બળના પ્રકાર અને મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્ર

આપણે આ વિડિઓમાં જુદા જુદા પ્રકારના બળ વિશે માહિતી મેળવીશુ આપણે તેને મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્ર એટલે કે ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામને અનુલક્ષીને સમજીએ ધારો કે મારી આ એક ટેબલ છે અને આ ટેબલ પર એક બ્લોક અથવા એક બોક્સ છે કંઈક આ રીતે હવે આ બ્લોક પર લગતા બળ કયા હશે તેને સમજવા માટે આપણે મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્ર એટલે કે ફ્રી બોડી ડાયાગ્રામને દોરીએ જ્યાં આપણે માત્ર બ્લોક દોરીશું યાદ રાખો કે ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામમાં આપણે યંત્રમાં કે રચનામાં કોઈ એક વસ્તુપર લગતા બળને ધ્યાનમાં રાખીએ છીએ આથી જો આપણે ફક્ત બ્લોકને ધ્યાનમાં રાખીએ તો અહીં શું મળે આપણે ધરી લઈએ કે બ્લોક પૃથ્વી પર છે અને તે સ્થિર અવસ્થામાં છે જો બ્લોક પૃથ્વી પર હોય તો બ્લોક અમુક વજન ધરાવે છે તમને બ્લોક પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ મળશે આપણે આ બાબતને ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામ દોરીને સમજીએ ધારો કે આ આપણો બ્લોક છે કંઈક આ રીતે હવે તેના પર નીચેની બાજુએ બળ લાગે છે જે ગુત્વાકર્ષણ બળ છે અને તેનું મૂલ્ય F સબ g અથવા w વડે પણ દર્શાવવામાં આવે છે અહીં બ્લોક ટેબલ સાથે સંપર્કમાં હોવાથી તેમનો સંપર્ક પૃથ્વી સાથે પણ છે વજન અથવા ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એક લમ્બો વિસ્તાર ધરાવતું બળ છે જો આ બ્લોક કક્ષામાં હોય અથવા ન હોય તો પણ તે પૃથ્વી સાથે ગુરુત્વાકર્ષી ક્રિયા ધરાવે છે પૃથ્વી તેને નીચેની તરફ ખેંચે છે ફરીથી આપણે મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્રને સમજીએ જો બ્લોક પર લાગતું બળ માત્ર આ જ હોય તો તે નીચેની તરફ પ્રવેગિત થશે પરંતુ આપણે ધારીએ છીએ કે આ સ્થિર અવસ્થામાં છે આથી ત્યાં આપણને આ ગુરુત્વાકર્ષણ બળના વિરુદ્ધ એક બળ મળશે જે ઉપરની તરફ મળે છે અને તે આપણને બ્લોક પર ટેબલ વડે લાગતું બળ મળે છે આ બળ વસ્તુની સપાટીને લંબ લાગે છે આથી તેને લંબ બળ કહેવામાં આવે છે તેના મૂલ્યને F સબ n વડે દર્શાવવામાં આવે છે હવે આપણે વધુ એક દાખલો ઉકેલીએ ધારો કે આપણી પાસે એક બ્લોક છે કંઈક આ રીતે હવે તેને ટેબલ પર મુકવાના બદલે આપણે તેને એક છત સાથે બાંધીએ છીએ કંઈક આ રીતે અને ફરી એક વાર આ બધું સ્થિર અવસ્થામાં છે હવે તેના માટે આપણે મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્ર એટલે કે ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામ દોરીએ અને આપણે તે બ્લોકને અનુલક્ષીને સમજીએ છીએ અને