8th science

कक्षा 8 विज्ञान अध्याय 8

बल और दाब 

 बल 

किसी वस्तु पर लगने वाले धक्का (अपकर्षण) या खिंचाव (अभिकर्षण) को बल कहते हैं।

किसी बल के लिए, दो या दो से अधिक वस्तुओं को एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करनी होगी।

चित्र 1 बल के उदाहरण

          बल की SI इकाई 

           बल की SI इकाई न्यूटन (N) है।

 

बल की विशेषताएँ:

 1 एक बल किसी वस्तु की स्थिति को बदल सकता 

2 जब दो बल एक ही दिशा में कार्य करते हैं, तो किसी वस्तु पर कुल परिणामी बल इन दोनों बलों का योग होता है।

 

चित्र 2 परिणामी बल दो बलों का योग है

3 जब दो बल विपरीत दिशाओं में कार्य करते हैं तो कुल परिणामी बल इन दोनों बलों का अंतर होता है।

 

चित्र 3 विपरीत दिशाओं में कार्य करने वाला बल

4 बल की हमेशा एक दिशा व परिमाण का एक माप होता है।
5 बल के परिमाण की दिशा बदलने पर बल का प्रभाव बदल सकता है।

 

6 किसी वस्तु पर लगने वाले एक से अधिक बलों के प्रभाव की गणना उस वस्तु पर लगने वाले कुल बल के परिमाण के बराबर है।

 

7 यदि दो बल एक दूसरे पर समान परिमाण  और विपरीत दिशाओं में कार्य कर रहे हैं तो वस्तु पर कार्य करने वाला कुल बल शून्य होगा।

       

 वस्तु की गति अवस्था

कोई वस्तु गति अवस्था में कही जाती है जब वह समय के साथ आपने स्थान में परिवर्तन कर रही हो।

          वस्तु की विराम अवस्था

यदि वस्तु  विराम अवस्था में है, तो वह किसी बिंदु के सापेक्ष अपनी स्थिति नहीं बदल रही है। अतः इसकी गति शून्य है।

बल के प्रभाव

बल किसी वस्तु की स्थिति, आकार और आकृति बदल सकता है।

        अवस्था या स्थिति मे परिवर्तन

किसी वस्तु को एक अवस्था से दूसरी अवस्था में लाने के लिए एक बल की आवश्यकता होती है।

इतना ही नहीं, किसी वस्तु पर लगाया गया बल उसकी गति को बदल सकता है, उसे विराम दे सकता है या उसकी गति की दिशा भी बदल सकता है।

इसलिए हम कह सकते हैं कि बल किसी वस्तु की गति की स्थिति को बदल सकता है।

कोई भी वस्तु बिना बल लगाए अपने आप गति नहीं कर सकती या अपनी गति की स्थिति नहीं बदल सकती।

 यह परिवर्तन हर प्रकार की वस्तु के साथ हर बार नहीं होगा। उदाहरण के लिए, यदि कोई व्यक्ति किसी बहुत भारी वस्तु जैसे दीवार को धक्का देने की कोशिश करता है, तो ऐसा बिल्कुल नहीं होगा।

आकार व अकृति में परिवर्तन

बल किसी वस्तु का आकार बदल सकता है

चित्र 5 बल किसी वस्तु का आकार बदल सकता है

यदि किसी वस्तु पर कुछ बल लगाया जाए तो उसका आकार बदला जा सकता है। लगाए जा रहे बल के परिमाण और वस्तु की कठोरता के आधार पर, इसके आकार पर प्रभाव देखा जा सकता है।

बल के प्रकार: 

दो या दो से अधिक वस्तुओं के बीच परस्पर क्रिया की प्रकृति के आधार पर, बलों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

संपर्क बल, असंपर्क बल

संपर्क बल

जब दो या दो से अधिक वस्तुएँ एक दूसरे के संपर्क में आकर एक दूसरे पर बल लगाती है

उदाहरण: पेशीय बल, घर्षण बल

असंपर्क बल

इस प्रकार के बल तब होते हैं जब वस्तुएँ एक-दूसरे के संपर्क में नहीं आती हैं और फिर भी एक-दूसरे पर बल लगा रही होती हैं।

उदाहरण: चुंबकीय बल, गुरुत्वाकर्षण बल, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल

संपर्क बल

1. मांसपेशीय बल

मांसपेशियों की क्रिया के कारण जो बल कार्य करता है उसे मांसपेशीय बल कहते हैं। उदाहरण के लिए:

