न्यूटन के गति के नियम भौतिकी के तीन सबसे महत्वपूर्ण नियम हैं. इन्हें पहली बार 17वीं शताब्दी में सर आइज़ैक न्यूटन ने प्रस्तावित किया था. ये नियम किसी भी वस्तु की गति को समझने के लिए आवश्यक हैं.
न्यूटन के गति के तीन नियम इस प्रकार हैं:
- पहला नियम: जड़त्व का नियम
- दूसरा नियम: गति का नियम
- तीसरा नियम: क्रिया-प्रतिक्रिया का नियम
न्यूटन के गति के नियम हमारे दैनिक जीवन में हर जगह मौजूद हैं. हम इन नियमों को बिना सोचे-समझे ही उपयोग करते हैं. इन नियमों को समझने से हमें दुनिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती है.
न्यूटन के गति के तीन नियम
न्यूटन के गति के तीन नियम भौतिकी के सबसे महत्वपूर्ण नियमों में से एक हैं. इन्हें पहली बार 17वीं शताब्दी में सर आइज़ैक न्यूटन ने प्रस्तावित किया था. ये नियम किसी भी वस्तु की गति को समझने के लिए आवश्यक हैं.
1. न्यूटन के गति का प्रथम नियम
न्यूटन के गति का प्रथम नियम जड़त्व का नियम कहलाता है. यह नियम कहता है कि किसी भी वस्तु का वेग बदलने के लिए उस पर एक बल लगाना आवश्यक है. यदि कोई वस्तु विरामावस्था में है, तो वह तब तक विरामावस्था में ही रहेगी जब तक कि उस पर कोई बल न लगाया जाए. और यदि कोई वस्तु गतिशील है, तो वह तब तक गतिशील ही रहेगी जब तक कि उस पर कोई बल न लगाया जाए.
वायुगतिकी से संबंधित जड़ता के उदाहरण:
- हवाई जहाज की गति जब एक पायलट इंजन की थ्रॉटल सेटिंग बदलता है।
- वायुमंडल में नीचे गिरती हुई एक गेंद की गति।
- एक मॉडल रॉकेट को वायुमंडल में प्रक्षेपित किया जा रहा है।
- जब हवा बदलती है तो पतंग की चाल.
2. न्यूटन के गति का द्वितीय नियम
न्यूटन के गति का द्वितीय नियम कहता है कि किसी वस्तु के त्वरण का मान उस पर लगाए गए बल के समानुपाती होता है और बल की दिशा में होता है. त्वरण का मान बल और वस्तु के द्रव्यमान के गुणनफल के बराबर होता है.
a = F/m
जहां
- a त्वरण है
- F बल है
- m द्रव्यमान है
आइए मान लें कि हमारे पास एक हवाई जहाज़ उसके स्थान X0 और समय t0 द्वारा परिभाषित बिंदु “0” पर है। हवाई जहाज का द्रव्यमान m0 है और वे वेग V0 से यात्रा करता है। ऊपर दिखाए गए हवाई जहाज पर एक बाहरी बल F इसे बिंदु “1” पर ले जाता है। हवाई जहाज का नया स्थान X1 और समय t1 है।
उड़ान के दौरान हवाई जहाज का द्रव्यमान और वेग m1 और V1 मान में बदल जाता है। यदि हम जानते हैं कि बल F कितना बड़ा है, तो न्यूटन का दूसरा नियम हमें V1 और m1 के नए मान निर्धारित करने में मदद कर सकता है। आइए हम बिंदु “1” की स्थितियों और बिंदु “0” की स्थितियों के बीच का अंतर लें।
F = (m1 * V1 – m0 * V0) / (t1 – t0)
न्यूटन का दूसरा नियम संवेग (m*V) में परिवर्तन के बारे में बात करता है। इसलिए, इस बिंदु पर, हम यह अलग नहीं कर सकते कि द्रव्यमान कितना बदला और वेग कितना बदला। हम केवल यह जानते हैं कि उत्पाद (एम * वी) कितना बदला।
आइए मान लें कि द्रव्यमान m के बराबर स्थिर मान पर रहता है। यह धारणा एक हवाई जहाज के लिए काफी अच्छी है क्योंकि द्रव्यमान में एकमात्र परिवर्तन बिंदु “1” और बिंदु “0” के बीच जलाए गए ईंधन के लिए होगा। ईंधन का वजन संभवतः हवाई जहाज के बाकी हिस्से के वजन के सापेक्ष छोटा है, खासकर अगर हम केवल समय में छोटे बदलावों को देखते हैं। यदि हम बेसबॉल की उड़ान पर चर्चा कर रहे थे, तो निश्चित रूप से द्रव्यमान स्थिर रहता है। लेकिन अगर हम एक बोतल रॉकेट की उड़ान पर चर्चा कर रहे थे, तो द्रव्यमान स्थिर नहीं रहता है और हम केवल गति में बदलाव को देख सकते हैं। स्थिर द्रव्यमान m के लिए, न्यूटन का दूसरा नियम इस प्रकार दिखता है:
F = m * (V1 – V0) / (t1 – t0)
वेग में परिवर्तन को समय में परिवर्तन से विभाजित करने पर त्वरण a की परिभाषा प्राप्त होती है। दूसरा नियम तब द्रव्यमान और त्वरण के अधिक परिचित उत्पाद को कम कर देता है:
F = m * a
याद रखें कि यह संबंध केवल उन वस्तुओं के लिए अच्छा है जिनका द्रव्यमान स्थिर है। यह समीकरण हमें बताता है कि किसी बाहरी बल के अधीन वस्तु में तेजी आएगी और त्वरण की मात्रा बल के आकार के समानुपाती होती है। त्वरण की मात्रा भी वस्तु के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होती है; समान बलों के लिए, एक भारी वस्तु एक हल्की वस्तु की तुलना में कम त्वरण का अनुभव करेगी। संवेग समीकरण को ध्यान में रखते हुए, एक बल वेग में परिवर्तन का कारण बनता है; और इसी तरह, वेग में परिवर्तन से एक बल उत्पन्न होता है। समीकरण दोनों तरह से काम करता है.
