قدامت پسند قوت اور غیر قدامت پسند قوت

قدامت پسند قوت اور غیر قدامت پسند قوت

1. قدامت پسند قوت

1.1 وزن (w)

کسی چیز کا مشاہدہ کریں جو عمودی طور پر اوپر کی طرف حرکت کرتی ہے جب تک کہ اس کی ابتدائی پوزیشن کی طرف نیچے کی طرف بڑھنے سے پہلے زیادہ سے زیادہ اونچائی تک پہنچ جائے۔ جب عمودی طور پر h کی طرف بڑھتے ہیں، تو وزن نقل مکانی سے مخالف سمت میں ہوتا ہے۔ اس طرح وزن اعتراض پر منفی کام کرتا ہے۔ 

W = wh (cos 180 ^o ) = – wh = – mgh

زیادہ سے زیادہ اونچائی تک پہنچنے کے بعد، آبجیکٹ h تک اپنی ابتدائی پوزیشن کی طرف نیچے کی طرف بڑھتا ہے۔ جب نیچے کی طرف بڑھتے ہیں تو وزن اسی سمت میں ہوتا ہے جس طرح نقل مکانی ہوتی ہے۔ چونکہ یہ نقل مکانی کی سمت میں ہے، وزن مثبت کام کرتا ہے۔

W = wh (cos 0^o) = wh = mgh

آبجیکٹ کا کمیت (m)، کشش ثقل کی سرعت (g)، اور اونچائی (h) ایک جیسی ہیں، اس لیے کام وزن کے ذریعے کیا جاتا ہے کیونکہ شے عمودی طور پر اوپر کی طرف حرکت کرنا شروع کر دیتی ہے جب تک کہ وہ اپنی ابتدائی پوزیشن پر واپس نہ آجائے۔

W = mgh – mgh = 0

1.2 سپرنگ فورس

افقی پوزیشن میں رکھے ہوئے موسم بہار کا مشاہدہ کریں۔ اگر اسپرنگ کے دائیں سرے کو بائیں طرف دھکیل دیا جاتا ہے یا دبایا جاتا ہے، تو اسپرنگ دائیں جانب زور کی طاقت کا استعمال کرتا ہے۔ آپ اسپرنگ کو کمپریس کرکے ثابت کرسکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کسی چیز کو دائیں سرے پر رکھیں، پھر آبجیکٹ کو بائیں جانب دبائیں۔ موسم بہار کے Δx سے ہٹ جانے کے بعد، اپنے ہاتھ کو آبجیکٹ اور اسپرنگ سے ہٹا دیں۔ جب ہاتھ اسپرنگ کے ساتھ رابطے میں نہیں رہے گا تو اسپرنگ آبجیکٹ کو دائیں طرف دھکیل دے گا۔

جب چیز بائیں طرف جاتی ہے تو اس کی حرکت اور نقل مکانی کی سمت بہار کی قوت کی سمت کے مخالف ہوتی ہے۔ چونکہ سمتیں ایک دوسرے کے مخالف ہیں، اس لیے بہار کی قوت منفی کام کرتی ہے۔

W = – ½ k (Δx)²

جب شے دائیں طرف جاتی ہے تو اس کی حرکت اور نقل مکانی کی سمت بہار کی قوت جیسی ہوتی ہے۔ چونکہ سمتیں ایک جیسی ہیں، اس لیے بہار کی قوت مثبت کام کرتی ہے۔

W = ½ k (Δx)²

استعمال شدہ موسم بہار ایک ہی ہے، لہذا موسم بہار کا مستقل (k) ایک ہی ہے۔ موسم بہار کا انحراف (Δx) بھی ایک جیسا ہے۔

اس طرح، کام وزن کے ذریعہ کیا جاتا ہے جب چیز Δx سے بائیں طرف بڑھنا شروع کرتی ہے اور پھر دائیں طرف Δx صفر ہوتی ہے۔