मनुष्य चलने के लिए मांसपेशियों के बल का प्रयोग करता है।

फेफड़ों का विस्तार एवं संकुचन मांसपेशियों के बल के कारण होता है

भोजन नली के साथ भोजन का संचलन

जानवर भी मांसपेशियों की ताकत से बाहर निकल सकते हैं; इसीलिए वे एक स्थान से दूसरे स्थान पर जा सकते हैं

चित्र 6 रस्साकशी में प्रयुक्त मांसपेशीय बल

 

चित्र 7 जानवरों द्वारा लगाया गया मांसपेशीय बल

2. घर्षण बल

यह वह बल है जो किसी वस्तु पर सतह द्वारा तब लगाया जाता है जब भी वस्तु सतह पर चलती है। 

घर्षण बल की निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

घर्षण बल सदैव वस्तु की गति की विपरीत दिशा में कार्य करता है।

इससे गर्मी उत्पन्न होती है क्योंकि दो सतहें एक दूसरे के संपर्क में आती हैं। उदाहरण के लिए, जब हम अपने हाथों को आपस में रगड़ते हैं, तो हमारे हाथों के बीच घर्षण के परिणामस्वरूप गर्मी उत्पन्न होती है।

घर्षण बल के कारण एक-दूसरे के संपर्क में आने वाली वस्तुओं की सतह भी टूट-फूट जाती है। उदाहरण के लिए, जब हम चलते हैं तो जूतों और जमीन के बीच लगने वाले घर्षण बल के कारण अक्सर जूतों का सोल घिस जाता है।

चित्र 8 किसी गतिशील वस्तु पर लगने वाला घर्षण बल

3. वायु द्वारा घर्षण

जब भी कोई वस्तु हवा में चलती है या उड़ती है, तो उस पर एक बल का अनुभव होता है जिसे वायु घर्षण कहा जाता है।

    चित्र 9 हवाई जहाज द्वारा अनुभव किया गया वायु  प्रतिरोध

असंपर्क बल

1. चुंबकीय बल

किसी भी चुंबकीय वस्तु द्वारा लगाए गए बल को चुंबकीय बल कहा जाता है।

 चुंबकीय ध्रुव हमेशा एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, यानी एक-दूसरे को दूर धकेलते हैं।

साथ ही विपरीत चुंबकीय ध्रुव सदैव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं अर्थात एक दूसरे को अपनी ओर खींचते हैं।

चित्र 10 चुंबकीय बल

क्या चुम्बक भी धक्का या खिंचाव लगाते हैं?

हम जानते हैं कि एक चुंबक लोहे के टुकड़े को आकर्षित कर सकता है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि चुंबक अपने चुंबकीय बल के कारण लोहे के टुकड़े को अपनी ओर खींचता है।

इसी प्रकार, जब चुंबक के विपरीत ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं तो हम कह सकते हैं कि वे एक दूसरे को दूर धकेल रहे हैं।

2. स्थिरवैद्युत बल

किसी आवेशित कण द्वारा लगाए गए बल को स्थिरवैद्युत बल कहा जाता है।

 समान आवेश हमेशा एक-दूसरे को प्रतिकर्षित या दूर धकेलते हैं।

इसी प्रकार विपरीत आवेश सदैव एक दूसरे को अपनी ओर आकर्षित या खींचते हैं।

चित्र 11 इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थिरवैद्युत  बल

3. गुरुत्वाकर्षण बल

यह एक आकर्षक बल है जो पृथ्वी द्वारा सभी वस्तुओं पर लगाया जाता है। इसे गुरुत्व बल या गुरुत्वाकर्षण बल भी कहा जाता है जो पृथ्वी की सतह पर या उसके निकट मौजूद सभी वस्तुओं पर कार्य करता है।

गुरुत्वाकर्षण एक ऐसा गुण है जो केवल पृथ्वी ही नहीं बल्कि ब्रह्मांड में मौजूद हर वस्तु द्वारा प्रदर्शित होता है। इसलिए, सभी ग्रहों, चंद्रमाओं और यहां तक ​​कि सूर्य का भी अपना गुरुत्वाकर्षण बल है।

