نيوٽن جي قانونن تي فزڪس پيپر
پنڊال
فزڪس قدرتي سائنس جي هڪ شاخ آهي جيڪا ڪائنات جي مظهر ۽ رويي جو مطالعو مشاهدي، ماپ ۽ عام طور تي لاڳو ٿيندڙ قانونن جي جوڙجڪ ذريعي ڪري ٿي. ڪلاسيڪل فزڪس جي مکيه بنيادن مان هڪ نيوٽن جا حرڪت جا قانون آهن. اهي قانون 17 صدي ۾ سر آئزڪ نيوٽن پاران ٺاهيا ويا هئا ۽ اهي شيون ڪيئن حرڪت ڪن ٿيون ۽ قوتون ان حرڪت ۾ تبديلين کي ڪيئن متاثر ڪن ٿيون اهو سمجهڻ جي بنياد طور ڪم ڪن ٿيون. جديد اضافيت ۽ ڪوانٽم ميڪينڪس جي ظهور جي باوجود، نيوٽن جا قانون مختلف روزمره جي واقعن جي وضاحت لاءِ انتهائي لاڳاپيل آهن، خاص طور تي روشني جي رفتار کان تمام گهٽ رفتار تي حرڪت ڪندڙ شين جي پيماني تي.
نيوٽن جا قانون صرف فارمولن جو هڪ سيٽ نه آهن، پر قوت، ماس ۽ تيز رفتاري جي وچ ۾ تعلق بابت سوچڻ لاءِ هڪ سائنسي فريم ورڪ آهن. انهن جا استعمال وسيع آهن، گاڏين جي حرڪت ۽ پل جي ڊيزائن جي حساب کان وٺي راندين جي تجزيي ۽ ايوي ايشن ۽ خلائي ٽيڪنالاجي تائين. هي پيپر منظم طريقي سان نيوٽن جي ٽن قانونن، قوت ۽ ماس جي تصورن، ۽ روزمره جي زندگي ۾ انهن جي استعمال جي مثالن تي بحث ڪندو.
بنيادي تصور: قوت، ماس، ۽ حرڪت
نيوٽن جي ٽنهي قانونن تي بحث ڪرڻ کان اڳ، ان ۾ شامل اهم تصورن کي سمجهڻ ضروري آهي. قوت هڪ ڌڪ يا ڇڪڻ آهي جيڪو ڪنهن به شيءِ جي حرڪت جي حالت کي تبديل ڪري سگهي ٿو. قوت جي شدت ۽ هدايت ٻئي آهن، ان کي هڪ ویکٹر مقدار بڻائي ٿي. قوت جو SI يونٽ نيوٽن (N) آهي، جيڪو 1 ڪلوگرام جي وزن تائين 1 m/s² جي تيزي ڏيڻ لاءِ گهربل قوت جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي.
ماس ڪنهن به شيءِ جي انرشيا جو ماپ آهي، يعني ان جي حرڪت جي حالت کي برقرار رکڻ جي رجحان. ڪنهن به شيءِ جو ماس جيترو وڏو هوندو، اوترو ئي ان کي تيز ڪرڻ يا روڪڻ ڏکيو هوندو آهي. ماس وزن کان مختلف آهي. وزن ڪشش ثقل جي قوت آهي جيڪا ڪنهن شيءِ تي عمل ڪري ٿي، ۽ تنهن ڪري مقامي ڪشش ثقل جي تيز رفتاري تي منحصر آهي.
فزڪس ۾ حرڪت جو مطالعو عام طور تي مقدار جي پوزيشن، رفتار، ۽ تيز رفتاري ذريعي ڪيو ويندو آهي. رفتار ظاهر ڪري ٿي ته وقت جي حوالي سان پوزيشن ڪيتري جلدي تبديل ٿئي ٿي، جڏهن ته تيز رفتاري في يونٽ وقت جي رفتار ۾ تبديلي کي ظاهر ڪري ٿي. نيوٽن جا قانون قوت کي تيز رفتاري سان ڳنڍيندا آهن، اهڙي طرح سبب (قوت) ۽ اثر (حرڪت ۾ تبديلي) جي وچ ۾ هڪ پل فراهم ڪن ٿا.