ધારો કે તે હજુ પૃથ્વી પર છે આથી બ્લોક પર નીચેની તરફ લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ મળશે જે F સબ gછે પરંતુ આને નીચેની તરફ શું પ્રવેગિત કરે છે તમને કદાચ થશે કે અહીં દોરી તેને ઉપરની તરફ ખેંચે છે અને આ ઉપરની તરફ જે ખેચતું બળ છે તેને તાણ કહેવામાં આવે છે આથી અહીં આપણને ઉપરની તરફ લાગતું બળ મળશે જે ગુરુત્વાકર્ષણ બળને સંતુલિત કરે છે આથી તેને કોઈક વાર તેને T વડે દર્શાવવામાં આવે છે અથવા અમુકવાર તેને F સબ T વડે દર્શાવવામાં આવે છે હવે આપણે આ બાબતને વધુ રસપ્રત બનાવીએ આપણે આ બધી બાબતોને ભેગી કરીએ આપણે જો આ બધી બાબતોને ભેગી કરીએ તો આપણને અહીં નવું બળ મળશે ધારો કે આ જમીન છે અને તેના ઉપર બ્લોક મુકેલો છે કંઈક આ રીતે આ બાબતમાં હું દોરી વડે બ્લોકને ખેંચું છું આથી તેના પર તાણ બળ લાગે છે કંઈક આ રીતે હું આ બ્લોકને ખેંચું છું પરંતુ આ બ્લોક ખેંચતો નથી આ બ્લોક માટે આપણે મુક્ત પદાર્થ રેખાચિત્ર શું મળે તે જોઈએ આપણે અહીં આ સમાન બાબત કરીએ સૌ પ્રથમ આપણે બ્લોકને દોરીએ કંઈક આ રીતે હવે આ શિરોલંબ દિશામાં આપણે જે આ પ્રથમ બાબતને સમજ્યા હતા તે સમાન બાબત અહીં થાય છે આથી આ બ્લોકને નીચેની તરફ ખેચતું બળ લાગે જેને આપણે F સબ g તરીકે દર્શાવીએ છીએ અને આ બ્લોકને ઉપરની તરફ ખેચતું લંબ બળ મળે જેને F સબ T વડે દર્શાવવામાં આવે છે હવે આ સમક્ષિતિજ દિશામાં શું મળે મેં અગાઉ કહ્યું હતું કે આ બ્લોકને જમણી બાજુ F સબ T મૂલ્ય ધરાવતા બળ વડે ખેંચવાના આવે છે હું આ બાબતને મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્રમાં દર્શાવીશ આથી આ F સબ t મળશે પરંતુ આપણે કહ્યું હતું કે તે સ્થિર અવસ્થામાં છે આથી આપણને અહીં કંઈક એવું બળ મળશે જે આ બળને વિરોધી હશે આથી આ બળ હવે શું મળે અહીં તે બળ આપણને ઘર્ષણબળ મળે છે આપણે તેનો અનુભવ ખેંચતી વખતે મેળવ્યો જ છે તથા જયારે જમીન પર મુકેલી વસ્તુને આપણે ખેંચીએ અને જો તે ખેંચાય નહિ તો એ એ વસ્તુ અને જમીન વચ્ચે લગતા ઘર્ષણ બળના કારણે થાય છે અહીં ઘર્ષણબળ થવાનું કારણ જો બંને વસ્તુઓની ખરબચડી સપાટી પર તમે એક બીજા પર ખસેડો અથવા ઘણીવાર ચોટેલી સપાટી પર પરમાણુની અથડામણના કારણે થાય છે ત્યાં બંને વસ્તુઓ એક બીજાને આકર્ષિત કરે છે અને આપણે તેમને ખેંચીએ છે આથી આ બાબતમાં ઘર્ષણબળ એ આ ખેચતું બળ જે તાણ બળ છે તેનું વિરોધી મળે આથી આ આપણને F સબ ઓફ F મળે ઘર્ષણ બળ એ ઘણું ઉપયોગી છે તે હંમેશા લપસતી સપાટીની વિરુદ્ધ હોય છે તે હંમેશા ગતિના વિરુદ્ધ હોય છે આ બધી માહિતી પરથી વધુ એક જટિલ ઉદા લઈએ ધારો કે આપણી પાસે એક અભરાઈ છે કંઈક આ રીતે અને તે 10 ન્યુટન જેટલું વજન ધરાવે છે તેના ઉપર 5 ન્યુટન જેટલું વજન ધરાવતી એક વસ્તુ છે કંઈક