ढलान पर गुरुत्वाकर्षण बल पर 7 तथ्य: क्या, कैसे, प्रभाव

आपने देखा होगा कि ढलान से नीचे खिसकने पर वस्तु की गति बढ़ जाती है। क्या यह ढलान पर गुरुत्वाकर्षण के कारण वस्तु पर लगने वाले बल के कारण होता है?

ढलान पर वस्तु की गति दो मुख्य बलों द्वारा निर्धारित की जाती है। सबसे पहली चीज है ढलान की खड़ीपन और दूसरी और सबसे महत्वपूर्ण वस्तु द्वारा ढलान के खिलाफ कार्य करने वाला बल जो गुरुत्वाकर्षण के कारण बल है।

ढलान पर गुरुत्वाकर्षण क्या है?

गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा पृथ्वी के केंद्र की ओर नीचे की ओर कार्य करता है।

समतल जमीन पर और यहां तक ​​कि ढलान पर भी गुरुत्वाकर्षण समान होता है, भले ही ढलान की ढलान कुछ भी हो लेकिन केवल गुरुत्वाकर्षण के कारण बल का परिमाण भिन्न होता है।

यदि वस्तु कोमल ढलान पर है तो ढलान के नीचे वस्तु का त्वरण, खड़ी पहाड़ी से ढलान को लुढ़कते समय वस्तु द्वारा प्राप्त गति की तुलना में कम होगा। इसका कारण यह है कि तेज ढलान से नीचे की ओर गति करने वाली वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण के कारण बल का परिमाण कोमल ढलान की तुलना में अधिक होता है।

ढलान पर गुरुत्वाकर्षण बल क्या है?

ढलान पर गुरुत्वाकर्षण बल वस्तु द्वारा जमीन के खिलाफ उसके वजन के कारण कार्य करने वाला बल है।

ढलान पर गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा 'm' द्रव्यमान वाली वस्तु के लिए समान होता है जहाँ वस्तु मौजूद होती है। वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा स्थिर रहता है क्योंकि इसका द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण स्थिर होता है और F=mg के बराबर होता है

एक झुकाव पर गुरुत्वाकर्षण द्वारा किया गया कार्य

किए गए कार्य को वस्तु को उसके प्रारंभिक स्थान से विस्थापित करने के लिए आवश्यक बल के रूप में परिभाषित किया जाता है और कार्य = बल * गुणा विस्थापन द्वारा दिया जाता है

वस्तु के झुकाव वाले तल पर गतिमान होने की स्थिति में, गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा वस्तु को झुके हुए तल पर जमीन के ऊपर एक निश्चित ऊंचाई से विस्थापित करने का कार्य किया जाता है।

मान लीजिए कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए अनुसार झुकाव वाले विमान से द्रव्यमान 'm' की एक वस्तु नीचे की ओर गति कर रही है: -

गुरुत्वाकर्षण के कारण ढाल के विरुद्ध कार्य करने वाला बल F . के बराबर होता है_g= मिलीग्राम। गुरुत्वाकर्षण बल के कारण, वस्तु F=mgSinθ . बल के साथ ढलान से नीचे की ओर बढ़ रही है

घर्षण बल

is acting against it to resist the acceleration of the object which results due to the parallel force exerted against the normal force N of the object which is F_//=mgCosθ

झुके हुए तल से वस्तु का विस्थापन 'h' है जो जमीन के ऊपर से वस्तु की ऊंचाई है। अत: वस्तु द्वारा किया गया कार्य है

डब्ल्यू = MGH

गुरुत्वाकर्षण के कारण वस्तु को पृथ्वी की समतल सतह पर नीचे लाने के लिए गुरुत्वाकर्षण के कारण बल लगाया जाता है जिससे यह ढलान से नीचे की ओर गति करता है।

झुके हुए तल पर गुरुत्वाकर्षण बल अधिकतम कब होता है?

झुकाव वाले तल पर किसी भी बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण बल समान होता है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण के कारण द्रव्यमान और त्वरण अपरिवर्तित रहता है।

गुरुत्वाकर्षण के कारण बल वस्तु के सामने कार्य कर रहा है जबकि यह ढलान को तेज कर रहा है, यदि ढलान तेज है तो बल के गुरुत्वाकर्षण का परिमाण अधिक होगा।

वस्तु को जमीन पर रखने वाला बल वस्तु द्वारा जमीन पर सामान्य बल के विरुद्ध कार्य करने वाला बल है जो कि -mgCosθ है और वस्तु को नीचे की ओर गति करने के लिए जिम्मेदार बल का घटक ढलान mg Sinθ है।

यह न्यूटन के गति के दूसरे नियम का अनुसरण करता है

एफ = मा

और इसलिए ढलान से वस्तु का त्वरण बराबर होता है

ए = एफ / एम

वस्तु पर कार्य करने वाला अधिकतम बल mgSinθ है, इसलिए

झुके हुए तल पर गुरुत्वाकर्षण बल को क्या प्रभावित करता है?