نيوٽن جو پهريون قانون (جڙتا جو قانون)
نيوٽن جو پهريون قانون چوي ٿو: "جيڪڏهن ڪا شيءِ ان تي عمل ڪندڙ خالص قوت صفر هجي ته ڪا به شيءِ آرام تي رهندي يا سڌي لڪير ۾ مسلسل رفتار سان هلندي." ان جو مطلب اهو آهي ته جيڪڏهن ڪا به خالص قوت ڪنهن شيءِ کي متاثر نه ڪري رهي آهي، ته پوءِ شيءِ رفتار ۾ تبديلي جو تجربو نه ڪندي.
هن قانون ۾ اهم تصور انرشيا آهي. انرشيا وضاحت ڪري ٿي ته جڏهن ڪار اوچتو بريڪ لڳائي ٿي ته ڪار جي مسافرن کي اڳتي ڇو ڌڪيو ويندو آهي. جيئن ڪار سست ٿئي ٿي، مسافر جو جسم انرشيا جي ڪري پنهنجي اڳتي جي حرڪت کي برقرار رکڻ جو رجحان رکي ٿو. اهو ئي سبب آهي ته سيٽ بيلٽ تمام اهم آهن، ڇاڪاڻ ته اهي هڪ قوت فراهم ڪن ٿيون جيڪا جسم کي اڳتي وڌڻ کان روڪي ٿي.
ٻيو مثال ٽيبل تي هڪ شيءِ آهي. شيءِ آرام ۾ رهي ٿي ڇاڪاڻ ته ڪا به افقي قوت ان کي حرڪت ڏيڻ جو سبب نه بڻجندي آهي؛ ڪشش ثقل جي هيٺئين قوت ۽ ٽيبل جي مٿي واري قوت هڪ ٻئي کي متوازن ڪن ٿا، تنهنڪري نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ قوت صفر آهي. تنهن ڪري، پهريون قانون زور ڏئي ٿو ته حرڪت ۾ تبديلي صرف تڏهن ٿيندي آهي جڏهن ڪو غير صفر نتيجو ڪندڙ قوت هجي.
نيوٽن جو ٻيو قانون (قوت، ماس، ۽ تيز رفتاري جي وچ ۾ تعلق)
نيوٽن جو ٻيو قانون ڪلاسيڪل ميڪينڪس جو مرڪز آهي ۽ چوي ٿو: "ڪنهن به شيءِ جي تيزي ان تي عمل ڪندڙ نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ قوت جي متناسب آهي ۽ ان جي ماس جي الٽي متناسب آهي." رياضي طور تي، ان کي هن طرح ترتيب ڏنو ويو آهي:
ΣF = م · ا
هتي، ΣF نتيجي واري قوت (N) آهي، m ماس (kg) آهي، ۽ a تيز رفتاري (m/s²) آهي. هي فارمولا ٻه اهم نقطا ظاهر ڪري ٿو. پهريون، مستقل ماس واري شيءِ تي لاڳو ڪيل قوت جيتري وڌيڪ هوندي، نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ تيز رفتاري اوتري وڌيڪ هوندي. ٻيو، ساڳئي قوت لاءِ، وڏي ماس واري شيءِ کي ننڍي رفتار جو تجربو ٿيندو.
مثال طور، هڪ خالي شاپنگ ڪارٽ کي ڌڪڻ هڪ مڪمل ڪارٽ کي ڌڪڻ کان وڌيڪ آسان آهي. مڪمل ڪارٽ جو وزن وڌيڪ آهي، تنهنڪري ساڳئي ڌڪڻ واري قوت لاءِ تيز رفتاري گهٽ آهي. راندين جا مثال پڻ واضح آهن: هڪ ٽينس بال کي بالنگ بال جي ڀيٽ ۾ تيز ڪرڻ آسان آهي ڇاڪاڻ ته ان جو وزن تمام ننڍو آهي.
