કઠોર શરીરના સંતુલનના પ્રકારો

સંતુલનના પ્રકારો વિશે લેખ કઠોર શરીર

રોજિંદા જીવનમાં આપણને મળતી બધી વસ્તુઓ હંમેશા આરામ કરતી નથી. કદાચ શરૂઆતમાં વસ્તુ આરામ કરે છે, પરંતુ જો તેને ખસેડવામાં આવે (ઉદાહરણ તરીકે પવન દ્વારા) તો વસ્તુઓ ખસેડી શકે છે. સમસ્યા એ છે કે, ખસેડ્યા પછી, વસ્તુઓ તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે કે નહીં. આ વસ્તુના સંતુલનના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે. ખસેડ્યા પછી, ત્રણ શક્યતાઓ હશે, એટલે કે:

(1) પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે,

(2) પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિથી દૂર ખસે છે,

(3) પદાર્થ તેની નવી સ્થિતિમાં રહે છે.

જો પદાર્થને તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછું ખસેડ્યા પછી, પદાર્થ સ્થિર સંતુલનમાં હોય. જો ખસેડ્યા પછી, પદાર્થ વધુ આગળ વધે, તો પદાર્થ અસ્થિર સંતુલનમાં હોય. તેનાથી વિપરીત, જો ખસેડ્યા પછી, પદાર્થ તેની નવી સ્થિતિમાં રહે, તો પદાર્થ તટસ્થ સંતુલનમાં હોય.

1. સ્થિર સંતુલન

એક પદાર્થ જે શરૂઆતમાં સ્થિર હોય છે, જો તેના પર બળ અથવા ટોર્ક લગાવવામાં આવે (પરિણામી બળ અથવા બળનો પરિણામી ક્ષણ હોય) તો પદાર્થ ગતિ કરશે. સંતુલન સ્થિર હોય છે જો, ગતિ કર્યા પછી, પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે. ગતિશીલ પદાર્થો પદાર્થ ગતિ કર્યા પછી દેખાતા પરિણામી બળ અથવા બળના પરિણામી ક્ષણને કારણે તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે.

ઉદાહરણ ૧. એક પદાર્થને દોરડા વડે બફર પર લટકાવવામાં આવે છે. પ્રથમ, પદાર્થ આરામ કરે છે. ધક્કો માર્યા પછી, પદાર્થ ખસે છે અને પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે. પદાર્થનું વજન પદાર્થના કેન્દ્રમાં હોય છે, જ્યારે આધાર બિંદુ દોરડા અને આધાર વચ્ચે હોય છે. ગતિશીલ પદાર્થો આડી દિશામાં (wx) પરિણામે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે. દોરડાનું તણાવ (T) અને ઊભી દિશામાં (wy) ગુરુત્વાકર્ષણ ઘટક એકબીજાને દૂર કરે છે કારણ કે આ બે બળોનું કદ સમાન છે પરંતુ દિશા વિરુદ્ધ છે.

ઉદાહરણ 2. ખીણમાં પદાર્થ. શરૂઆતમાં, પદાર્થ આરામ કરે છે. ખસેડ્યા પછી, પદાર્થ જમણી અને ડાબી બાજુ ખસે છે, પછી તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે. આડી દિશામાં (wx) પરિણામી ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે બોલ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે. ઊભી દિશામાં (wy) ગુરુત્વાકર્ષણ ઘટક અને સામાન્ય બળ (N) એકબીજાને દૂર કરે છે કારણ કે બંને બળોનું મૂલ્ય સમાન છે, પરંતુ દિશા વિરુદ્ધ છે.

ઉદાહરણ ૩. શરૂઆતમાં, પદાર્થ આરામ કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર એ પદાર્થનું કેન્દ્ર છે, અને આધાર બિંદુ સપાટ સમતલના સંપર્કમાં પદાર્થના પાયા પર છે. જમણી તરફ ગયા પછી, પદાર્થ જમણી તરફ વધે છે. જો ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રની સ્થિતિ હજુ પણ પૂર્ણ બિંદુની ડાબી બાજુ હોય, તો પણ પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો આવી શકે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા બળના પરિણામે પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, આધાર બિંદુ પરિભ્રમણની ધરી તરીકે કાર્ય કરે છે. તેનાથી વિપરીત, જો પદાર્થ ડાબી બાજુ ખસેડવામાં આવે છે, તો પદાર્થ ડાબી બાજુ ઉપાડવામાં આવે છે. જો ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રની સ્થિતિ હજુ પણ સપોર્ટ બિંદુની જમણી બાજુ હોય, તો પણ પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો આવી શકે છે.

