बल की अवधारणा और उसका मापन
क्रिकेट खिलाड़ी गेंद मारता है तो वह दूर चली जाती है, साइकिल सवार ब्रेक दबाता है तो साइकिल धीमी होती है और कुम्हार मिट्टी को दबाकर बर्तन बनाता है। हर बार कुछ धक्का दे रहा होता है या खींच रहा होता है।
बल का अर्थ है धक्का या खिंचाव। बल गति शुरू या बंद कर सकता है, चाल बदल सकता है, दिशा बदल सकता है या आकार बदल सकता है। बल में परिमाण (कितना ज़ोर) और दिशा (किस ओर) दोनों होते हैं, इसलिए दोनों बताने पड़ते हैं। बल का SI मात्रक न्यूटन (N) है और उसे स्प्रिंग तुला से मापते हैं। वस्तु का भार वह बल है जिससे पृथ्वी उसे खींचती है। कुछ बलों में संपर्क चाहिए, जैसे लात का बल, जबकि गुरुत्व जैसे बल दूर से कार्य करते हैं।
आकृति में : बल परिमाण और दिशा वाला धक्का या खिंचाव है; मात्रक न्यूटन।
नियम 1 : परिमाण और दिशा बताइए — बल का पूरा वर्णन तभी होता है जब उसका ज़ोर और दिशा दोनों दी जाएँ।
- आसान : पूर्व की ओर 30 N का खिंचाव पूरा वर्णन है।
- मध्यम : पश्चिम की ओर 30 N का खिंचाव पूर्व की ओर के 30 N खिंचाव से अलग बल है।
- परीक्षा-प्रकार : केवल '30 N' कहने से दिशा छूट जाती है।
नियम 2 : बल को उसके प्रभाव से पहचानिए — बल वस्तु की चाल, गति की दिशा या आकार बदल सकता है, पर द्रव्यमान नहीं।
- आसान : हॉकी स्टिक पक को मारती है तो उसकी दिशा बदलती है।
- मध्यम : दबाए गए नींबू का आकार बदलता है।
- परीक्षा-प्रकार : खड़ी स्कूटर को धक्का देने पर वह चलने लगती है।
बल यानी ज़ोर और दिशा वाला धक्का या खिंचाव; मात्रक न्यूटन।
भार और द्रव्यमान को एक ही मान लेना। द्रव्यमान पदार्थ की मात्रा है, भार न्यूटन में मापा जाने वाला बल है।
याद रखने की युक्ति : प-दि-न्यू = परिमाण, दिशा, न्यूटन — हर बल में ये तीनों बातें चाहिए।
अंतर पहचानें
| राशि | मात्रक | मापने का साधन |
|---|---|---|
| बल | न्यूटन (N) | स्प्रिंग तुला |
| द्रव्यमान | किलोग्राम (kg) | साधारण तराज़ू |
| भार | न्यूटन (N) | स्प्रिंग तुला |
अभ्यास के प्रश्न
- 1बल का SI मात्रक क्या है?
- 2बल मापने वाले उपकरण का नाम बताइए।
- 3बल का पूरा वर्णन करने के लिए कौन-सी दो बातें बतानी पड़ती हैं?
- 4'20 N' बल का अधूरा वर्णन क्यों है?
- 5बल वस्तु पर कौन-से दो प्रभाव डाल सकता है?
- 6गुरुत्वीय बल संपर्क बल है या दूर से कार्य करने वाला?
- 7एक थैला स्प्रिंग तुला से स्थिर लटका है और तुला 15 N दिखाती है। थैले का भार कितना है?