نيوٽن جو ٻيو قانون ڪنهن به شيءِ تي عمل ڪندڙ قوتن جو تجزيو ڪرڻ ۾ پڻ مدد ڪري ٿو، جهڙوڪ رگڙ، رسي ۾ ڇڪتاڻ، اسپرنگ فورس، ۽ ڪشش ثقل. مسئلا حل ڪرڻ وقت، هڪ آزاد جسم جو ڊاگرام عام طور تي ڪم ڪندڙ سڀني قوتن کي نقشي ۾ آڻڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي ته جيئن نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ قوت جو صحيح حساب ڪري سگهجي.
نيوٽن جو ٽيون قانون (عمل ۽ رد عمل)
نيوٽن جو ٽيون قانون چوي ٿو: "هر عمل لاءِ، هڪ برابر ۽ مخالف رد عمل هوندو آهي." ان جو مطلب آهي ته جيڪڏهن شئي A شئي B تي زور لڳائي ٿي، ته پوءِ شئي B شئي A تي برابر زور لڳائي ٿي پر مخالف طرف.
هي قانون اڪثر غلط سمجهيو ويندو آهي ڇاڪاڻ ته ماڻهو سمجهن ٿا ته عمل ۽ رد عمل هڪ ٻئي کي رد ڪري ڇڏيندا آهن. حقيقت ۾، اهي ٻئي قوتون ٻن مختلف شين تي عمل ڪن ٿيون، تنهن ڪري اهي هڪ ئي شيءِ تي هڪ ٻئي کي رد نه ٿيون ڪن. مثال طور، جڏهن ڪو ماڻهو فرش تي بيٺو آهي، ته سندس پير فرش تي هيٺئين طرف هڪ قوت (عمل) لڳائيندا آهن، ۽ فرش سندن پيرن تي هڪ مٿي عام قوت (رد عمل) لڳائيندو آهي. ڇاڪاڻ ته فرش مان رد عمل جي قوت ايتري وڏي آهي جو انهن جو وزن متوازن ڪري سگهجي ٿو، ماڻهو بغير ڪري بيهڻ جي بيٺو رهي سگهي ٿو.
هڪ ٻي تمام مشهور مثال راڪيٽ جي حرڪت آهي. راڪيٽ تيز رفتار (عمل) تي گئس کي پوئتي ڌڪيندو آهي، پوءِ گئس راڪيٽ تي اڳتي ڌڪ (رد عمل) لڳائيندي آهي، راڪيٽ کي مٿي ڌڪيندي آهي. ساڳيو اصول هڪ غباري تي لاڳو ٿئي ٿو جيڪو بغير ڳنڍيل ڇڏيل آهي: هوا هڪ طرف نڪري ٿي ۽ غباري کي مخالف طرف ڌڪيو ويندو آهي.
روزاني زندگيءَ ۾ نيوٽن جي قانونن جو اطلاق
نيوٽن جا قانون ڪيترين ئي سرگرمين ۾ ملي سگهن ٿا. ٽرانسپورٽ ۾، گاڏي جي ڊيزائن ۾ مختلف قوتن جهڙوڪ انجن جي طاقت، هوا جي مزاحمت، ۽ ٽائر جي رگڙ کي نظر ۾ رکيو ويندو آهي. جڏهن گاڏي ڦرندي آهي، ته گاڏي جي گول رستي کي برقرار رکڻ لاءِ سينٽريپيٽل فورس جي ضرورت هوندي آهي؛ جيڪڏهن رگڙ ڪافي نه هجي، ته گاڏي لڙهي سگهي ٿي.
انجنيئرنگ ۾، عمارتن ۽ پلن جي تعمير لاءِ قوت جي توازن جي تجزيي جي ضرورت هوندي آهي (نيوٽن جو پهريون قانون). اڏاوتن کي اهڙي طرح ٺاهيو وڃي ته نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ قوتون ۽ لمحات مخصوص نقطن تي ٽٽڻ جو سبب نه بڻجن. ڳري سامان جي ٽيڪنالاجي ۾، نيوٽن جو ٻيو قانون مشين کي مخصوص لوڊ کڻڻ يا منتقل ڪرڻ لاءِ گهربل قوت کي طئي ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي.