W = ½ k (Δx)² - ½ k (Δx)² 0 =

کام وزن اور بہار کی قوت سے کیا جاتا ہے کیونکہ آبجیکٹ اپنی ابتدائی پوزیشن سے حرکت کرنا شروع کر دیتا ہے جب تک کہ وہ صفر کے برابر واپس نہ آجائے۔ اگر کام کسی قوت کے ذریعہ کیا گیا تھا کیونکہ وہ اپنی ابتدائی پوزیشن سے اس وقت تک حرکت کرتا ہے جب تک کہ وہ صفر کے برابر واپس نہ آجائے تو اس قوت کو قدامت پسند قوت کہا جاتا ہے۔ اس طرح، بہار کی قوت اور وزن قدامت پسند قوتوں کی مثالیں ہیں۔

2. غیر قدامت پسند قوت

کسی چیز کا مشاہدہ کریں جسے دائیں طرف دھکیل دیا جاتا ہے اور پھر بائیں طرف دھکیل دیا جاتا ہے۔ جب چیز دائیں طرف حرکت کرتی ہے یا بے گھر ہوتی ہے تو، آبجیکٹ کے نقل مکانی کی سمت تھرسٹ فورس (F) کی سمت اور حرکی رگڑ قوت (f) کی سمت کے مخالف ہوتی ہے۔_k)۔ چونکہ یہ نقل مکانی کی سمت میں ہے، زور کی قوت چیز پر مثبت کام کرتی ہے۔

W = F s

اس کے برعکس، حرکی رگڑ قوت اعتراض پر منفی کام کرتی ہے۔

ڈبلیو = – ایف_k s

یہ کام آبجیکٹ پر تھرسٹ فورس اور رگڑ کی قوت سے کیا گیا تھا جب شے اپنی ابتدائی پوزیشن سے حرکت کرنا شروع کر دیتی ہے جب تک کہ وہ واپس نہ آجائے:

W = 2 F s

W = -2 f_k s

یہ کام تھرسٹ فورس اور حرکیاتی رگڑ قوت کے ذریعے کیا جاتا ہے کیونکہ آبجیکٹ اپنی ابتدائی پوزیشن سے حرکت کرنا شروع کر دیتا ہے جب تک کہ وہ واپس نہ آجائے صفر کے برابر نہ ہو۔ اگر کسی قوت کے ذریعہ کیا جانے والا کام جب سے آبجیکٹ اپنی ابتدائی پوزیشن سے حرکت کرنا شروع کردے جب تک کہ وہ واپس نہ آجائے صفر کے برابر نہ ہو تو اس قوت کو غیر قدامت پسند قوت کہا جاتا ہے۔ اس طرح، تھرسٹ فورس اور متحرک رگڑ قوت غیر قدامت پسند قوتوں کی مثالیں ہیں۔

1. قدامت پسند قوت کیا ہے؟ قدامت پسند قوت وہ ہوتی ہے جس کے لیے کسی چیز کو دو نقطوں کے درمیان منتقل کرنے میں کیا جانے والا کام اس راستے سے آزاد ہوتا ہے۔ کشش ثقل اور الیکٹرو اسٹاٹک قوتیں قدامت پسند قوتوں کی مثالیں ہیں۔

2. قدامت پسند قوت کی طرف سے کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی سے متعلق کیسے ہے؟ نقطہ A سے نقطہ B کی طرف بڑھنے والی چیز پر قدامت پسند قوت کے ذریعہ کیا جانے والا کام ان دو پوائنٹس کے درمیان ممکنہ توانائی (∆U) میں منفی تبدیلی کے برابر ہے: $W=-∆U$ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر کوئی شے ممکنہ توانائی حاصل کرتی ہے، تو قدامت پسند قوت کے ذریعے کیا جانے والا کام منفی ہے، اور اس کے برعکس۔

3. غیر قدامت پسند قوت کیا ہے؟ ایک غیر قدامت پسند قوت وہ ہے جس کے لیے کسی چیز کو دو نقطوں کے درمیان منتقل کرنے میں کیا جانے والا کام اس راستے پر منحصر ہوتا ہے۔ رگڑ اور ہوا کی مزاحمت غیر قدامت پسند قوتوں کی مخصوص مثالیں ہیں۔

4. غیر قدامت پسند قوت نظام کی میکانکی توانائی کو کیسے متاثر کرتی ہے؟ ایک غیر قدامت پسند قوت نظام کی کل مکینیکل توانائی (متحرک اور ممکنہ توانائیوں کا مجموعہ) کو تبدیل کر سکتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ غیر قدامت پسند قوت کے ذریعہ کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی کے طور پر ذخیرہ نہیں ہوتا ہے لیکن عام طور پر توانائی کی دوسری شکلوں جیسے حرارت میں تبدیل ہوجاتا ہے۔

