બળ અને મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્રના પરિચયની સમીક્ષા

મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્રને કઈ રીતે દોરવું તેના સહીત, બળ માટેના મુખ્ય ખ્યાલ અને કૌશલ્યની સમીક્ષા.

મુખ્ય શબ્દ

પદ	અર્થ
બળ	પદાર્થ પર લાગતો ધક્કો અથવા ખેંચાણ, સામાન્ય રીતે તેની સંજ્ઞા $F$ ‍ છે. SI એકમ ન્યૂટન ( $N$ ‍) અથવા $\frac{kg m}{s^{2}}$ ‍ છે.
સંપર્ક બળ	બળ જે પદાર્થોની સપાટી વચ્ચે જરૂરી છે. તણાવ, લંબ બળ, અને ઘર્ષણ તેના ઉદાહરણ છે.
લાંબા વિસ્તારનું બળ	બળ જેના અસ્તિત્વ માટે પદાર્થો વચ્ચેના સંપર્કની જરૂર નથી. એક ઉદાહરણ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ (વજન) છે.
મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્ર	પદાર્થ પર કામ કરતા બળને દર્શાવતી આકૃતિ। પદાર્થને ટપકામાંથી બહાર નીકળતા એરો તરીકે દોરીને ટપકા સાથે દર્શાવવામાં આવે છે. કેટલીક વાર તેને બળ આકૃતિ પણ કહે છે.

બીજા લાંબા વિસ્તારના બળ:

ચુંબકીય બળ: ચુંબકો વચ્ચે અને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિમાન વિદ્યુતભાર પર અનુભવાતું બળ. કેટલીક વાર તેને લોરેન્ઝ બળ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

સ્થિતવિદ્યુત બળ: વિદ્યુત ભારિત કણો વચ્ચે લાગતું બળ. કેટલીક વાર તેને કુલંબ બળ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

બળોના પ્રકાર

બળ (સંજ્ઞા)	બળનો પ્રકાર	વર્ણન
Weight ( $F_{g}$ ‍ અથવા $W$ ‍)	લાંબો વિસ્તાર	ગુરુત્વાકર્ષણ પરથી દળ સાથેના પદાર્થ પર કામ કરતુ બળ. કોઈક વાર તેને ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પણ કહેવામાં આવે છે. હંમેશા પૃથ્વી તરફ (નીચે) ખેંચે છે.
તણાવ ( $F_{T}$ ‍ અથવા $T$ ‍)	સંપર્ક	પદાર્થને ખેચતું કંઈકનું બળ. દોરી, દોરડું, ચેન, કોર્ડ, કેબલ, અથવા તાર વડે ઉદ્ભવી શકે. પદાર્થ પર દોરડાની દિશામાં જ લાગે.
લંબ બળ ( $F_{N}$ ‍ અથવા $N$ ‍)	સંપર્ક	બે પદાર્થ જયારે સ્પર્શે ત્યારે તેમની વચ્ચેનું બળ. પદાર્થની સપાટીને લંબરૂપે ધક્કો મારે.
ઘર્ષણ ( $F_{f}$ ‍ અથવા $f$ ‍)	સંપર્ક	ગતિને અવરોધવા સપાટીઓ વચ્ચે લાગતું બળ. સંપર્ક સપાટીને સમાંતર અને ગતિની વિરુદ્ધ દિશામાં ધક્કો મારે.

મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્ર કઈ રીતે બનાવી શકાય

સંપર્ક બળ ઓળખવાથી શરૂઆત કરો. પદાર્થની આઉટલાઈન વડે પદાર્થને શું સ્પર્શી રહ્યું છે તે જુઓ (નીચેની આકૃતિ 1 જુઓ). જ્યાં કંઈક આઉટલાઈનને સ્પર્શ કરતુ હોય ત્યાં ટપકું દોરો; જ્યાં ત્યાં ટપકું હોય, ત્યાં ઓછામાં ઓછું એક સંપર્ક બળ હોવું જોઈએ. સંપર્ક બિંદુ આગળ બળ સદિશ કઈ રીતે પદાર્થને ખેંચે અથવા ધક્કો મારે તે દર્શાવવા દોરો (યોગ્ય દિશા સાથે).
આકૃતિ 1. ઢોળાવ પર સ્થિર અવસ્થામાં રહેલા ચીઝના ટુકડા માટે સંપર્ક બળની ઓળખ.
આપણે સંપર્ક બળો ઓળખી લીધા બાદ, આપણને જેમાં રસ છે તે પદાર્થ દર્શાવવા ટપકું દોરો (નીચેની આકૃતિ 2 દોરો). આપણે ફક્ત પદાર્થ પર લગતા બળો જ શોધવા માંગીએ છીએ અને પદાર્થ બીજા પદાર્થ પર લગાડે તે બળ નહિ.
યામ પદ્ધતિ દોરો અને ધન દિશાનું નામ આપો. જો પદાર્થ ઢોળાવ પર હોય, તો ઢોળાવ સાથે અક્ષને ગોઠવો.
ટપકામાંથી બહાર નીકળતા એરોની સાથે ટપકા પર સંપર્ક બળ દોરો ખાતરી કરો કે એરોની લંબાઈ એકબીજાની સાપેક્ષમાં સમપ્રમાણ છે. બંધ જ બળનું નામ આપો.
લાંબા વિસ્તારનું બળ દોરો અને નામ આપો. જો ત્યાં વિદ્યુતભાર અને ચુંબકત્વનો સમાવેશ ન થયો હોય તો તે મોટે ભાગે વજન છે.
ટપકાંની બાજુએ પ્રવેગ સદિશ દોરો અને તેનું નામ આપો -- ટપકાંને સ્પર્શતું હોય એવું નહિ. જો ત્યાં પ્રવેગ ન હોય, તો $a = 0$ ‍ લખો.

\begin{aligned}  \end{aligned}

અહીં ટેબલ પર સ્થિર અવસ્થામાં મુકેલા ચીઝના ટુકડા માટેના મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્રનું ઉદાહરણ છે (નીચેની આકૃતિ 2 જુઓ). ગુરુત્વાકર્ષણ વજન (

W

) સાથેના ચીઝના દળને નીચેની તરફ ખેંચે છે અને ટેબલ લંબ બળ (

N

) સાથે ચીઝને ઉપરની તરફ ધક્કો મારે છે. ત્યાં કોઈ દોરડું નથી અને ચીઝ સરકવાનો પ્રયત્ન કરતો નથી, તેથી ત્યાં તણાવ અથવા ઘર્ષણ નથી.

સામાન્ય ભૂલો અને ખોટા ખ્યાલો

કેટલીક વાર લોકો બીજા પદાર્થ પર કામ કરતા એક પદાર્થના બળ દોરે છે. આપણે ફક્ત આપણા પદાર્થ પર જ ધક્કો મારતા કે ખેંચતા બળ દોરવા માંગીએ છીએ. જે પદાર્થ મહત્વનો છે તેના પર શું થઇ રહ્યું છે તેના પર ધ્યાન આપો.
ઘણી વાર લોકો બળના જુદા જુદા પ્રકારની દિશા ભૂલી જાય છે. વજન હંમેશા નીચે હોય છે, ઘર્ષણ હંમેશા સંપર્ક સપાટીને સમાંતર હોય છે, લંબ બળ હંમેશા સંપર્કઃ સપાટીને લંબ હોય છે, અને તણાવ ખેંચે છે.

વધુ શીખો

આ ખ્યાલ તરફ તમારી સમજ અને કૌશલ્યને ચકાસવા, મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્રનો મહાવરો ચકાસો.

વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?

લોગ ઇન

વડે ગોઠવવું:

No posts yet.

શું તમે અંગ્રેજી સમજો છો? ખાનએકેડેમીની અંગ્રેજીની સાઇટ પર વધુ ચર્ચા થતી જોવા માટે અહીં ક્લિક કરો.