راندين ۾، رانديگر عمل-رد عمل جي قانون کي استعمال ڪندا آهن. هڪ ڊوڙندڙ زمين جي خلاف پوئتي ڌڪيندو آهي، جيڪو ڊوڙندڙ کي اڳتي ڌڪيندو آهي. هڪ ترڻ وارو پاڻي جي خلاف پوئتي ڌڪيندو آهي، جيڪو ترڻ واري کي اڳتي ڌڪيندو آهي. پروپلسيو فورس جيتري وڌيڪ اثرائتي هوندي، نتيجي ۾ تيز رفتاري اوتري ئي وڌيڪ هوندي.
نيوٽن جي قانونن جون حدون
جيتوڻيڪ تمام ڪارآمد آهي، نيوٽن جا قانون حدون آهن. اهي گهٽ رفتار تي ميڪرو اسڪوپڪ شين لاءِ تمام گهڻو صحيح آهن. روشني جي رفتار جي ويجهو اچڻ واري رفتار تي، آئن اسٽائن جو نظريو اضافيت وڌيڪ صحيح ٿي ويندو آهي ڇاڪاڻ ته اثرائتو ماس ۽ وقت هاڻي مطلق نه آهن. ايٽم ۽ ذيلي ايٽمي ذرڙن جي پيماني تي، ڪوانٽم ميڪينڪس ضروري آهي ڇاڪاڻ ته ذرڙن جي رويي کي صرف ڪلاسيڪل قوتن ۽ رفتارن ذريعي بيان نٿو ڪري سگهجي.
جڏهن ته، گھڻن روزمره جي مسئلن ۽ ڪيترن ئي انجنيئرنگ ايپليڪيشنن لاءِ، نيوٽن جا قانون اڃا تائين بنيادي طريقو آهن ڇاڪاڻ ته اهي سادا، عملي، ۽ معقول حد تائين صحيح آهن.
نتيجو
نيوٽن جا قانون ڪلاسيڪل فزڪس ۾ هڪ اهم بنياد آهن جيڪي قوت ۽ حرڪت جي وچ ۾ تعلق کي بيان ڪن ٿا. نيوٽن جو پهريون قانون ٻڌائي ٿو ته ڪا به شيءِ پنهنجي حرڪت جي حالت برقرار رکندي جيڪڏهن نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ قوت صفر هجي. نيوٽن جو ٻيو قانون وضاحت ڪري ٿو ته تيزي سڌي طرح نتيجي ۾ پيدا ٿيندڙ قوت جي متناسب ۽ ماس جي الٽي متناسب آهي، جيڪا ΣF = m·a جي طور تي تيار ڪئي وئي آهي. نيوٽن جو ٽيون قانون عمل-رد عمل جي اصول تي زور ڏئي ٿو، ته هر قوت جو هميشه برابر شدت ۽ مخالف طرف جو ساٿي هوندو آهي.
انهن ٽنهي قانونن کي سمجهڻ سان، اسان قدرتي ۽ ٽيڪنالاجي جي رجحانن جي وسيع رينج جو تجزيو ڪري سگهون ٿا، روزمره جي زندگي ۾ سادي حرڪت کان وٺي مشينن ۽ گاڏين جي ڊيزائن تائين. انتهائي حالتن ۾ انهن جي حدن جي باوجود، نيوٽن جا قانون لاڳاپيل رهن ٿا ۽ سائنس جي تاريخ ۾ سڀ کان وڏي ڪاميابين مان هڪ آهن.
-
جيڪڏهن توهان چاهيو ته، مان هڪ ببليوگرافي، هڪ پيش لفظ شامل ڪري سگهان ٿو، يا هڪ وڌيڪ "اسڪول فارميٽ" نسخو ٺاهي سگهان ٿو (پس منظر، مسئلي جي بيان، مقصدن، بحث، ۽ نتيجي سان).