આ રીતે 5 ન્યુટન અહીં વસ્તુ મધ્યમાં છે અને અભરાઈ એ બે વાયર વડે જોડાઈ છે કંઈક આ રીતે અહીં આ વાયર પહેલો અને આ બીજો વાયર અને આ બંને વાયર એ છત સાથે આ રીતે જોડાયેલા છે સરળતા ખાતર આપણે ધારી લઈએ કે આ વાયર વજન ધરાવતા નથી હવે અભરાઈ પર મુકેલા 5 ન્યુટન વજન ધરાવતા બ્લોકની મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્ર એટલે કે ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામ કેવું મળશે હવે આ બાબત આપણને આ પ્રથમ બાબતને સમાન મળે છે અહીં આ બ્લોક છે કંઈક આ રીતે અને આ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે જે 5 ન્યુટન જેટલા બળથી નીચેની તરફ ખેંચે છે અને બ્લોકની વિરુદ્ધ બાજુએ સમાન મૂલ્યનું લંબ બળ મળે છે જેનું મૂલ્ય 5 ન્યુટન છે હવે અહીં આપણે સ્પષ્ટ દર્શાવી દઈએ કે 5 ન્યુટન બરાબર વજન એટલે કે વસ્તુનું વજન થાય આ રીતે આપણે બ્લોકનું ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામ શોધી શકીએ અને આ આકૃતિ મેળવવી જરૂરી છે હવે અબરાઈ માટે ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામ દોરીએ ધારો કે આ અભરાય છે કંઈક આ રીતે અને આપણે તેનું વજન જાણીએ છીએ જે 10 ન્યુટન છે આથી નીચેની તરફ લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ આપણને 10 ન્યુટન મળે હવે શું નીચેની તરફ લાગતું બળ એકમાત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે ના તેના ઉપર એક વસ્તુને મુકેલી છે અને 5 ન્યુટન જેટલું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ તેની નીચેની તરફ ખેંચે છે તેના કારણે વસ્તુ અભરાઈને ધક્કો મારે છે આથી તે ધક્કો લગાવતું બળ એટલે કે લંબ બળ મળે છે અને તે 5 ન્યુટન વજન ધરાવતા ગુરુત્વપ્રવેગના કારણે છે આથી અંતે 5 ન્યુટન વજન ધરાવતી વસ્તુ એ અભરાઈની નીચેની તરફ ધક્કો લગાવે છે આથી અહીં આપણને નીચેની તરફ ધક્કો લગાવતું બીજું બળ એટલે કે લંબ બળ મળે અને તેનું મૂલ્ય 5 ન્યુટન છે તે 10 ન્યુટન વજન ધરાવતી અલમારી પર 5 ન્યુટન જેટલું બળ લગાડે છે આથી તેનું મૂલ્ય 5 ન્યુટન છે અને તે સંપર્ક બળ છે હવે આપણે ધારી લઈએ કે તે સંપૂર્ણ પણે સ્થિર છે અને ત્યાં હંમેશા વિરોધી બળ હોય છે તો આ વિરોધી બળ ક્યાંથી મળે છે તે આપણને આ બંને વાયરો પરના ખેંચાણ બળથી મળે છે કંઈક આ રીતે આથી પ્રથમ વાયર પરથી આપણને તાણ મળે તેને આપણે T1 કહીએ અને બીજા વાયર પરથી આપણને તાણ મળે તેને આપણે T2 કહીએ આ બાબત સ્થિર હોવાના કારણે T1 + T2 = 10 ન્યુટન + 5 ન્યુટન થવું જોઈએ આ રીતે આપણે બળ વિશે સમજ મેળવી શકીએ ભૌતિક વિજ્ઞાનની શરૂઆતમાં તમે તેના વિશે શીખશો અને આપણે તેને ફ્રીબોડી ડાયાગ્રામ એટલે કે મુક્ત પદાર્થ રેખા ચિત્રને અનુલક્ષીને સમજીશું.