बल, दाब और घनत्व

बल : बल वह कारक है, जो की वस्तु की स्तिथि में गतिमान वस्तु की गति में, वस्तु की गति की दिशा व वस्तु की आकृति में परिवर्तन कर सकता है। 

बल के मापन की इकाई न्यूटन है 

1 न्यूटन = 10⁶ डाइन

बल के प्रकार 

(1) पेशीय बल : मांसपेशियों द्वारा लगाया जाने वाला बल, पेशीय बल है। 

(2) स्थिर वैधुत बल : स्थिर विधुत आवेश द्वारा लगाया जाने वाला बल, स्थिर वैधुत बल है। 

(3) घर्षण बल : जब कोई वस्तु किसी सतह पर गति करती है, तब उस पर उसकी गति का विरोध करने वाला बल लगता है, जो घर्षण बल है. घर्षण बल उन दोनों सतहों के बीच लगता है, जो की आपस में सम्पर्क में होती है।  उदाहरण - सड़क पर चलने की अपेक्षा बर्फ पर चलना कठिन है, क्योकि बर्फ में सड़क की अपेक्षा घर्षण कम होता है। 

(4) चुंबकीय बल : चुंबक के द्वारा लगने वाला आकर्षण प्रतिकर्षण बल चुंबकीय बल है। 

• अभिकेंद्रिय बल : वह बल जिसके कारण किसी गतिशील वस्तु में वृत्ताकार पथ के केंद्र की और भागने की प्रवत्ति रहती है, उसे अभिकेंद्रीय बल कहते है।
• अपकेंद्रीय बल : वह बल जिसके कारण किसी गतिशील वस्तु में वृत्ताकार पथ के केंद्र से दूर भागने की प्रवृति रहती है, उसे अपकेंद्रीय बल कहते है। 

उदाहरण - डोरी से एक छोटे पत्थर के टुकड़े को बांधकर घुमाने पर हमारे हाथ पर लगने वाला खिंचाव या वाल, अभिकेंद्रिय बल तथा पत्थर के टुकड़े पर केंद्र से दूर लगने वाला बल अपकेंद्रीय बल होता है।

दाब : यह किसी सतह के एकांक क्षैत्रफल पर लगने वाला बल है। 

दाब = बल / क्षेत्रफल 

दाब का S.I. मात्रक = 1 पास्कल = 1 न्यूटन -मीटर ² 

दाब एक अदिश राशि है। 

वायुमंडलीय दाब : 

• वायुमंडलीय दाब की सर्वप्रथम गणना वॉन ग्यूरिक ने की थी 
• वायु के सम्पर्क में आने वाली किसी भी सतह के प्रति एकांक क्षेत्रफल पर लगने वाला बल वायुमंडलीय है 
• समुद्रतल के ऊपर जाने पर वायुमंडलीय दाब कम व समुद्रतल से नीचे जाने पर कम हो जाता है। 

वायु दाब के मात्रक : -

(1) 1 cm पारा दाब - 1.33 x 10³ पास्कल

(2) 1 पास्कल - 1 न्यूटन /मीटर²

(3) 1 बार - 10⁵ न्यूटन /मीटर ² 

(4) 1 मिलिबार - 10² पास्कल

प्रमुख उदाहरण :-

• वायुदाब में कमी के कारण हवाई जहाज से यात्रा करते समय पेन से स्याही निकलने लगती है।
• वायुदाब मी कमी होने के कारण ऊँचाई की जगहां पर पानी 100^०C के तापमान पर उबलता है।
• साबुन के बुलबुले के अन्दर का दाब वायुमण्डलीय दाब से अधिक होता है।
• वायुदाब में कमी के कारण उच्च रक्त चाप वाले व्यक्ति को वायुयान से यात्रा नहीं करने की सलाह दी जाती है।

(3) प्लवन :- द्रव का उत्प्लावन बल : जब कोई ठोस वस्तु द्रव में डूबोयी जाती है, तो उसके भार में कमी द्रव द्वारा वस्तु पर लगाए गये बल के कारण होती है।  यही उत्प्लावन बल है।

जल के उत्प्लावन के सर्वप्रथम अध्ययनकर्ता आर्किमिडीज है।

महत्पूर्ण तथ्य

• समुद्र के तल का घनत्व अधिक होने के कारण उसमे तैरना आसान होता है।
• जब बर्फ पानी में तैरती है तो उसके आयतन का 1/10 भाग पानी की सतह के ऊपर रहता है।
• वायुमंडल में बादलों के तैरने का कारण बादलों का घनत्व कम होना है।

पृष्ठ तनाव : द्रव का स्वतंत्र पृष्ट सदैव तनाव की स्थिति में होता है एवं उसमें न्यूनतम क्षेत्रफल प्राप्त करने की प्रवृत्ति होती है।  इसका मात्रक न्यूटन/मीटर है एवं विमीय सूत्र MT ^-2 

द्रव का ताप बढ़ाने पर पृष्ठ तनाव कम हो जाता है एवं क्रांतिक ताप यह शून्य हो जाता है।

पृष्ठ तनाव के उदाहरण :

• पतली सुई प्रष्ट तनाव के कारण ही पानी में तैरती है।
• पृष्ठ तनाव के कारण ही पानी से बाहर निकालने पर मुलायम ब्रुश के बाल आपस में चिपक जाते है। 
• किसी स्थल पर भरे पानी में मच्छरों के लार्वा तैरते है इसका पृष्ठ तनाव कम करके लार्वा को पानी में डुबोने के लिए जल में मिट्टी का तेल छिड़कते है। 
• साबुन/ सर्फ जल का पृष्ठ तनाव कम कर देते है।

(5) केशिकत्व 

केशनली में द्रव के ऊपर चढ़ने/नीचे उतरने की घटना को केशिकत्व कहते है।

केशनली : काँच की वह खोखली नली जिसकी त्रिज्या न्यूनतम व एक समान हो केशनली कहलाती है।

सामान्य रूप से जो द्रव कांच को भिगोता है, वह केशनली के ऊपर चढ़ता है एवं जो द्रव काँच को नहीं भिगोए वह नीचे उत्तर जाता है।

केशिकत्व के उदाहरण -

1. भूमिगत जल का उपर चढ़ना।
2. लालटेन/चिमनी की बत्ती में तेल ऊपर चढ़ना।
3. फाउंटेन पेन में स्याही का चढ़ना। 
4. पौधे की शाखाओ व तनो तक जल व लवण केशिकत्व क्रिया द्वारा ही पहुंचते है।
5. वर्ष पश्चात् किसान खेतो की जुताई इसलिए करते है, ताकि मिट्टी में निर्मित केशनलिया टूट जाए व ऊपर पानी आए। 

• परमदाब है - गेजदाब + 1 बार 
• आपेक्षित आदर्शता नापी जाती है - हाइग्रोमीटर से 
• जब बर्फ पानी पर तैरता है तो उसका कितना भाग ऊपर रहता है - 1/10 भाग 
• बार किसका मात्रक है ? - वायुमण्डलीय दाब का 
• दूध से क्रीम के कण किस बल के कारण अलग हो जाते है - अपकेंद्रीय 
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