- 8चावल की थैली का द्रव्यमान 0.5 kg है। उसका भार कितना है? g = 9.8 m/s² लें।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1न्यूटन (N)।
- 2स्प्रिंग तुला।
- 3परिमाण और दिशा।
- 4क्योंकि दिशा नहीं बताई गई है।
- 5चाल, गति की दिशा या आकार बदल सकता है।
- 6वह दूर से कार्य करता है।
- 715 N।
- 84.9 N।
संतुलित और असंतुलित बल; नेट बल
रस्साकशी में दोनों टीमें पूरा ज़ोर लगाती हैं फिर भी रस्सी नहीं हिलती। पृथ्वी हर समय नीचे खींचती है फिर भी मेज़ पर रखी पुस्तक नहीं हिलती।
वस्तु पर लगे बल संतुलित या असंतुलित हो सकते हैं। परिमाण में समान और दिशा में विपरीत दो बल संतुलित होते हैं और एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं। सभी बलों का मिला-जुला प्रभाव जिस एक बल के बराबर होता है वह नेट बल है। एक रेखा में, एक ही दिशा के बल जुड़ते हैं और विपरीत दिशा के बल घटते हैं; नेट बल बड़े बल की दिशा में होता है। नेट बल शून्य हो तो बल संतुलित हैं। शून्य न हो तो बल असंतुलित हैं और गति बदलती है।
आकृति में : एक दिशा के बल जोड़ें, विपरीत दिशा के बल घटाएँ।
नियम 1 : रेखा में जोड़ें या घटाएँ — एक ही दिशा में जोड़ें; विपरीत दिशा में घटाकर बड़े बल की दिशा लें।
- आसान : 20 N और 15 N के बल एक ही दिशा में हों तो नेट बल 35 N।
- मध्यम : 20 N और 15 N के बल विपरीत दिशाओं में हों तो नेट बल 5 N, 20 N की दिशा में।
- परीक्षा-प्रकार : 40 N और 40 N के बल विपरीत दिशाओं में हों तो नेट बल 0।
नियम 2 : गति नेट बल तय करता है — वस्तु की गति के लिए केवल नेट बल मायने रखता है।
- आसान : खड़ी कार का भार और ज़मीन का धक्का निरस्त होते हैं, इसलिए वह स्थिर रहती है।
- मध्यम : घर्षण से अधिक धकेली गई गाड़ी पर नेट बल होता है और उसकी चाल बढ़ती है।
- परीक्षा-प्रकार : तैरती गेंद का भार ऊपर के उत्प्लावन बल से संतुलित रहता है।
नेट बल शून्य यानी संतुलित बल; शून्य न हो तो गति बदलती है।
स्थिर वस्तु पर कोई बल नहीं होता ऐसा मान लेना। उस पर निरस्त होने वाले संतुलित बल हो सकते हैं।
याद रखने की युक्ति : एक दिशा = जोड़, उलटी दिशा = घटाव — एक ही दिशा के बल जोड़ें, विपरीत दिशा के बल घटाएँ।
अंतर पहचानें
| स्थिति | नेट बल | परिणाम |
|---|---|---|
| समान और विपरीत | 0 | गति में बदलाव नहीं |
| एक ही दिशा | योग | बल की दिशा में चाल बढ़ती है |
| विपरीत, असमान | अंतर | बड़े बल की दिशा में गति |
अभ्यास के प्रश्न
- 1संतुलित बल क्या होते हैं?
- 2बल संतुलित हों तो नेट बल कितना होता है?
- 3दो असमान विपरीत बलों का नेट बल किस दिशा में होता है?
- 4पृथ्वी के खींचने पर भी मेज़ पर रखी पुस्तक स्थिर क्यों रहती है?
- 5दोनों टीमें बराबर खींचें तो रस्सी क्यों नहीं हिलती?
- 6एक ही दिशा के दो बलों का नेट बल कैसे निकालते हैं?
