विपरीत बल: न्यूटन का दूसरा नियम और गति
1 · भविष्यवाणी
दाईं ओर जाने वाला एक ब्लॉक एक स्थिर बल द्वारा विपरीत दिशा में खींचा जाता है। समय बीतने के साथ इसकी गति का क्या होता है?
- यह धीमा हो जाता है और स्थायी रूप से रुक जाता है
- यह धीमा होता है, रुकता है, फिर विपरीत दिशा में चलने की गति तेज कर देता है
- यह कुछ समय के लिए धीमा हो जाता है, फिर लगातार कम गति से चलता रहता है
2 · सेट अप
- opposing-forces सिमुलेशन खोलें और रीसेट दबाएँ।
- ब्लॉक पर गति जाँच सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए, ब्लॉक की प्रारंभिक गति सेट करें, प्ले दबाएं, टाइमलाइन का उपयोग करके t = 4 s पर रोकें, और स्पीड रीडिंग रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| मास एम (kg) | प्रारंभिक गति v₀ (m/s) | विरोधी बल एफ (N) | प्रारंभिक संवेग p = mv (kg·m/s) | t = 4 s पर गति (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 8.00 | 2.00 |
प्रारंभिक गति v₀ (x-अक्ष) के मुकाबले गति को t = 4 s (y-अक्ष) पर प्लॉट करें।
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए प्रारंभिक संवेग p = mv की गणना करके अपना कार्य दिखाएं।
- = F/m, का उपयोग करके प्रत्येक परीक्षण के लिए t = 4 s पर ब्लॉक के वेग का अनुमान लगाएं और अपनी तालिका से इसकी तुलना करें। क्या ब्लॉक अभी भी अपनी मूल दिशा में आगे बढ़ रहा है, क्षण भर के लिए रुका हुआ है, या पीछे की ओर बढ़ रहा है?
5 · विस्तार
- यदि ब्लॉक का द्रव्यमान दोगुना कर दिया जाए जबकि विरोधी बल वही रहे, तो क्या इसे रुकने में अधिक समय लगेगा या कम? F = मा का उपयोग करके समझाएं।
- वास्तविक सतह पर फिसलने वाले वास्तविक ब्लॉक भी घर्षण महसूस करते हैं। क्या घर्षण इस आदर्श सिमुलेशन की भविष्यवाणी की तुलना में ब्लॉक को जल्दी या बाद में रोक देगा?
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
गति
ब्लॉक का द्रव्यमान और प्रारंभिक गति विरोधी बल के कार्य करने से पहले इसकी गति निर्धारित करती है।
न्यूटन का दूसरा नियम
द्रव्यमान से विभाजित निरंतर विरोधी बल ब्लॉक को निरंतर मंदी देता है, जो धीमा करता है, रोकता है और अंततः इसे उलट देता है।