रेखीय गतिमा भौतिकशास्त्रको मात्रा

रेखीय गतिमा भौतिकशास्त्रको मात्रा बारे लेख

६. समय अन्तराल

जब कुनै वस्तु एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा सर्छ, त्यस वस्तुलाई निश्चित समय अन्तराल चाहिन्छ। समयको प्रतीक t (समय) हो। समयको अन्तर्राष्ट्रिय प्रणाली एकाइ दोस्रो (s) हो।

2. दूरी र विस्थापन

दूरी भनेको कुनै वस्तुले लिएको बाटोको लम्बाइ हो। दूरी भनेको स्केलर परिमाण हो, जहाँ परिमाण दिशामा निर्भर हुँदैन। दूरीको प्रतीक d हो र अन्तर्राष्ट्रिय प्रणाली एकाइ मिटर (m) हो।

विस्थापन भनेको वस्तुको स्थितिमा हुने परिवर्तन हो। विस्थापन भनेको भेक्टर मात्रा हो, त्यसैले विस्थापनमा विस्थापनको परिमाण र विस्थापनको दिशा समावेश हुन्छ। विस्थापन दिशामा निर्भर गर्दछ ताकि यो सकारात्मक वा नकारात्मक हुन सक्छ। यदि यसलाई कार्टेसियन निर्देशांकमा चित्रण गरिएको छ भने सम्झौता अनुसार, यदि विस्थापनको दिशा सकारात्मक x-अक्ष र सकारात्मक y-अक्षको दिशामा छ भने, विस्थापन सकारात्मक हुन्छ। यसको विपरीत, यदि विस्थापनको दिशा नकारात्मक x-अक्ष र नकारात्मक y-अक्षको दिशामा छ भने विस्थापन नकारात्मक हुन्छ। विस्थापनको दिशा सामान्यतया उत्तर, पूर्व, दक्षिण, पश्चिममा पनि भनिएको छ। विस्थापनको प्रतीक d हो र अन्तर्राष्ट्रिय प्रणाली एकाइ एक मीटर (m) हो।

नमुना समस्या १:

एक विद्यार्थी पूर्वतिर २ मिटरसम्म सर्छ। विद्यार्थीको विस्थापनको दूरी र परिमाण कति छ?

a = सुरुवाती स्थिति, b = अन्तिम स्थिति।

दूरी (घ) = २ मिटर

विस्थापनको परिमाण (d) = २ मिटर। विस्थापनको दिशा = पूर्व

नमुना समस्या १:

एक विद्यार्थी पूर्वतिर २ मिटरसम्म सर्छ र त्यसपछि पश्चिमतिर २ मिटरसम्म सर्छ। विद्यार्थीको विस्थापनको दूरी र परिमाण कति छ?

a = सुरुवाती स्थिति र अन्तिम स्थिति

दूरी (घ) = २ मिटर + २ मिटर = ४ मिटर

विस्थापनको परिमाण (d) = २ मिटर – २ मिटर = ०। अन्त्य स्थिति = प्रारम्भिक स्थिति ताकि कुनै विस्थापन नहोस्।

नमुना समस्या १:

एक विद्यार्थी पूर्वतिर २ मिटरसम्म सर्छ र त्यसपछि पश्चिमतिर १ मिटरसम्म सर्छ। विद्यार्थीको विस्थापनको दूरी र परिमाण कति छ?

a = सुरुवाती स्थिति, b = अन्त्यको स्थिति।

दूरी (घ) = २ मिटर + २ मिटर = ४ मिटर

विस्थापनको परिमाण (d) = २ मिटर – १ मिटर = १ मिटर। विस्थापनको दिशा = पूर्व

३. गति र वेग

गति भनेको स्केलर मात्रा हो, जबकि वेग भनेको भेक्टर मात्रा हो। वेग भनेको वेगको परिमाण र दिशा मिलेर बनेको हुन्छ। वेगको प्रतीक v हो र वेगको प्रतीक v (वेग) हो। गति र वेगको अन्तर्राष्ट्रिय प्रणाली एकाइ मिटर प्रति सेकेन्ड (m/s) हो।

a. औसत गति र औसत वेग

नमुना समस्या १:

एक विद्यार्थी १ सेकेन्डको लागि २ मिटरसम्म पूर्वतिर सर्छ। विद्यार्थीको औसत गति र औसत वेगको परिमाण कति हो?

औसत वेगको दिशा = विस्थापनको दिशा = पूर्वतिर

नमुना समस्या १:

एक विद्यार्थी १ सेकेन्डको लागि पूर्वतिर २ मिटरसम्म सर्छ र त्यसपछि २ सेकेन्डको लागि पश्चिमतिर १ मिटरसम्म सर्छ। विद्यार्थीको औसत गति र औसत वेगको परिमाण कति हो?