                                                 चित्र 12 गुरुत्वाकर्षण बल

दाब

किसी इकाई क्षेत्रफल पर लगने वाले बल को दाब कहा जाता है।

इसलिए, किसी वस्तु द्वारा लगाया गया दाब उसके सतह क्षेत्र पर निर्भर करता है।

यदि सतह छोटी है, तो लागू दाब की मात्रा बड़ी है, और इसके विपरीत।

दाब की SI इकाई पास्कल (Pa) या N/m2 है

चित्र 13 बल, दाब और क्षेत्र के बीच  

चित्र 14 विभिन्न क्षेत्रों के लिए दाब की गणना

कील में एक नुकीला सिरा होता है जिसका सतह क्षेत्र बहुत छोटा होता है। इसलिए जब हथौड़े से कील पर बड़ा बल लगाया जाता है तो कील पर दाब बढ़ जाता है और वह आसानी से दीवार के अंदर चली जाती है। 

बैग पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के कारण विद्यार्थी के कंधों पर पड़ने वाले दाब को कम करने के लिए कंधे के बैग में हमेशा पतली पट्टियों के बजाय चौड़ी पट्टियाँ होती हैं।

 

काटने और छेदने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में हमेशा तेज धार होती है क्योंकि जब कोई व्यक्ति उपकरण पर बल लगाता है, तो कम सतह क्षेत्र के कारण इसके तेज किनारों पर अधिक दाब पड़ता है और वस्तु आसानी से कट जाती है।

ट्रैक्टर के दोनों टायर चौड़े होते हैं क्योंकि इससे जमीन पर ट्रैक्टर का दाब कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, कीचड़ भरे मैदान पर ट्रैक्टर चलाना आसान हो जाता है।

ऊँट रेत पर आसानी से चल सकता है क्योंकि उसके पैर चौड़े होते हैं जिससे वह रेत पर आसानी से चल पाता है। दूसरी ओर, मनुष्य रेत पर आसानी से नहीं चल सकते क्योंकि उनके पैरों की सतह का क्षेत्रफल कम होता है और इसलिए हमारे पैर रेत में धंस जाते हैं।

तरल पदार्थ और गैसों द्वारा डाला गया दाब

तरल पदार्थ उस कंटेनर की दीवारों पर दबाव डालते हैं जिसमें उन्हें रखा जाता है।

कंटेनर के तल पर तरल पदार्थ का दबाव कंटेनर में तरल की ऊंचाई पर निर्भर करता है।

तरल समान गहराई वाले कंटेनर की दीवारों पर विभिन्न बिंदुओं पर समान दबाव डालता है।

चित्र 15 तरल पदार्थों द्वारा डाला गया दबाव

इसी प्रकार, गैसें भी कंटेनर की दीवारों पर दबाव डालती हैं। उच्च गतिज ऊर्जा वाली गैस के अणु बड़ा बल लगाकर दीवारों से टकराते हैं और परिणामस्वरूप ये अणु कंटेनर की दीवारों पर दबाव डालते हैं।

चित्र 16 एक कंटेनर की दीवारों पर गैसों द्वारा लगाया गया दबाव

वायु - दाब

पृथ्वी की सतह के चारों ओर गैसों की एक परत मौजूद है। वायुमंडल में मौजूद वायु पृथ्वी पर दबाव डालती है जिसे वायुमंडलीय दबाव कहा जाता है।

समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव का मान 101325 पास्कल है।

चित्र 17 वायुमंडलीय दबाव प्रदर्शन

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह की ओर बढ़ते हैं, वायुमंडलीय दबाव बढ़ता जाता है।

पृथ्वी के चारों ओर वायुमंडल के बड़े सतह क्षेत्र के कारण हमारे ऊपर वायुमंडलीय दबाव की मात्रा काफी अधिक है, लेकिन हम इसके किसी भी प्रभाव का अनुभव नहीं करते हैं।

ऐसा इसलिए है क्योंकि हमारे शरीर के अंदर हवा का दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है। हमारे शरीर में ऐसे तरल पदार्थ भी मौजूद होते हैं जो हमारे शरीर के अंदर दबाव डालते हैं। इसलिए, हमारा शरीर आसानी से वायुमंडलीय दबाव के साथ संतुलन प्राप्त कर लेता है।

हालाँकि कभी-कभी अधिक ऊंचाई पर जहां वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी की सतह (कम ऊंचाई) की तुलना में कम होता है, नाक से खून बहने लगता है।

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उस समय हमारे शरीर में रक्तचाप हमारे बाहर के वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो जाता है।