- 7बक्से पर 24 N और 10 N के बल विपरीत दिशाओं में लगते हैं। नेट बल निकालिए।
- 8बक्से पर दाईं ओर 30 N और बाईं ओर 12 N का बल है। नेट बल और उसकी दिशा क्या है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1परिमाण में समान और दिशा में विपरीत बल।
- 2शून्य।
- 3बड़े बल की दिशा में।
- 4मेज़ का ऊपर का धक्का भार को संतुलित करता है।
- 5दोनों खिंचाव समान और विपरीत हैं, इसलिए निरस्त हो जाते हैं।
- 6उनके परिमाण जोड़ते हैं।
- 724 N की दिशा में 14 N।
- 8दाईं ओर 18 N।
संतुलित और असंतुलित बल; नेट बल
ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।
ऐप में खोलेंघर्षण बल
चिकने काँच पर स्टील की गोली बहुत दूर जाती है पर रेतीली राह पर जल्दी रुक जाती है। सूखी सड़क पर चलना आसान है पर गीली चिकनी टाइल पर कठिन।
घर्षण वह बल है जो संपर्क में आई दो सतहों के बीच उत्पन्न होता है और उनकी आपेक्षिक गति का विरोध करता है। उसकी दिशा गति के, या गति होने की प्रवृत्ति के, विपरीत होती है। यह सतहों की प्रकृति पर निर्भर करता है : खुरदरी सतहों पर घर्षण चिकनी सतहों से अधिक होता है। बक्से को हल्का धकेलें तो वह नहीं हिलता क्योंकि घर्षण धक्के को संतुलित करता है; धक्का अधिकतम घर्षण से अधिक होने पर ही वह चलने लगता है। घर्षण के कारण हम चलते हैं, पकड़ बनाते हैं और ब्रेक लगाते हैं। सारा घर्षण गायब हो जाए तो गतिशील वस्तु स्थिर वेग से चलती ही रहेगी।
आकृति में : घर्षण गति का विरोध करता है और सतहों की प्रकृति पर निर्भर है।
घर्षण बल
ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।
ऐप में खोलेंनियम 1 : घर्षण गति का विरोध करता है — घर्षण गति की, या गति कराने वाले धक्के की, विपरीत दिशा में कार्य करता है।
- आसान : सरकता बक्सा धीमा होता है क्योंकि घर्षण पीछे की ओर कार्य करता है।
- मध्यम : हल्का धकेला बक्सा स्थिर रहता है क्योंकि घर्षण धक्के के बराबर होता है।
- परीक्षा-प्रकार : स्थिर चाल पर खींचने वाला बल घर्षण के बराबर होता है।
नियम 2 : जितनी खुरदरी सतह, उतना अधिक घर्षण — सतह जितनी खुरदरी हो घर्षण उतना अधिक और जितनी चिकनी हो उतना कम।
- आसान : टायर के खाँचे सड़क पर पकड़ बढ़ाते हैं।
- मध्यम : गीली चिकनी टाइल पर घर्षण कम होने से पैर फिसलते हैं।
- परीक्षा-प्रकार : सिक्का काँच पर रेतीली राह से अधिक दूर जाता है।
घर्षण गति के विरुद्ध कार्य करता है; खुरदरी सतह पर अधिक होता है।
घर्षण हमेशा हानि करता है ऐसा मान लेना। घर्षण के बिना हम न चल सकते और न वाहन रोक सकते।
याद रखने की युक्ति : खुरदरा = अधिक घर्षण — सतह जितनी खुरदरी, गति का विरोध उतना अधिक।
अंतर पहचानें
| सतह | घर्षण | प्रभाव |
|---|---|---|
| चिकना काँच | कम | वस्तु बहुत दूर जाती है |
| खुरदरा सीमेंट | अधिक | वस्तु जल्दी रुकती है |
| खाँचे वाला टायर | अधिक | सड़क पर अच्छी पकड़ |
अभ्यास के प्रश्न
- 1गतिशील वस्तु पर घर्षण किस दिशा में कार्य करता है?
- 2घर्षण हमारे किस काम आता है, एक उदाहरण दीजिए।
- 3अभी कुछ चला नहीं हो तब दो सतहों के बीच के घर्षण को क्या कहते हैं?
- 4धकेला गया बक्सा शुरू में स्थिर क्यों रहता है?
- 5गीली चिकनी फ़र्श पर चलना कठिन क्यों होता है?
- 6स्थिर चाल से सरकते बक्से का घर्षण स्प्रिंग तुला कैसे दिखा सकती है?
- 7बक्सा 45 N से खींचने पर स्थिर चाल से सरकता है। उस पर घर्षण कितना है?