ઉદાહરણ ૩ જેવા કિસ્સાઓમાં, જો પદાર્થ ઉપાડ્યા પછી, તેનું ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર ટેકો બિંદુમાંથી પસાર ન થાય તો, પદાર્થ હજુ પણ સ્થિર સંતુલનમાં હોય છે. જો જમણી બાજુ ઉપાડ્યા પછી, ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર ટેકો બિંદુથી આગળ નીકળી જાય, તો પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિથી દૂર ખસે છે. આ અસ્થિર સંતુલનનું ઉદાહરણ છે.

2. અસ્થિર સંતુલન

જો પદાર્થ શરૂઆતમાં પરિણામી બળ અથવા પદાર્થ પર કાર્ય કરતા બળના પરિણામી ક્ષણને કારણે ગતિહીન હોય તો સંતુલન અસ્થિર હોય છે. ગતિ કર્યા પછી, પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરતો નથી, પરંતુ તેની મૂળ સ્થિતિથી દૂર જાય છે.

ઉદાહરણ ૧. દખલને કારણે શરૂઆતમાં ગતિહીન પદાર્થ. ખસેડ્યા પછી, પદાર્થ તેની સ્થિતિથી દૂર જતો રહે છે. પદાર્થ તેની મૂળ સ્થિતિથી દૂર જાય છે કારણ કે ખસેડ્યા પછી, ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રની સ્થિતિ સપોર્ટ બિંદુની જમણી બાજુએ હોય છે. જ્યારે ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર સપોર્ટ બિંદુની જમણી બાજુએ હોય છે, ત્યારે બળનો પરિણામી ક્ષણ ઉદ્ભવે છે, જે પદાર્થને તેના મૂળ સ્થાનથી દૂર કરે છે.

ઉદાહરણ ૨. વસ્તુ શરૂઆતમાં શિખરથી ઉપર છે.

ખસેડ્યા પછી, વસ્તુ દૂર જતી રહે છે

ગુરુત્વાકર્ષણ ઘટકોની આડી દિશામાં હાજરીને કારણે પદાર્થ તેના મૂળ સ્થાનથી દૂર ખસે છે (w _x ).

3. તટસ્થ સંતુલન

જો દખલને કારણે ખસેડ્યા પછી, પદાર્થ તેની નવી સ્થિતિમાં રહે તો તટસ્થ સંતુલન. પદાર્થો તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરતા નથી અને પદાર્થો મૂળ સ્થાનથી દૂર જતા નથી.

ઉદાહરણ ૧: એક બોલ શરૂઆતમાં સપાટ સમતલ પર રહે છે, ગતિશીલ હોય છે. ગતિ બંધ કર્યા પછી, બોલ તેની નવી સ્થિતિમાં રહે છે. બોલ તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછો ફરતો નથી અથવા તેની મૂળ સ્થિતિથી દૂર થતો નથી.

ઉપરોક્ત સમજૂતીના આધારે, તે નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે:

પ્રથમ, જો પદાર્થનું ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર આધાર બિંદુથી નીચે હોય, તો પદાર્થ સ્થિર સંતુલનમાં હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પદાર્થને દોરડા દ્વારા બફર પર લટકાવવામાં આવે છે.

બીજું, જો કોઈ વસ્તુનું ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર આધાર બિંદુથી ઉપર હોય, તો વસ્તુનું સંતુલન સાપેક્ષ હોય છે. વસ્તુ સ્થિર હોઈ શકે છે, અને વસ્તુ અસ્થિર પણ હોઈ શકે છે.

ત્રીજું, પદાર્થોનું સંતુલન પદાર્થોના આકાર અને કદ પર આધાર રાખે છે. પહોળા પદાર્થો પહોળા ન હોય તેવા પદાર્થો કરતાં વધુ સ્થિર હોય છે.

ચોથું, પદાર્થોનું સંતુલન ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્રના આધાર બિંદુથી અંતર પર આધાર રાખે છે.

જો ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર આધાર બિંદુથી દૂર હોય, તો પદાર્થ અસ્થિર સંતુલનમાં હોય છે. તેનાથી વિપરીત, જો ગુરુત્વાકર્ષણ કેન્દ્ર આધાર બિંદુની નજીક હોય, તો સંતુલન અસ્થિર હોય છે.