نیوٹن کا قانون حرکت

نیوٹن کے حرکت کے قانون کے بارے میں مضمون

1. قوت کی تعریف

قوت ایک ایسی چیز ہے جو چیزوں کو تیز کرنے کا سبب بنتی ہے۔ دوسرے لفظوں میں، قوت ایک ایسی چیز ہے جو کسی چیز کی حرکت کرتی ہے، روکتی ہے یا اس کی سمت بدلتی ہے۔ قوت ایک ویکٹر کی مقدار ہے، اور اس وجہ سے اس کی ایک وسعت اور سمت ہے۔ قوت کی علامت F (فورس) ہے۔ F طاقت کی عمومی علامت ہے۔ فورسز کی کئی قسمیں ہیں اور تمام قوتوں کی علامت F نہیں ہے۔ بین الاقوامی نظام کی اکائی kg m/s2 عرف نیوٹن ہے ۔

2. خالص قوت کی تعریف

نتیجہ خیز قوت (ΣF) کسی چیز پر کام کرنے والی تمام قوتوں کا مجموعہ ہے۔ قوت ایک ویکٹر کی مقدار ہے، لہذا کل قوت کا حساب ویکٹر کے اضافے کے اصول کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔

کل قوت = 10 نیوٹن، کل قوت کی سمت دائیں طرف۔

کل قوت = 8 نیوٹن، کل قوت کی سمت دائیں طرف۔

کل قوت = 0

کل قوت = 0

3. نیوٹن کے قوانین حرکت

نیوٹن کے حرکت کے قوانین کسی چیز کی حرکت کے بارے میں فزکس کے قوانین ہیں جو انگریز ماہر طبیعیات، آئزک نیوٹن نے تجویز کیے تھے۔

3.1 نیوٹن کا پہلا قانون

نیوٹن کا پہلا قانون کہتا ہے کہ ہر وہ شے جو آرام پر ہے آرام پر رہنا، یا ہر وہ شے جو سیدھی رفتار سے چل رہی ہے۔

اگر شے پر عمل کرنے والی کل قوت صفر ہو تو مستقل رفتار سے سیدھی حرکت کرتی رہے گی۔

ΣF = 0

یہ مساوات نیوٹن کے پہلے قانون کا ایک ریاضیاتی بیان ہے۔

اپنے اردگرد کوئی چیز دیکھیں، جیسے میز یا پتھر یا کوئی چیز۔ ایک میز جو آرام پر ہے اگر اسے حرکت نہ دی جائے یا اسے کوئی بیرونی قوت نہ دی جائے جیسے کہ دھکا یا کھینچنا۔ کیا ایسی کوئی طاقت نہیں ہے جو میزوں یا چٹانوں یا آرام کی چیزوں پر کام کرتی ہو؟ شے پر ایک قوت کام کرتی ہے، لیکن شے پر کام کرنے والی تمام قوتوں یا کل قوت کا مجموعہ صفر ہے۔ زمین جیسے سیاروں کی سطح پر موجود اشیاء پر کام کرنے والی قوتیں کشش ثقل (w) اور نارمل فورس (N) ہیں۔ کشش ثقل کی قوت کی سمت زمین کے مرکز کی طرف کھڑی ہے، عام قوت کی سمت اوپر کی طرف کھڑی ہے۔ ان دونوں قوتوں کی شدت یکساں ہے، لیکن ان کی سمت مخالف ہے، اس لیے کل قوت صفر کے برابر ہے۔

ان چیزوں کا کیا ہوگا جو مستقل رفتار کے ساتھ سیدھی چل رہی ہیں؟ اس مسئلے کو واضح کرنے کے لیے، فرض کریں کہ آپ کسی چیز کو، مثال کے طور پر، دھات کا ایک ٹکڑا، فرش کی سطح پر دھکیلتے ہیں۔ دھکیلنے کے بعد، دھات سست ہو گئی اور رگڑ کی وجہ سے رک گئی۔ دھات کے ٹکڑوں کو زیادہ یا زیادہ دور جانے کے لیے، پھر آپ کو دھاتی پلیٹ کی فرش کی سطح اور سطح کو ہموار کرنا ہوگا۔ اگر فرش کی سطح ہموار ہے اور کوئی رگڑ نہیں ہے، تو دھات کی پلیٹ حرکت کرتی رہے گی اور رکے گی۔ کیا دھات کی پلیٹ پر کوئی طاقت کام نہیں کر رہی ہے جو کامل، ہموار فرش کی سطح پر حرکت کر رہی ہے؟ ایسی قوتیں ہیں جو دھاتی پلیٹوں پر کام کرتی ہیں، یعنی قوت ثقل اور نارمل قوت۔ یہ دونوں قوتیں عمودی سمت میں کام کرتی ہیں اور اگر فرش ہموار ہو تو افقی سمت میں دھاتی پلیٹوں کی حرکت کو متاثر نہیں کرتی ہیں۔