जमीन के साथ ढलान का कोण वस्तु की गति और उसे नीचे की ओर धकेलने वाले बल के परिमाण को निर्धारित करता है।

चूंकि वस्तु एक झुकाव वाले विमान पर है, इसलिए इसे संभावित ऊर्जा प्राप्त करने के लिए जमीनी स्तर से ऊपर उठाया जाता है, इस प्रकार गुरुत्वाकर्षण खिंचाव थोड़ा कम हो जाता है। लेकिन असंतुलित बलों के कारण वस्तु का त्वरण नीचे हो जाता है।

यदि की दिशा के बीच का कोण गुरुत्वाकर्षण का बल और ढलान कम हो जाता है, तो वस्तु नीचे जमीन की ओर धकेल देगी। वस्तु के गुरुत्वाकर्षण का केंद्र वह होता है जहां शरीर का पूरा भार केंद्रित होता है और वस्तु को आराम की संतुलन स्थिति में रखने की प्रवृत्ति होती है।

क्या गुरुत्वाकर्षण बल कोण के साथ बदलता है?

वस्तु पर लगाया गया गुरुत्वाकर्षण बल स्थिर है और हमेशा पृथ्वी के केंद्र की ओर कार्य करता है।

झुके हुए तल पर किसी वस्तु के लिए, वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल समान रहता है लेकिन ढलान पर वस्तु पर कार्य करने वाले समानांतर बल का परिमाण ढलान के साथ बढ़ता है।

नीचे दिए गए आरेख से हम देख सकते हैं कि वस्तु पर विभिन्न बल कार्य कर रहे हैं लेकिन दोनों बलों की दिशा एक ही दिशा में है। यदि कोण φ बढ़ता है, तो इन बलों का परिमाण बढ़ जाता है और वस्तु उच्च गति से ढलान को तेज कर देगी।

समानांतर बल, सामान्य बल के कारण जमीन पर लगाए गए बल और कोण बनाने वाली वस्तु के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के कारण बल के कारण बनता है झुकाव बल की दिशा के समानांतर कार्य करता है mgSinθ वस्तु को ढलान से नीचे धकेलता है जैसे-जैसे इस दिशा में बल का परिमाण बढ़ता है।

एक झुकाव पर गुरुत्वाकर्षण बल की गणना कैसे करें?

एक झुके हुए तल पर वस्तु पर कार्य करने वाला शुद्ध बल गुरुत्वाकर्षण बल, लंबवत बल और समानांतर बल का योग है।

ढलान पर वस्तु का गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा नीचे की ओर कार्य करता है और न्यूटन के गति के दूसरे नियम के अनुसार, वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण के द्रव्यमान के बराबर होता है अर्थात Fg=mg

अब, आइए देखें कि एक झुके हुए समतल पर चरण दर चरण वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण के शुद्ध बल की गणना कैसे करें: -

झुकाव का कोण

सबसे पहली बात यह है कि ढलान के झुकाव कोण का पता लगाना है जो बलों के परिमाण और वस्तु की गति को निर्धारित करता है।

वस्तु का द्रव्यमान

दूसरे, आपको वस्तु का द्रव्यमान पता होना चाहिए। यदि आप वस्तु के सामान्य बल को जानते हैं तो आप सूत्र का उपयोग करके द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं:- m=F/a

गुरुत्वाकर्षण के कारण बल का पता लगाएं

गुरुत्वाकर्षण के कारण बल हमेशा पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण केंद्र की ओर निर्देशित होता है और mg के बराबर होता है।

लंबवत बल का पता लगाएं

This is a force acting in the direction of acceleration of the object and responsible for the motion of the object down the slope and is equal to

समानांतर बल का पता लगाएं

This is the force generated due to the effect of gravity and the force developed in response to the normal force against the slope of the hill and adds to the pushing force on the object that drags it down the slope and is equal to

घर्षण बल की गणना करें

This is the force acting against the velocity of the object by resisting its motion and depends upon the coefficient of friction of the slope that determines the roughness of the ground and is given as

and is related to the normal force of the object acting on the ground.

नेट फोर्स का पता लगाएं

वह बल जो ढलान के नीचे गति करने वाली वस्तु के लिए जिम्मेदार है, वह समानांतर बल है और घर्षण बल विपरीत दिशा में कार्य करने वाली वस्तु के त्वरण का विरोध कर रहा है। सामान्य बल वस्तु पर कार्य करने वाले लंबवत बल के बराबर होता है।

इसका उपयोग करके आप न्यूटन के गति समीकरण के दूसरे नियम का उपयोग करके झुकाव वाले विमान से वस्तु के त्वरण का पता लगा सकते हैं।

एफ = मा

इसलिए, झुकी हुई ढलान से वस्तु का त्वरण है

ए = एफ_जाल/m

द्रव्यमान 2kg की वस्तु का त्वरण 30 . के झुकाव कोण के साथ झुकाव वाले स्थान से नीचे की ओर खिसक रहा है⁰ 0.15 के घर्षण गुणांक वाले हैं?

दिया हुआ: मी = 2 किग्रा

=30⁰

μ = 0.15

गुरुत्वाकर्षण के कारण बल है

समानांतर बल घटक है

लंबवत बल है

घर्षण के कारण लगने वाला बल है

अत: वस्तु पर कुल बल है

इसलिए वस्तु का त्वरण है

झुके हुए तल से वस्तु का त्वरण है 7.75m / s².

सारांश

वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण बल झुके हुए तल पर भी समान रहता है। वह बल जो ढलान के नीचे वस्तु के त्वरण के लिए जिम्मेदार है, वह वस्तु पर उसके द्रव्यमान बिंदु के केंद्र से गुरुत्वाकर्षण बल और लंबवत बल के कारण वस्तु पर लगाया गया समानांतर बल है।

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