5. بند لوپ راستے کا استعمال کرتے ہوئے کوئی یہ کیسے طے کر سکتا ہے کہ کوئی قوت قدامت پسند ہے یا غیر قدامت پسند؟ ایک قدامت پسند قوت کے لیے، کسی شے پر مکمل بند لوپ راستے پر سفر کرنے کے بعد اس پر کیا جانے والا خالص کام صفر ہے۔ اگر بند لوپ پر کیا جانے والا نیٹ ورک صفر نہیں ہے، تو قوت غیر قدامت پسند ہے۔

6. کسی قوت کے قدامت پسند ہونے کا تعین کرنے میں فورس فیلڈ کا کرل کیا کردار ادا کرتا ہے؟ اگر کسی فورس فیلڈ کا کرل خلا میں ہر جگہ صفر ہے تو قوت قدامت پسند ہے۔ اگر curl صفر نہیں ہے، تو قوت غیر قدامت پسند ہے۔

7. کشش ثقل کی ممکنہ توانائی کا قدامت پسند قوتوں سے کیا تعلق ہے؟ کشش ثقل کی صلاحیت کی توانائی کشش ثقل کی قدامت پسندانہ نوعیت کی وجہ سے پیدا ہوتی ہے۔ کشش ثقل کے میدان میں اونچائی میں اضافہ کشش ثقل کی ممکنہ توانائی میں اضافے کا باعث بنتا ہے، جب کہ کشش ثقل کی قوت کے ذریعے کیا جانے والا کام منفی ہوتا ہے، جب کوئی چیز زمین کے قریب آتی ہے تو ممکنہ توانائی میں کمی کا مطلب ہوتا ہے۔

8. دیگر قدامت پسند قوتوں کی طرح رگڑ میں ممکنہ توانائی کیوں نہیں ہوتی؟ رگڑ ایک غیر قدامت پسند قوت ہے؛ لہذا، رگڑ کے ذریعہ کیا جانے والا کام ممکنہ توانائی کے طور پر ذخیرہ نہیں ہوتا ہے۔ اس کے بجائے، یہ اکثر دوسری شکلوں میں تبدیل ہو جاتا ہے، جیسے کہ حرارت، اور مکینیکل توانائی کے طور پر مکمل طور پر بازیافت نہیں ہو سکتی۔

9. ایسے منظر نامے میں جہاں کوئی چیز مائل ہوائی جہاز سے نیچے کھسکتی ہے، قدامت پسند اور غیر قدامت پسند قوتیں کیسے کردار ادا کرتی ہیں؟ جب کوئی چیز مائل ہوائی جہاز سے نیچے کی طرف کھسکتی ہے، تو کشش ثقل کی قوت، ایک قدامت پسند قوت، اس شے پر کام کرتی ہے، اور اس کی ممکنہ توانائی کو حرکی توانائی میں تبدیل کرتی ہے۔ اگر شے اور مائل ہوائی جہاز (ایک غیر قدامت پسند قوت) کے درمیان رگڑ ہے تو یہ حرکت کی مخالفت کرے گا اور شے کی حرکی توانائی کو کم کرے گا، اس میں سے کچھ کو حرارت میں بدل دے گا۔

10. کیا کسی نظام کی کل توانائی کو محفوظ کیا جا سکتا ہے چاہے غیر قدامت پسند قوتیں کام کر رہی ہوں؟ جی ہاں، نظام کی کل توانائی (بشمول توانائی کی تمام اقسام جیسے مکینیکل، تھرمل وغیرہ) توانائی کے تحفظ کے قانون کے مطابق محفوظ رہتی ہے۔ تاہم، جب غیر قدامت پسند قوتیں کام کرتی ہیں، تو مکینیکل توانائی (متحرک اور ممکنہ توانائیوں کا مجموعہ) محفوظ نہیں رہ سکتی ہے کیونکہ اس میں سے کچھ توانائی کی دوسری شکلوں میں تبدیل ہو جاتی ہیں، جیسے کہ حرارت یا آواز۔