मुक्त पतन गति सामग्री
प्राचीन काल में, ज़मीन पर गिरती वस्तुओं की गति प्राकृतिक दर्शन का एक बहुत ही रोचक विषय था। दार्शनिक अरस्तू ने एक बार कहा था कि अधिक द्रव्यमान वाली वस्तुएँ हल्की वस्तुओं की तुलना में तेज़ी से गिरती हैं। अरस्तू के इस मत ने गैलीलियो से पहले के लोगों के विचारों को प्रभावित किया, जो मानते थे कि अधिक द्रव्यमान वाली वस्तुएँ हल्की वस्तुओं की तुलना में तेज़ी से गिरती हैं और किसी वस्तु के गिरने की गति उसके द्रव्यमान के समानुपाती होती है। शायद इस विषय का अध्ययन करने से पहले आप भी यही सोचते होंगे।
एक कागज और एक किताब को समान ऊंचाई से गिराएं। कागज को अपनी बाईं हथेली पर और किताब को अपनी दाईं हथेली पर रखें। गिराने के बाद, किताब पहले जमीन पर गिरती है, जबकि कागज बाद में गिरता है। अब, कागज को किताब के ऊपर रखें, फिर कागज और किताब दोनों को जमीन पर गिराएं। इस बार, कागज और किताब एक साथ जमीन पर गिरते हैं।
किसी वस्तु को मुक्त पतन की स्थिति में तब कहा जाता है जब वह पृथ्वी के केंद्र के लंबवत गति करती है और इस गति के दौरान उस पर स्थिर गुरुत्वाकर्षण त्वरण लगता है। यदि वह पृथ्वी की सतह के निकट स्वतंत्र रूप से गिरती है, तो उस पर 9,8 m/s² का स्थिर गुरुत्वाकर्षण त्वरण लगता है और गुरुत्वाकर्षण त्वरण की दिशा पृथ्वी के केंद्र की ओर (पृथ्वी की सतह के लंबवत) होती है। विद्यार्थियों द्वारा की जाने वाली गणनाओं को सरल बनाने के लिए, g को 10 m/ s² तक पूर्णांकित किया गया है ।
इसमें तीन अलग-अलग स्थितियां शामिल हैं:
1. वस्तु बिना प्रारंभिक वेग (v) के लंबवत नीचे की ओर गति करती है।oउदाहरण के लिए, एक फल पेड़ से उसके तने से अलग होकर गिरता है। गति की दिशा हमेशा नीचे की ओर होती है और वस्तु त्वरण का अनुभव करती है, इसलिए गुरुत्वाकर्षण त्वरण (g) हमेशा धनात्मक होता है। कुछ भौतिकी की पुस्तकों में इसे कहा जाता है मुक्त पतन गति
2. वस्तु एक निश्चित प्रारंभिक वेग से लंबवत नीचे की ओर गति करती है (वहाँ v है)।oउदाहरण के लिए, एक पत्थर को लंबवत नीचे की ओर फेंका जाता है। गति की दिशा हमेशा नीचे की ओर होती है और वस्तु त्वरण का अनुभव करती है, इसलिए g हमेशा धनात्मक होता है। कुछ भौतिकी की पुस्तकों में इसे कहा जाता है नीचे की ओर ऊर्ध्वाधर गति.
3. एक वस्तु निश्चित प्रारंभिक वेग से ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर गति करती है। अपनी अधिकतम ऊँचाई पर पहुँचने के बाद, वस्तु वापस नीचे की ओर गति करने लगती है। उदाहरण के लिए, आप एक कंचे को ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर फेंकते हैं और फिर उसे नीचे की ओर गति करते हुए पकड़ लेते हैं। ऊपर की ओर गति करते समय, वस्तु मंदन (ऋणात्मक g) का अनुभव करती है, जबकि नीचे की ओर गति करते समय, वस्तु त्वरण (धनात्मक g) का अनुभव करती है। कुछ भौतिकी की पाठ्यपुस्तकों में इसे कहा जाता है ऊपर की ओर ऊर्ध्वाधर गति.
यह ध्यान रखना चाहिए कि यदि कोई वस्तु उपरोक्त तीन स्थितियों में से किसी एक का अनुभव करती है, तो वस्तु को मुक्त पतन में कहा जाता है।
मुक्त पतन गति का सूत्र
मुक्त पतन गति एकसमान रूप से परिवर्तित रैखिक गति का एक उदाहरण है, इसलिए मुक्त पतन गति का सूत्र मूल रूप से एकसमान रूप से परिवर्तित रैखिक गति के सूत्र के समान ही होता है और इसे मुक्त पतन गति की स्थितियों के अनुसार समायोजित किया जाता है।
टिप्पणी:
h = ऊँचाई (मीटर में), vo = प्रारंभिक गति (मीटर/सेकंड), vt = अंतिम गति (मीटर/सेकंड), t = समय (सेकंड), g = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (मीटर/सेकंड)2) = 9,8 मीटर/सेकंड2 या 10 मीटर/सेकंड2.
10 m/s² का स्थिर गुरुत्वाकर्षण त्वरण2 (धनात्मक गुरुत्वाकर्षण बल – वस्तु नीचे की ओर गति करती है), जिसका अर्थ है कि वस्तु की गति प्रत्येक 1 सेकंड में 10 मीटर/सेकंड बढ़ जाती है। 2 सेकंड बाद, वस्तु की गति 20 मीटर/सेकंड हो जाती है, और 3 सेकंड बाद वस्तु की गति 30 मीटर/सेकंड हो जाती है। स्थिर गुरुत्वाकर्षण मंदन 10 मीटर/सेकंड है।2 (g ऋणात्मक है, वस्तु ऊपर की ओर गति करती है) जिसका अर्थ है कि वस्तु की गति 10 मीटर/सेकंड कम हो जाती है।2 प्रत्येक 1 सेकंड में वस्तु की गति 20 मीटर/सेकंड कम हो जाती है। 2 सेकंड बाद, वस्तु की गति 20 मीटर/सेकंड कम हो जाती है। 3 सेकंड बाद, वस्तु की गति 30 मीटर/सेकंड कम हो जाती है।
पृथ्वी की सतह के निकट ही स्थिर त्वरण या मंदन होता है। विषयवस्तु में न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का नियमआपको यह पता चलेगा कि g का मान दूरी के वर्ग के साथ घटता है।
मुक्त पतन की समस्याओं के उदाहरण , नीचे की ओर ऊर्ध्वाधर गति की समस्याओं के उदाहरण और ऊपर की ओर ऊर्ध्वाधर गति की समस्याओं के उदाहरणों का अध्ययन करें ताकि आप मुक्त पतन की विषयवस्तु को बेहतर ढंग से समझ सकें।