औसत वेगको दिशा = विस्थापनको दिशा = पूर्वतिर

b. तात्कालिक गति र तात्कालिक वेग

तात्कालिक गति = धेरै छोटो समय अन्तरालमा यात्रा गरिएको धेरै सानो दूरी। तात्कालिक वेगको परिमाण = धेरै छोटो समय अन्तरालमा यात्रा गरिएको धेरै सानो विस्थापन। यदि तपाईंले कहिल्यै मोटरसाइकल वा कार चढ्नुभएको छ भने, तपाईंले निश्चित रूपमा स्पीडोमिटर देख्नुभएको छ। मोटरसाइकल चलाउँदा, मोटरसाइकलको गति परिवर्तन हुन्छ र स्पीडोमिटरले देखाउँछ।

भौतिकशास्त्रमा, तात्कालिक गतिलाई प्रायः गतिको रूपमा संक्षिप्त गरिन्छ। त्यस्तै गरी, तात्कालिक वेगलाई प्रायः वेगको रूपमा संक्षिप्त गरिन्छ। कृपया ध्यान दिनुहोस् कि हामी वेगको परिमाणलाई गतिले प्रतिस्थापन गर्न सक्छौं। यो किनभने वेगको परिमाणलाई गति बराबर मानिन्छ। वेगको परिमाणलाई गति बराबर मानिन्छ किनभने दूरी र विस्थापनको परिमाण धेरै सानो भएमा समान हुन्छ। यद्यपि दूरी र विस्थापनको परिमाण सधैं समान हुँदैन (दूरी र विस्थापनको बारेमा छलफलसँग तुलना गर्नुहोस्), तर यदि दूरी र विस्थापनको परिमाण धेरै सानो छ भने तिनीहरूको मान समान हुनुपर्छ।

4. एक्सेलेरेशन

त्वरण एक भेक्टर मात्रा हो त्यसैले त्वरणको परिमाण र त्वरणको दिशा हुन्छ। त्वरणको प्रतीक a (त्वरण) हो। त्वरणको SI एकाइ मिटर प्रति सेकेन्ड वर्ग (m/s ² ) हो।

a. औसत त्वरण

नमुना समस्या:

एउटा कार ५ सेकेन्डको लागि १० मिटर/सेकेन्डको गतिमा नपुगुन्जेलसम्म स्थिर अवस्थाबाट पूर्वतिर जान थाल्छ। औसत प्रवेगको परिमाण गणना गर्नुहोस्!

औसत त्वरणको दिशा पूर्वतिर छ।

औसतमा, कारको गति प्रत्येक सेकेन्डमा २ मिटर/सेकेन्डले बढ्छ। यदि कारको प्रवेगको परिमाण स्थिर छ भने कारको गति सधैं प्रत्येक सेकेन्डमा २ मिटर/सेकेन्डले बढ्छ। यदि कारको प्रवेगको परिमाण स्थिर छैन भने कारको गति सधैं प्रत्येक सेकेन्डमा २ मिटर/सेकेन्डले बढ्दैन। पहिलो सेकेन्डमा कारको गति १ मिटर/सेकेन्डले बढ्न सक्छ, त्यसपछि दोस्रोमा ३ मिटर/सेकेन्ड बढाएर। तर औसतमा, ५ सेकेन्ड हिँड्दा, कारको गतिको परिमाण प्रत्येक सेकेन्डमा २ मिटर/सेकेन्डले बढ्छ।

b. तात्कालिक त्वरण

तात्कालिक त्वरण भनेको धेरै छोटो समय अन्तरालमा वेगमा हुने परिवर्तन हो। तात्कालिक त्वरणलाई प्रायः त्वरण भनिन्छ। त्यसैले यदि यसलाई त्वरण भनिन्छ भने, यसको अर्थ तात्कालिक त्वरण हो। कुनै वस्तुको वेग परिवर्तन भएमा त्वरण अनुभव हुन्छ भनिन्छ। वेग पनि एक भेक्टर मात्रा हो, जसमा वेगको परिमाण र वेगको दिशा समावेश छ। त्यसैले त्यहाँ तीन अवस्थाहरू छन् जसमा कुनै गतिमान वस्तु त्वरण भएको भनिन्छ। पहिलो, यदि वेगको परिमाण वा गति परिवर्तन हुन्छ भने वस्तुले त्वरण अनुभव गर्छ भनिन्छ (वेगको दिशा स्थिर छ)।

पहिलो उदाहरणमा, कार सुरुमा आराममा हुन्छ (v = ०)। एक सेकेन्ड पछि यसको गति ५ मिटर/सेकेन्डमा बढ्छ। कारको गति बढ्छ त्यसैले कारलाई गतिशील भनिन्छ। दोस्रो उदाहरणमा, कार सुरुमा ५ मिटर/सेकेन्डको गतिमा चल्छ। एक सेकेन्ड पछि कार रोकिन्छ। कारको गति घट्छ किनभने कारले नकारात्मक त्वरण अनुभव गर्छ वा कारले गति घटाउँछ भनिन्छ। दोस्रो, कुनै वस्तुको वेगको दिशा परिवर्तन भएमा त्वरण अनुभव गर्छ भनिन्छ (वेग वा गतिको परिमाण स्थिर हुन्छ)। वेगको दिशा = विस्थापनको दिशा = चालको दिशा। तेस्रो, कुनै वस्तुको वेगको परिमाण र दिशा दुवै परिवर्तन भएमा त्वरण अनुभव गर्छ भनिन्छ।