दोन्ही पारड्यांवर समान गुरुत्वीय बल कार्यरत होते. म्हणजेच खोक्यावर संतुलित बले लावली जातात, ती विरुद्ध दिशेने असल्याने त्यांचे परिणामी बल शून्य होते, आणि खोके हालत नाही. याउलट जरें एखाद्या पारड्यात अधिक वस्तुमान ठेवल्यास खोके अधिक वस्तुमानाच्या पारड्याच्या दिशेने सरकू लागते. खोक्याला दोन्ही बाजूंना असमान बले लावल्याने असंतुलित बल कार्यरत होते व त्याची परिणती खोक्याला गती मिळण्यास होते.
रस्सीखेच खेळणारी मुले आपआपल्या दिशेने दोर ओढतात. दोन्ही बाजूंनी सारखीच ओढ म्हणजे बल असेल तर दोर हलत नाही. एका बाजूचे बल अधिक झाले तर दोर त्या बाजूला सरकतो. म्हणजेच आधी दोन्ही बले संतुलित असतात; ती असंतुलित झाल्यावर अधिक बलाच्या दिशेने दोर सरकतो.
जडत्व
जडत्व: वस्तू गतीच्या ज्या स्थितीत आहे त्याच स्थितीत राहण्याच्या प्रवृत्तीला त्याचे जडत्व असे म्हणतात. म्हणूनच बाहेरून बल प्रयुक्त न केल्यास स्थिर स्थितीतील वस्तू स्थिर राहते व गतिमान स्थितीतील वस्तू गतिमान स्थितीत राहते.
जडत्वाचे प्रकार :
1. विराम अवस्थेतील जडत्व : वस्तूच्या ज्या स्वाभाविक गुणधर्मामुळे ती आपल्या विराम अवस्थेत बदल करू शकत नाही, त्यास विराम अवस्थेचे जडत्व म्हणतात. उदाहरणार्थ, बस अचानक सुरू झाल्यास प्रवासी मागच्या दिशेने फेकले जातात.
2. गतीचे जडत्व : वस्तूच्या ज्या स्वाभाविक गुणधर्मामुळे गतिमान अवस्थेत बदल होऊ शकत नाही, त्यास गतीचे जडत्व म्हणतात. ने उदाहरणार्थ, फिरणारा विजेचा पंखा बंद केल्यानंतरही काही वेळ फिरत राहतो, बस अचानक थांबल्यास बसमधील प्रवासी पुढच्या दिशेने पेलले जातात.
3. दिशेचे जडत्व : वस्तूच्या ज्या स्वाभाविक गुणधर्मामुळे ती आपल्या गतीची दिशा बदलू शकत नाही, यास दिशेचे जडत्व म्हणतात. उदाहरणार्थ, वाहन सरळ रेषेत गतिमान असताना अचानक वळण घेतल्यास प्रवासी विरुद्ध दिशेला फेकले जातात.
दाब
एकक क्षेत्रफळावर लंब दिशेत प्रयुक्त असणाऱ्या बलास दाब (Pressure) असे म्हणतात.
दाब = बल / ज्यावर बल प्रयुक्त केले आहे ते क्षेत्रफळ
दाबाचे एकक (Unit of Pressure): बलाचे SI पद्धतीत एकक Newton (N) आहे. क्षेत्रफळाचे एकक m² किंवा चौरस मीटर आहे. म्हणून दाबाचे एकक N/m² असे होईल. यालाच पास्कल (Pa) असे म्हणतात. हवामानशास्त्रात दाबाचे एकक bar हे आहे. 1 bar = 105 Pa, दाब ही अदिश राशी आहे.
क्षेत्रफळ वाढले की त्याच बलाला दाब कमी होतो आणि क्षेत्रफळ कमी झाले की त्याच बलाला दाब वाढतो. उदाहरणार्थ, उंटाच्या पायांचे तळवे पसरट असतात. त्यामुळे उंटाचे वजन अधिक पृष्ठभागावर पडते आणि वाळूवर पडणारा दाब कमी होतो. म्हणूनच उंटाचे पाय वाळूत घुसत नाहीत आणि त्याला चालणे सोपे जाते.
स्थायूवरील दाब : हवेत ठेवलेल्या सर्व स्थायू पदार्थांवर हवेचा दाब असतोच. स्थायूवर एखादे वजन ठेवले तर त्या वजनामुळे स्थायूवर दाब पडतो. तो त्या वजनावर व वजनाच्या स्थायूवरील संपर्काच्या क्षेत्रफळावर अवलंबून असतो.
वायूचा दाब (Gas Pressure): एखादा फुगा तोंडाने हवा भरून फुगवताना तो सर्व बाजूंनी फुगत जातो. फुग्याला बारीक छिद्र पाडले तर त्यातून हवा बाहेर जात राहते आणि फुगा पूर्ण फुगत नाही. ही निरीक्षणे वरील द्रवावरील प्रयोगांच्या निष्कर्षाप्रमाणे आहेत. असे दिसून येते की, वायूसुद्धा द्रवाप्रमाणेच ज्या पात्रात तो बंदिस्त आहे त्या पात्राच्या भिंतीवर दाब देत असतो. सर्व द्रव आणि वायू यांना द्रायू (fluid) अशी संज्ञा आहे. पात्रातील द्रायू पात्राच्या सर्वच पृष्ठभागावर भिंतीवर आणि तळावर आतून दाब प्रयुक्त करतात. बंदिस्त अशा दिलेल्या वस्तुमानाच्या द्रायूमध्ये असलेला दाब सर्व दिशांना समरूपाने प्रयुक्त होतो.
वातावरणीय दाब (Atmospheric Pressure): पृथ्वीवर सर्व बाजूंनी हवेचे आवरण आहे. ह्या आवरणालाच वातावरण असे म्हणतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून सुमारे 16 km उंचीपर्यंत हे वातावरण आहे. त्यापुढेही सुमारे 400 kim पर्यंत ते अतिशय विरल स्वरूपात असते. हवेमुळे निर्माण झालेल्या दाबाला वातावरणीय दाब असे संबोधले जाते. अशी कल्पना करा की एकक क्षेत्रफळाच्या पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर लांबच लांब पोकळ दंडगोल उभा आहे, आणि त्यात हवा आहे (आकृती 3.8) ह्या हवेचे वजन हे पृथ्वीच्या दिशेने लावलेले बल आहे. याचाच अर्थ हवेचा दाब म्हणजे हे वजन आणि पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ याचे गुणोत्तर. समुद्रसपाटीला असणाऱ्या हवेच्या दाबाला 1 Atmosphere म्हणतात. जसजसे समुद्रसपाटीपासून वर जाऊ तसतसा हवेचा दाब कमी कमी होतो.
महाराष्ट्रातील सर्व स्पर्धा परीक्षांसाठी ऑनलाईन क्लास, व्हिडिओ कोर्स, टेस्ट सिरीज, पुस्तके आणि इतर अभ्यास साहित्य खाली दिलेल्या लिंक वर क्लिक करून मिळवा.
अड्डा 247 मराठी अँप | अड्डा 247 मराठी टेलिग्राम ग्रुप