3.2 نیوٹن کا دوسرا قانون

نیوٹن کا دوسرا قانون کہتا ہے کہ اگر کسی چیز پر عمل کرنے والی کل قوت صفر کے برابر نہ ہو تو شے تیز ہو جائے گی۔ ایکسلریشن کی شدت کل قوت کی شدت کے متناسب ہے اور شے کی کمیت کے الٹا متناسب ہے۔ سرعت کی سمت کل قوت کی سمت کے برابر ہے۔

ΣF = ma

ΣF = کل قوت (kg m/s ² )، m = mass (kg)، a = acceleration (m/s ² )

مساوات 1.2 نیوٹن کے دوسرے قانون سے ایک ریاضیاتی بیان ہے۔

اگر ایکسلریشن صفر (a = 0) کے برابر ہے تو مساوات 1.2 مساوات 1.1 میں بدل جاتی ہے۔ لہذا، نیوٹن کا پہلا قانون نیوٹن کے دوسرے قانون کا ایک خاص معاملہ ہے۔ مساوات 1.2 کی بنیاد پر یہ نتیجہ اخذ کیا گیا ہے کہ قوت جتنی زیادہ ہوگی، سرعت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس کے برعکس، کمیت جتنی زیادہ ہوگی، سرعت اتنی ہی کم ہوگی۔ قوت، ماس، اور سرعت کے درمیان تعلق کو اس بارے میں ایک تجربہ کرنے کے بعد بہتر طور پر سمجھا جاتا ہے۔

نمونہ کا مسئلہ 1:

اوپر کی تصویر کی بنیاد پر اشیاء کی سرعت کی شدت اور سمت کا تعین کریں…

حل:

ΣF = ma

4 kg m/s ² = (1 kg) a

a = 4 kg m/s ² : 1 kg = 4 m/s ²

ایکسلریشن کی شدت = 4 m/s ² ، دائیں جانب سرعت کی سمت۔

نمونہ کا مسئلہ 2:

اوپر کی تصویر کی بنیاد پر سرعت کی شدت اور سمت کا تعین کریں…

حل:

ΣF = ma

4 kg m/s ² - 1 kg m/s ² = (1 kg) a

3 kg m/s ² = (1 kg) a

a = 3 kg m/s ² : 1 kg

a = 3 m/s ²

ایکسلریشن کی شدت = 3 m/s ² ، دائیں جانب سرعت کی سمت۔

3.2.1 وزن (w)

وزن کسی بڑے شے پر کام کرنے والی کشش ثقل کی قوت ہے۔

ΣF = ma

w = mg

مساوات 1.3 کسی چیز کے وزن کا حساب لگانے کی مساوات ہے۔

w = وزن (kg m/s ² )، m = mass (kg)، g = کشش ثقل کی سرعت (m/s ² )۔ زمین کی سطح پر کشش ثقل کی سرعت (g) کی شدت 9.8 m/s ² ہے ۔ حساب کو آسان بنانے کے لیے، g کو 10 m/s ² پر گول کیا جاتا ہے ۔

3.2.2 نارمل فورس (N)

عام قوت وہ قوت ہے جو دو اشیاء پر کام کرتی ہے جو ایک دوسرے کو چھوتی ہیں، جس میں عام قوت کی سمت ٹچ جہاز کی سطح پر کھڑی ہوتی ہے۔