- 8बक्सा 50 N से धकेलने पर अभी चलना शुरू करता है। अधिकतम घर्षण कितना है?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1गति के विपरीत दिशा में।
- 2चलना, पकड़ना या ब्रेक लगाना।
- 3स्थैतिक घर्षण; वह लगाए गए धक्के के बराबर होता है।
- 4घर्षण छोटे धक्के को संतुलित करता है।
- 5घर्षण बहुत कम होने से पैर फिसलते हैं।
- 6स्थिर चाल पर पाठ्यांक घर्षण के बराबर होता है।
- 745 N।
- 850 N।
न्यूटन का गति का पहला नियम और जड़त्व
बस चलते समय खड़ा यात्री पीछे झुकता है और रुकते समय आगे झुकता है। कालीन झाड़ने पर धूल उड़ जाती है।
न्यूटन का पहला नियम कहता है कि स्थिर वस्तु स्थिर रहती है और गतिशील वस्तु स्थिर वेग से चलती रहती है, जब तक उस पर नेट बल न लगे। गति में बदलाव का विरोध करने की इस प्रवृत्ति को जड़त्व कहते हैं। नेट बल शून्य हो तो त्वरण शून्य होता है। ऐसी गति का वेग-समय ग्राफ़ क्षैतिज रेखा और स्थिति-समय ग्राफ़ सीधी रेखा होता है। वस्तु को चलाते रखने के लिए नहीं, केवल वेग बदलने के लिए नेट बल चाहिए।
आकृति में : नेट बल न हो तो वेग नहीं बदलता।
नियम 1 : नेट बल शून्य, वेग स्थिर — नेट बल न हो तो वेग नहीं बदलता : वस्तु स्थिर रहती है या सीधी रेखा में स्थिर चाल से चलती है।
- आसान : सीधी सड़क पर स्थिर चाल से चलते साइकिल सवार पर नेट बल शून्य होता है।
- मध्यम : अत्यंत चिकनी बर्फ़ पर पक फिसलता ही रहता है।
- परीक्षा-प्रकार : अंतरिक्ष में छोड़ा गया औज़ार अपना वेग बनाए रखता है।
नियम 2 : जड़त्व बदलाव का विरोध करता है — वस्तु अपनी विराम या गति की अवस्था में किसी भी बदलाव का विरोध करती है।
- आसान : बस चलने पर खड़ा यात्री पीछे गिरता है।
- मध्यम : कालीन झाड़ने पर धूल निकल जाती है।
- परीक्षा-प्रकार : नीचे का पत्ता झटके से खींचने पर सिक्का गिलास में गिर जाता है।
वेग बदलने के लिए नेट बल चाहिए, उसे बनाए रखने के लिए नहीं।
गतिशील वस्तु को चलाते रखने के लिए हमेशा बल चाहिए ऐसा मान लेना। बल केवल गति बदलने के लिए चाहिए।
याद रखने की युक्ति : 'आलसी नियम' — आलसी वस्तु जो कर रही होती है, विराम या स्थिर गति, वही करती रहती है, जब तक नेट बल उसे बदलने को न कहे।
अंतर पहचानें
| शर्त | नेट बल | गति |
|---|---|---|
| विराम में | 0 | स्थिर रहती है |
| स्थिर वेग | 0 | वही वेग रहता है |
| नेट बल है | 0 नहीं | वेग बदलता है |
अभ्यास के प्रश्न
- 1न्यूटन का पहला नियम बताइए।
- 2जड़त्व क्या है?
- 3स्थिर वेग से चलती वस्तु पर नेट बल कितना होता है?
- 4बस चलने पर खड़ा यात्री पीछे क्यों गिरता है?
- 5पक चिकनी बर्फ़ पर बहुत दूर क्यों जाता है?
- 6क्षैतिज वेग-समय ग्राफ़ नेट बल के बारे में क्या बताता है?
- 7एक ट्रॉली समतल पटरी पर स्थिर 3 m/s की चाल से चलती है। उसका त्वरण कितना है?
- 8स्थिर बक्से पर नेट बल शून्य है। क्या वह अपने आप चलने लगेगा?
