1. رگڑ قوت کی تعریف
رگڑ ایک ڈریگ ہے جو ایک دوسرے کو چھونے والی اشیاء کی سطحوں کے درمیان کام کرتی ہے۔ اس موضوع میں، مطالعہ کی گئی رگڑ قوت کا تعلق جسم کی دو ٹھوس سطحوں کے درمیان کام کرنے والی رگڑ قوت سے ہے جو چھوتے ہیں۔ جیسے کہ بیم کی بنیاد اور فرش کی سطح کے درمیان رگڑ، جوتے کی بنیاد اور فرش کی سطح کے درمیان رگڑ، گاڑی کے پہیوں اور سڑک کی سطح کے درمیان رگڑ۔
رگڑ کی قوت ہمیشہ ٹھوس اشیاء کی سطح پر کام کرتی ہے جو ایک دوسرے کو چھوتی ہیں، اگرچہ اشیاء بہت ہموار ہوں۔ یہاں تک کہ ہموار سطحیں بھی خوردبینی پیمانے پر بہت کھردری ہوتی ہیں۔ جب کوئی چیز حرکت کرتی ہے تو یہ خرد برج حرکت میں مداخلت کرتے ہیں۔ ایٹم کی سطح پر، سطح پر پھیلاؤ ایٹموں کو دوسری سطحوں کے بہت قریب ہونے کا سبب بنتا ہے، تاکہ ایٹموں کے درمیان برقی قوتیں کیمیائی بانڈز بنا سکیں، جو کسی حرکت پذیر چیز کی دو سطحوں کے درمیان اتحاد کے طور پر بنتی ہے۔ جب کوئی چیز حرکت کرتی ہے، مثال کے طور پر جب آپ کسی کتاب کو میز کی سطح پر دھکیلتے ہیں، تو کتاب کی حرکت میں رکاوٹیں آتی ہیں اور آخر کار رک جاتی ہے۔ یہ بانڈ کی تشکیل اور رہائی کی وجہ سے ہے۔
اگر کسی چیز کی سطح کسی دوسری چیز کی سطح سے رگڑتی ہے تو ان میں سے ہر ایک چیز ایک دوسرے کے درمیان رگڑ پر کام کرتی ہے۔ حرکت پذیر شے پر رگڑ کی قوت ہمیشہ شے کی حرکت کی سمت کے مخالف سمت میں ہوتی ہے۔ اشیاء کی حرکت کو روکنے کے علاوہ، رگڑ پہننے اور نقصان کا سبب بن سکتا ہے۔ ہم گاڑی کے انجن پر اس کا مشاہدہ کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، جب ہم موٹرسائیکل کے انجن کو چکنا کرنے والا تیل فراہم کرتے ہیں، تو ہم دراصل انجن کے اندر ہونے والی رگڑ کو کم کرنا چاہتے ہیں۔ اگر اسے چکنا کرنے والا تیل نہ دیا جائے تو ہماری گاڑی کا انجن تیزی سے خراب ہو جاتا ہے۔ یہ مثال رگڑ کی وجہ سے ہونے والے نقصانات میں سے ایک ہے۔
2. کی اقسام رگڑ قوتیں
دو قسم کی رگڑ قوتیں ہیں، یعنی جامد رگڑ کی قوت (f s ) اور حرکیاتی رگڑ کی قوت ( f k )۔ جامد رگڑ قوت اس وقت کام کرتی ہے جب شے حرکت میں نہ آئی ہو، جب کہ حرکیاتی رگڑ قوت کام کرتی ہے جب چیز حرکت کر رہی ہو۔ اگر آپ کسی میز کو دھکیلتے ہیں، لیکن میز حرکت نہیں کرتا ہے، تو میز پر جو رگڑ قوت کام کرتی ہے جو آرام پر ہے، ایک جامد رگڑ قوت ہے۔ اس کے برعکس، جب میز حرکت کر رہا ہو، میز پر کام کرنے والی رگڑ قوت حرکیاتی رگڑ ہے۔ اگر چلتی ہوئی میز کو ہمیشہ دھکیل نہیں دیا جاتا ہے، تو میز تھوڑی دیر حرکت کرنے کے بعد رک جائے گی۔ کائینیٹک رگڑ قوت کی وجہ سے میز رک جاتا ہے جو میز کی حرکت کو روکتا ہے۔
ہموار چیز پر قدم رکھتے ہوئے کبھی پھسل گئے؟ جب آپ پھسلتے ہیں تو جوتے کی بنیاد یا ہموار سطح کے ساتھ سینڈل کے نیچے کے درمیان کام کرنے والی رگڑ قوت حرکی رگڑ ہے۔ یہ مسئلہ اسی طرح ہے جب موٹرسائیکل یا کار گیلی اور ہموار سڑک کی سطح پر حرکت کرتی ہے، جب تک کہ وہیل پھسل نہ جائے بریک لگاتی ہے۔ جب پہیے پھسل جاتے ہیں تو وہیل کی سطح اور سڑک کی سطح پر کام کرنے والی رگڑ قوت حرکیاتی رگڑ قوت ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، جب آپ چلتے ہیں تو، جوتے کی بنیاد یا فرش کی سطح کے ساتھ سینڈل کے نیچے کے درمیان کام کرنے والی رگڑ قوت ایک جامد رگڑ قوت ہے۔ اسی طرح، جب پہیے پھسلتے نہیں ہیں، تو وہیل اور سڑک کی سطح پر کام کرنے والی رگڑ قوت جامد رگڑ ہے۔