ان اشیاء کا مشاہدہ کریں جو ابھی بھی میز کی سطح سے اوپر ہیں۔ کشش ثقل یا وزن کی قوت بھی چیز پر کام کرتی ہے۔ اشیاء درخت سے گرنے والے پھل کی طرح آزادانہ طور پر نہیں گرتی ہیں کیونکہ وہاں ایک عام قوت ہوتی ہے۔ وزن (w) اور نارمل (N) یکساں لیکن مخالف سمتیں ہیں تاکہ کسی چیز پر کل قوت صفر ہو۔

ΣF = 0

N – w = 0

ن = ڈبلیو

3.3 نیوٹن کا تیسرا قانون

نیوٹن کا تیسرا قانون کہتا ہے کہ اگر آبجیکٹ 1 آبجیکٹ 2 کو قوت دیتا ہے تو اسی وقت آبجیکٹ 2 اعتراض 1 کو قوت دیتا ہے۔ دونوں قوتیں ایک ہیں، لیکن دونوں قوتوں کی سمت مخالف ہے۔ ایک قوت کو ایکشن کہتے ہیں، دوسری قوت کو ردعمل کہتے ہیں۔

F ایکشن = - F ردعمل

مساوات 1.3 نیوٹن کے تیسرے قانون کا ایک ریاضیاتی بیان ہے۔ مساوات 1.3 میں منفی نشان قوت کی سمت کی وضاحت کرتا ہے۔

تجربہ کریں تاکہ آپ نیوٹن کے تیسرے قانون کو بہتر طور پر سمجھ سکیں۔ اگر آپ کے پاس اسکیٹ بورڈ ہے تو اسکیٹ بورڈ پر کھڑے ہوکر دیوار کو دھکیل دیں۔ دیوار کو دھکیلنے کے بعد، سکیٹ بورڈ پیچھے کی طرف جاتا ہے. آپ کی قوت کی سمت آگے ہے، جبکہ سکیٹ بورڈ کی سمت پیچھے ہے۔

اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ دیوار بھی آپ کو نافذ کرتی ہے۔ جب آپ دیوار کو دھکا دیتے ہیں تو اسی وقت دیوار بھی آپ کو دھکیل دیتی ہے۔ آپ کی پش فورس دیوار پر کام کرتی ہے، جبکہ دیوار کی پش فورس آپ پر کام کرتی ہے۔ دونوں قوتیں ایک ہی لیکن مخالف سمتوں میں ہیں۔ آپ ایک قوت کو عمل اور دوسری کو ردعمل کہہ سکتے ہیں۔

ایک اور تجربہ جو کیا جا سکتا ہے وہ یہ ہے کہ ربڑ کے غبارے کو اڑایا جائے اور ربڑ کے غبارے کے پھیلنے کے بعد کیونکہ یہ ہوا سے بھر جاتا ہے، غبارے کو چھوڑ دیں۔ رہا ہونے کے بعد، غبارہ "اڑ رہا ہے"۔ غبارے کی حرکت کی سمت غبارے سے ہوا کے اخراج کی سمت کے مخالف ہے۔ اس کی وضاحت کیسے کی جائے؟

جب غبارے کا منہ نکلتا ہے تو غبارہ ہوا کو باہر دھکیل دیتا ہے۔ ساتھ ہی ہوا غبارے کو بھی دھکیلتی ہے۔ ایئر پش فورس غبارے کو اڑنے کا سبب بنتی ہے۔ غبارے کی قوت کھیل کا کام کرتی ہے، ہوا کی قوت غبارے پر کام کرتی ہے۔ دونوں قوتیں ایک ہیں لیکن سمت متضاد ہے۔

تصویر 2 کا مشاہدہ کریں اور اس کا موازنہ 3 سے کریں۔ کسی چیز (N) پر کام کرنے والی عام قوت وہ قوت ہے جو کسی چپٹی سطح سے دی جاتی ہے، جیسے کہ میز کی سطح۔ ایک ہی وقت میں، اشیاء میز کی سطح (N') کو بھی طاقت دیتی ہیں۔ یہ دونوں عام قوتیں (N اور N') ایک جیسی ہیں، لیکن مخالف سمتوں میں ہیں اور مختلف اشیاء پر کام کرتی ہیں۔ w اور N کے برعکس جن کی وسعت ایک جیسی ہے اور ایک ہی چیز پر کام کرتے ہیں۔ تو N اور N' ایکشن ردعمل کی قوتیں ہیں۔