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1जब तक नेट बल न लगे, वस्तु स्थिर रहती है या एकसमान गति में रहती है।
- 2वस्तु की गति की अवस्था में बदलाव का विरोध करने की प्रवृत्ति।
- 3शून्य।
- 4शरीर स्थिर रहना चाहता है।
- 5बर्फ़ पर घर्षण बहुत कम होता है।
- 6नेट बल शून्य है।
- 7शून्य।
- 8नहीं।
न्यूटन का गति का दूसरा नियम (F = ma)
खाली गाड़ी को धकेलना आसान है पर ईंटों से भरी उसी गाड़ी को धकेलना कठिन। गाड़ी को अधिक ज़ोर से धकेलें तो उसकी चाल अधिक तेज़ी से बढ़ती है।
न्यूटन का दूसरा नियम कहता है कि वस्तु का त्वरण नेट बल के समानुपाती और उसके द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है। सूत्र में F = ma, या a = F ÷ m। त्वरण की दिशा नेट बल की दिशा में होती है। एक न्यूटन वह बल है जो 1 kg द्रव्यमान को 1 m/s² त्वरण दे, इसलिए 1 N = 1 kg·m/s²। बल दुगुना करें तो त्वरण दुगुना होता है और द्रव्यमान दुगुना करें तो वह आधा हो जाता है।
आकृति में : नेट बल को द्रव्यमान से भाग दें तो त्वरण मिलता है।
न्यूटन का गति का दूसरा नियम (F = ma)
ऐप में इस आकृति को हाथ से हिलाकर देख सकते हैं।
ऐप में खोलेंनियम 1 : अधिक बल, अधिक त्वरण — द्रव्यमान स्थिर हो तो त्वरण नेट बल के अनुपात में बढ़ता है।
- आसान : उसी गाड़ी पर 6 N नेट बल 3 N के दुगुने त्वरण देता है।
- मध्यम : नेट बल शून्य तो त्वरण शून्य।
- परीक्षा-प्रकार : गति की दिशा में नेट बल से चाल बढ़ती है।
नियम 2 : अधिक द्रव्यमान, कम त्वरण — बल स्थिर हो तो द्रव्यमान अधिक होने पर त्वरण कम होता है।
- आसान : उसी धक्के से 2 kg ट्रॉली का त्वरण 6 kg ट्रॉली से तिगुना होता है।
- मध्यम : भरी गाड़ी की चाल बढ़ाना खाली गाड़ी से कठिन होता है।
- परीक्षा-प्रकार : 4 kg पर 20 N बल लगे तो त्वरण 5 m/s²।
नेट बल = द्रव्यमान × त्वरण; त्वरण नेट बल की दिशा में।
नेट बल लेना भूल जाना। F = ma लगाने से पहले धक्के में से घर्षण घटाना पड़ता है।
याद रखने की युक्ति : F-M-A = बल यानी द्रव्यमान गुणा त्वरण — F = ma।
अंतर पहचानें
| नेट बल | द्रव्यमान | त्वरण |
|---|---|---|
| 12 N | 3 kg | 4 m/s² |
| 12 N | 6 kg | 2 m/s² |
| 24 N | 6 kg | 4 m/s² |
अभ्यास के प्रश्न
- 1न्यूटन के दूसरे नियम का सूत्र लिखिए।
- 2kg और m/s² के रूप में एक न्यूटन क्या है?
- 3द्रव्यमान वही रखकर बल दुगुना करें तो त्वरण का क्या होगा?
- 4समान धक्के से खाली गाड़ी भरी गाड़ी से अधिक तेज़ी से चाल क्यों बढ़ाती है?
- 5F = ma लगाने से पहले घर्षण पर विचार क्यों करना पड़ता है?
- 6त्वरण की दिशा क्या होती है?