2.1 جامد رگڑ قوت
جامد رگڑ قوت رگڑ کی قوت ہے جو اشیاء کی سطح پر کام کرتی ہے جو ایک دوسرے کو چھوتی ہیں جب اشیاء ابھی تک حرکت نہیں کرتی ہیں۔
شکل 1 ایک ایسی چیز کو دکھاتا ہے جو ابھی تک ایک فلیٹ ہوائی جہاز کی سطح پر ہے۔ اگر آبجیکٹ ابھی تک منتقل نہیں ہوا ہے، تو جامد رگڑ قوت (fs) پل فورس (F) سے چھوٹی ہے۔ اگر اسے کھینچنا جاری رہے گا تو شے حرکت کرے گی۔ جب صحیح شے حرکت کرے گی، جامد رگڑ کی قوت (fs) کھینچنے والی قوت (F) کی شدت کے برابر ہے۔
نیوٹن کا پہلا قانون کہتا ہے کہ اگر کل قوت (نتیجہ خیز قوت) صفر ہو تو اشیاء باقی ہیں۔
ΣF y = 0 (آبجیکٹ آرام کریں اور عمودی سمت میں نہ بڑھیں)
N – w = 0
N = w (1.2)
مساوات 1.1 میں N کو مساوات 1.2 میں N سے بدل دیں۔
f s = μs w
f s = μs mg (1.3)
fs = جامد رگڑ (N)، μs = جامد رگڑ کا گتانک، N = عام قوت (N)، w = کشش ثقل (N)، m = کمیت (kg)، g = کشش ثقل کی سرعت (m/s 2 )
اگر آپ جامد رگڑ کے گتانک کا تعین کرنا چاہتے ہیں، تو مساوات 1.1 b استعمال کریں
Σf x = 0 (آبجیکٹ آرام کرتا ہے اور افقی سمت میں حرکت نہیں کرتا)
F - f s = 0
F = f s (1.4)
جب چیز حرکت کرنا شروع کر دیتی ہے، زیادہ سے زیادہ جامد رگڑ قوت دھکا یا پل فورس کی شدت کے برابر ہوتی ہے۔
2.2 کائنےٹک رگڑ قوت
حرکی رگڑ قوت وہ رگڑ قوت ہے جو اشیاء کی سطح پر کام کرتی ہے جو ایک دوسرے کو چھوتی ہے جب کوئی چیز حرکت کرتی ہے۔
اگر آپ کائنےٹک رگڑ کے گتانک کا تعین کرنا چاہتے ہیں (μk ) ، مساوات 1.5 b استعمال کریں
شکل 2 ایک شے کو باقاعدگی سے کھینچتی ہے تاکہ چیز مستقل رفتار سے حرکت کرے۔ جب ایک مستقل رفتار سے حرکت کرتے ہیں تو، حرکی رگڑ قوت (fk) کی شدت پل فورس (F) کی شدت کے برابر ہوتی ہے۔
نیوٹن کا پہلا قانون کہتا ہے کہ کوئی شے مستقل رفتار سے حرکت کرتی ہے اگر کل قوت (نتیجہ قوت) صفر ہو۔
ΣF x = 0 (اشیاء افقی سمت میں مستقل رفتار سے حرکت کرتی ہیں)
F – f k = 0
F = f k (1.6)
نمونہ کا مسئلہ 1:
ایک طالب علم ایک شہتیر کھینچتا ہے جس کا وزن 1 کلوگرام ہوتا ہے جو میز کی سطح پر ڈائنومیٹر (قوت کی پیمائش کرنے والا آلہ) کا استعمال کرتے ہوئے ہوتا ہے۔ جب شہتیر حرکت کرے گا، ڈائنومیٹر نمبر 2 N دکھاتا ہے۔ اگر کشش ثقل کی سرعت = 10 m/s 2 ، تعین کریں (a) جامد رگڑ کی قوت کی شدت (b) جامد رگڑ کا عدد
حل:
معلوم : m = 1 kg، F = 2 N، g = 10 m/s 2 , w = mg = 10 N
(a) f s
جب شہتیر حرکت کرے گا، جامد رگڑ قوت کی شدت = پل فورس کی شدت (موازنہ مساوات 1.4)۔ تو، f s = F = 2 N۔
(b) μs
f s = μs w
2 N = (μs ) (10 N)
μs = 2 N / 10 N = 0.2
نمونہ کا مسئلہ 2:
میز کی سطح کے اوپر واقع 1 کلو گرام کے وزن کے ساتھ ایک شہتیر کو باقاعدگی سے کھینچا جاتا ہے تاکہ بیم مستقل رفتار سے حرکت کرے۔ جب شہتیر ایک مستقل رفتار سے حرکت کرتا ہے، تو ڈائنومیٹر نمبر 1 N دکھاتا ہے۔ اگر کشش ثقل کی سرعت = 10 m/s 2 ، متعین کریں (a) حرکی رگڑ قوت کی شدت (b) حرکی رگڑ کا عدد
حل:
معلوم: m = 1 kg، g = 10 m/s 2 , F = 1 N, w = mg = 10 N
(a) f k
جب شہتیر باقاعدگی سے حرکت کرتا ہے یا مستقل رفتار سے حرکت کرتا ہے تو حرکی رگڑ کی قوت = پل فورس کی شدت (موازنہ مساوات 1.6)۔
تو f k = F = 1 N
(b) μk
f k = μ k w
1 N = (μk ) (10 N)
μ k = 1 N / 10 N = 0.1