वेग, बल, त्वरण और संवेग के साथ परिमाण और दिशा दोनों जुड़े होते हैं। वैज्ञानिक और गणितज्ञ इसे सदिश राशि कहते हैं। यहां दिखाए गए समीकरण वास्तव में वेक्टर समीकरण हैं और इन्हें प्रत्येक घटक दिशा में लागू किया जा सकता है। हमने केवल एक दिशा को देखा है, और, सामान्य तौर पर, एक वस्तु तीनों दिशाओं (ऊपर-नीचे, बाएँ-दाएँ, आगे-पीछे) में चलती है।
वायुगतिकी से जुड़े बल का उदाहरण:
वायुगतिकीय बलों, विमान के वजन और जोर के परिणामस्वरूप एक विमान की गति।
3. न्यूटन के गति का तृतीय नियम
न्यूटन के गति का तृतीय नियम कहता है कि प्रत्येक क्रिया के बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया होती है. इसका अर्थ है कि जब कोई वस्तु किसी अन्य वस्तु पर बल लगाती है, तो दूसरी वस्तु भी उसी परिमाण के बल को पहली वस्तु पर विपरीत दिशा में लगाती है.
न्यूटन के गति के नियम भौतिकी के सबसे महत्वपूर्ण नियमों में से एक हैं. इन्हें विभिन्न क्षेत्रों में, जैसे कि इंजीनियरिंग, अंतरिक्ष विज्ञान, और चिकित्सा में उपयोग किया जाता है.
न्यूटन के गति के नियमों के उदाहरण
- जब आप एक कार चला रहे होते हैं और आप ब्रेक लगाते हैं, तो कार रुक जाती है. यह इसलिए होता है क्योंकि ब्रेक कार पर एक बल लगाते हैं, जो कार के त्वरण को कम करता है और अंततः कार को रुकने का कारण बनता है.
- जब आप एक गेंद को फेंकते हैं, तो गेंद हवा में उड़ती है. यह इसलिए होता है क्योंकि गेंद पर आपके हाथ का बल गेंद को एक त्वरण देता है, जो गेंद को हवा में उड़ने का कारण बनता है.
- जब आप एक दीवार पर धक्का देते हैं, तो दीवार भी आपको एक बल के साथ धक्का देती है. यह इसलिए होता है क्योंकि न्यूटन के गति के तृतीय नियम के अनुसार, प्रत्येक क्रिया के बराबर और विपरीत प्रतिक्रिया होती है.
न्यूटन के गति के नियम हमारे दैनिक जीवन में हर जगह मौजूद हैं. हम इन नियमों को बिना सोचे-समझे ही उपयोग करते हैं. इन नियमों को समझने से हमें दुनिया को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलती है.
न्यूटन के गति के नियमों की समीक्षा करें
| 1. न्यूटन की गति का पहला नियम (जड़ता) | एक स्थिर वस्तु स्थिर अवस्था में ही रहती है, और एक गतिमान वस्तु निरंतर गति और एक सीधी रेखा में गति में रहती है जब तक कि उस पर असंतुलित बल न लगाया जाए। |
| 2. न्यूटन का गति का दूसरा नियम (बल) | किसी वस्तु का त्वरण वस्तु के द्रव्यमान और लगाए गए बल की मात्रा पर निर्भर करता है। |
| 3. न्यूटन का गति का तीसरा नियम (क्रिया और प्रतिक्रिया) | जब भी एक वस्तु दूसरी वस्तु पर बल लगाती है, तो दूसरी वस्तु पहली वस्तु पर समान और विपरीत बल लगाती है। |