- 74 kg के बक्से पर 20 N नेट बल लगता है। उसका त्वरण निकालिए।
- 8900 kg की कार का त्वरण 1.5 m/s² है। उस पर नेट बल निकालिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1F = ma।
- 21 N = 1 kg·m/s²।
- 3त्वरण दुगुना हो जाता है।
- 4खाली गाड़ी का द्रव्यमान कम है, इसलिए त्वरण अधिक।
- 5घर्षण घटाने के बाद का नेट बल ही त्वरण देता है।
- 6नेट बल की दिशा में।
- 75 m/s²।
- 81350 N।
दूसरे नियम के अनुप्रयोग : भार, ग्राफ़ और आघात
गेंद पकड़ते समय खिलाड़ी हाथ पीछे खींचता है और ऊँची कूद वाले के नीचे गद्दी होने से उतरना मुलायम होता है। दोनों में रुकने में कितना समय लगता है यह महत्त्वपूर्ण है।
वस्तु का भार F = mg होता है, जहाँ g ≈ 9.8 m/s² गुरुत्वीय त्वरण है जो एक स्थान पर सभी द्रव्यमानों के लिए समान है। वेग बदलने के लिए चाहिए बल भी दूसरे नियम से निकलता है : पहले a = (v − u) ÷ t से त्वरण निकालें, फिर F = ma लगाएँ। रुकने का समय अधिक हो तो त्वरण कम और इसलिए बल कम होता है; इसीलिए हाथ पीछे खींचकर पकड़ना, एयरबैग और उतरने की गद्दियाँ बल घटाती हैं। वेग-समय ग्राफ़ पर रेखा जितनी तीखी, नेट बल उतना अधिक।
आकृति में : वेग और समय से त्वरण निकालें, फिर द्रव्यमान से गुणा करें।
नियम 1 : भार = द्रव्यमान × g — न्यूटन में भार यानी kg में द्रव्यमान गुणा 9.8 m/s²।
- आसान : 6 kg की वस्तु का भार 58.8 N होता है।
- मध्यम : 20 kg के बारबेल को पकड़ने के लिए 196 N चाहिए।
- परीक्षा-प्रकार : अलग-अलग द्रव्यमान की वस्तुएँ एक ही त्वरण g से गिरती हैं।
नियम 2 : रुकने का समय अधिक, बल कम — वेग में परिवर्तन वही हो तो समय अधिक होने पर त्वरण और बल कम होते हैं।
- आसान : 0.3 s में रोकी गई गेंद को 0.1 s में रोकने से कम बल लगता है।
- मध्यम : एयरबैग टक्कर का समय बढ़ाता है।
- परीक्षा-प्रकार : नारियल कठोर ज़मीन पर फूटता है क्योंकि रुकना बहुत अचानक होता है।
भार mg होता है और रुकने का समय अधिक हो तो बल कम।
द्रव्यमान को न्यूटन में या भार को kg में लिखना। द्रव्यमान kg में, भार बल होने से N में।
याद रखने की युक्ति : 'धीमा रुकना, हल्का झटका' — रुकने का समय अधिक तो बल कोमल।
अंतर पहचानें
| राशि | सूत्र | उदाहरण |
|---|---|---|
| भार | W = mg | 5 kg → 49 N |
| त्वरण | a = (v − u) ÷ t | 5 s में 0 से 10 m/s → 2 m/s² |
| बल | F = ma | 2 kg × 2 m/s² = 4 N |
अभ्यास के प्रश्न
- 1भार का सूत्र लिखिए।
- 2पृथ्वी की सतह के पास g का लगभग मान क्या है?
- 3खिलाड़ी मुलायम गद्दी पर क्यों उतरते हैं?
- 4पकड़ते समय हाथ पीछे खींचने से बल क्यों कम होता है?
- 5अलग-अलग द्रव्यमान की वस्तुएँ समान त्वरण से क्यों गिरती हैं?
- 6नेट बल निकालने के लिए वेग-समय ग्राफ़ का उपयोग कैसे करते हैं?
- 70.2 kg की गेंद 30 m/s की चाल से आकर 0.1 s में रोकी गई। औसत बल निकालिए।
- 81200 kg की कार 6 s में 0 से 12 m/s तक एकसमान चाल बढ़ाती है। नेट बल निकालिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1W = mg।
- 2लगभग 9.8 m/s²।
- 3मुलायम गद्दी रुकने का समय बढ़ाकर बल घटाती है।
- 4समय अधिक तो त्वरण कम।
- 5एक स्थान पर सभी द्रव्यमानों के लिए g समान है।
- 6ग्राफ़ की ढलान से त्वरण मिलता है, फिर F = ma।
- 760 N।
- 82400 N।
न्यूटन का गति का तीसरा नियम
तैराक पानी को पीछे धकेलता है और आगे बढ़ता है। मुँह खुला छोड़ा गया गुब्बारा पूरे कमरे में सरपट दौड़ता है।
न्यूटन का तीसरा नियम कहता है कि हर क्रिया की समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। ये दो बल हमेशा जोड़ी में आते हैं, परिमाण में समान और दिशा में विपरीत होते हैं और दो अलग-अलग वस्तुओं पर कार्य करते हैं, इसलिए वे कभी एक-दूसरे को निरस्त नहीं करते। यह नियम संपर्क बलों और दूरी पर लगने वाले बलों दोनों पर लागू होता है। बल समान हों तब भी द्रव्यमान अलग होने से त्वरण असमान हो सकते हैं, जैसे बंदूक और गोली या पृथ्वी और गिरता फल।
आकृति में : क्रिया-प्रतिक्रिया अलग वस्तुओं पर लगती हैं और निरस्त नहीं होतीं।
नियम 1 : बल समान और विपरीत जोड़ी में आते हैं — A, B को बल से धकेले तो B, A को समान बल से उलटी दिशा में धकेलता है।
- आसान : आप दीवार को धकेलते हैं और दीवार आपको उतने ही बल से पीछे धकेलती है।
- मध्यम : रॉकेट गैस को नीचे धकेलता है और गैस रॉकेट को ऊपर धकेलती है।
- परीक्षा-प्रकार : चलता व्यक्ति ज़मीन को पीछे धकेलता है और घर्षण उसे आगे धकेलता है।
नियम 2 : जोड़ी के बल अलग वस्तुओं पर — जोड़ी के दो बल दो अलग वस्तुओं पर कार्य करते हैं, इसलिए निरस्त नहीं होते।
- आसान : पृथ्वी फल को खींचती है और फल पृथ्वी को खींचता है।
- मध्यम : पुस्तक का भार और मेज़ का धक्का दोनों पुस्तक पर ही लगते हैं, इसलिए वे क्रिया-प्रतिक्रिया जोड़ी नहीं हैं।
- परीक्षा-प्रकार : बंदूक और गोली पर समान बल लगता है, पर हल्की गोली कहीं अधिक त्वरित होती है।
हर बल का दूसरी वस्तु पर समान और विपरीत जोड़ीदार बल होता है।
क्रिया और प्रतिक्रिया निरस्त हो जाती हैं ऐसा मान लेना। वे अलग वस्तुओं पर लगती हैं, इसलिए निरस्त नहीं हो सकतीं।
याद रखने की युक्ति : 'दो वस्तुएँ, दो बल' — जोड़ी में हमेशा दो अलग वस्तुएँ होती हैं।
अंतर पहचानें
| क्रिया | प्रतिक्रिया | परिणाम |
|---|---|---|
| तैराक पानी को पीछे धकेलता है | पानी तैराक को आगे धकेलता है | तैराक आगे बढ़ता है |
| रॉकेट गैस को नीचे धकेलता है | गैस रॉकेट को ऊपर धकेलती है | रॉकेट ऊपर उठता है |
| पैर ज़मीन को पीछे धकेलता है | ज़मीन पैर को आगे धकेलती है | व्यक्ति आगे चलता है |
अभ्यास के प्रश्न
- 1न्यूटन का तीसरा नियम बताइए।
- 2क्रिया और प्रतिक्रिया कितनी वस्तुओं पर लगती हैं?
- 3क्रिया-प्रतिक्रिया जोड़ी का एक उदाहरण दीजिए।
- 4क्रिया और प्रतिक्रिया एक-दूसरे को निरस्त क्यों नहीं करतीं?
- 5बंदूक गोली की तुलना में बहुत कम पीछे क्यों हटती है?
- 6मुँह खुला गुब्बारा आगे क्यों जाता है?
- 7एक व्यक्ति संदूक को 50 N बल से धकेलता है। संदूक व्यक्ति को कितने बल से धकेलता है?
- 84 kg की बंदूक और 0.05 kg की गोली पर प्रत्येक पर 2 N बल लगता है। बंदूक का त्वरण निकालिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1हर क्रिया की समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।
- 2दो अलग-अलग वस्तुओं पर।
- 3रॉकेट गैस को नीचे धकेलता है और गैस रॉकेट को ऊपर धकेलती है।
- 4वे अलग वस्तुओं पर कार्य करती हैं।
- 5बंदूक का द्रव्यमान बहुत अधिक है, इसलिए उसका त्वरण बहुत कम होता है।
- 6बाहर निकलती हवा गुब्बारे को उलटी दिशा में धकेलती है।
- 750 N।
- 80.5 m/s²।
वस्तुओं के निकाय पर लगने वाले बल
एक रस्सी से बँधी दो गाड़ियाँ एक इकाई की तरह चलती हैं। ट्रैक्टर और उसकी ट्रॉली को एक ही इकाई माना जाता है।
निकाय एक साथ विचार की गई वस्तुओं का समूह है। निकाय के बाहर से लगने वाले बल बाह्य बल हैं और उसके भागों के बीच के बल आंतरिक बल हैं। आंतरिक बल समान और विपरीत जोड़ियों में होते हैं और निकाय के भीतर निरस्त हो जाते हैं, इसलिए पूरे निकाय का त्वरण केवल बाह्य बल तय करते हैं। चिकनी फ़र्श पर डोरी से जुड़े दो बक्सों को F बल से खींचें तो त्वरण a = F ÷ (m1 + m2) होता है। डोरी के खिंचाव को तनाव कहते हैं।
आकृति में : जुड़ी वस्तुओं को एक निकाय मानकर केवल बाह्य बल लें।
नियम 1 : बल को कुल द्रव्यमान से भाग दें — चिकनी फ़र्श पर जुड़े निकाय के लिए a = F ÷ (m1 + m2)।
- आसान : 2 kg और 3 kg के बक्सों पर 20 N खिंचाव लगे तो त्वरण 4 m/s²।
- मध्यम : तीसरा बक्सा जोड़ें तो उसी खिंचाव पर त्वरण घटता है।
- परीक्षा-प्रकार : दोनों द्रव्यमान और बल दुगुने करें तो a नहीं बदलता।
नियम 2 : तनाव हर बक्से पर कार्य करता है — बक्से को खींचने वाला तनाव उसके द्रव्यमान गुणा उभयनिष्ठ त्वरण होता है।
- आसान : ऊपर के 3 kg बक्से के लिए T = 3 × 4 = 12 N।
- मध्यम : तनाव निकाय का आंतरिक बल है।
- परीक्षा-प्रकार : दो तनाव बल क्रिया-प्रतिक्रिया जोड़ी होते हैं।
निकाय के लिए बाह्य बल और कुल द्रव्यमान; हर बक्से के लिए तनाव।
आंतरिक तनाव को बाह्य बल में जोड़ देना। तनाव आंतरिक है और निकाय के समीकरण में नहीं आता।
याद रखने की युक्ति : 'सब द्रव्यमान खिंचाव बाँटते हैं' — बल को सभी द्रव्यमानों के योग से भाग दें।
अंतर पहचानें
| राशि | सूत्र | उदाहरण |
|---|---|---|
| निकाय का त्वरण | a = F ÷ (m1 + m2) | 20 ÷ 5 = 4 m/s² |
| बक्से 2 पर तनाव | T = m2 × a | 3 × 4 = 12 N |
| आंतरिक बल | जोड़ियों में निरस्त | निकाय के लिए नज़रअंदाज़ |
अभ्यास के प्रश्न
- 1निकाय क्या है?
- 2आंतरिक बल क्या होते हैं?
- 3डोरी जो बल लगाती है उसका नाम बताइए।
- 4पूरे निकाय का त्वरण निकालते समय आंतरिक बलों को नज़रअंदाज़ क्यों किया जा सकता है?
- 5निकाय में तीसरा बक्सा जोड़ें तो त्वरण कैसे बदलता है?
- 6तनाव दो बक्सों के निकाय का आंतरिक बल क्यों है?
- 7चिकनी फ़र्श पर डोरी से जुड़े 4 kg और 5 kg के बक्सों को 36 N बल खींचता है। त्वरण निकालिए।
- 8इसी व्यवस्था में 36 N बल 4 kg बक्से पर लगता है। डोरी में तनाव निकालिए।
उत्तर देखें (पहले खुद हल करें)
- 1एक साथ विचार की गई वस्तुओं का समूह।
- 2निकाय के भागों के बीच के बल।
- 3तनाव।
- 4वे समान और विपरीत जोड़ियों में निरस्त हो जाते हैं।
- 5कुल द्रव्यमान बढ़ने से वह घटता है।
- 6वह निकाय के भीतर दोनों बक्सों के बीच कार्य करता है।
- 74 m/s²।
- 820 N।