भौतिक विज्ञानी कार्य और महत्वपूर्ण सिद्धांत क्या हैं?

भौतिक विज्ञानी कार्य और महत्वपूर्ण सिद्धांत क्या हैं?


जब मैं "काम" कहता हूं, तो पहली बात क्या है जो आपके दिमाग में आती है? शायद एक कार्यालय? या एक पेपर बैग? या डेट टेस्ट जल्द? लेकिन अगर आप भौतिक विज्ञानी हैं, तो काम का एक बहुत ही विशिष्ट अर्थ है - एक अर्थ जो संबंधित नहीं है।




  • भौतिकी के सिद्धांत महत्वपूर्ण हैं: 

तालिकाओं या रोमन साम्राज्य के पतन के साथ। आज, हम उस परिभाषा का पता लगाने जा रहे हैं - और इसका जुड़ाव एक और है भौतिकी के सिद्धांत महत्वपूर्ण हैं: ऊर्जा संरक्षण। हम इस बारे में भी बात करेंगे कि भौतिकविदों का क्या मतलब है जब वे दूसरे विचार की बात करते हैं यह अक्सर रोजमर्रा की जिंदगी में खड़ा होता है: क्षमता। 

तो चलिए शुरू करते हैं ... काम। अब तक इस पाठ्यक्रम में, हमने अपना अधिकांश समय बलों के बारे में बात करने और वे कैसे चीजों को स्थानांतरित करने में बिताया है। कार्रवाई को समझने से पहले हमें बलों को समझना होगा। क्योंकि कार्रवाई तब होती है जब एक सिस्टम पर एक निश्चित दूरी पर एक बल लगाया जाता है। सिस्टम ब्रह्मांड का कोई भी हिस्सा है जो हमारी बातचीत का विषय है। 

उदाहरण के लिए, यदि आप फर्श पर एक बॉक्स को खींचने के लिए रस्सी का उपयोग करते हैं, तो हम कह सकते हैं बॉक्स आपका सिस्टम है, और बॉक्स को खींचने के लिए आप जिस बल का उपयोग करते हैं वह एक बाहरी बल है। तो मान लें कि आप इस बॉक्स-सिस्टम को अपने पीछे खींचते हैं ताकि रस्सी जमीन को समतल कर दे। यदि आप बॉक्स को एक मीटर खींचने के लिए रस्सी का उपयोग करते हैं, तो हम कहते हैं कि आप बॉक्स पर काम लागू करते हैं और आपके द्वारा लागू किए जाने वाले कार्य की मात्रा आपके द्वारा उपयोग किए गए बल की गंभीरता के बराबर है बॉक्स को उस दूरी के साथ खींचने के लिए जिसे आपने बनाया था। 


  • 50 न्यूटन के बल के साथ

उदाहरण के लिए, यदि आप रस्सी को कसते हैं - और इस प्रकार बॉक्स - 50 न्यूटन के बल के साथ, और मैंने इसे पांच मीटर की दूरी के लिए स्थानांतरित किया, हम कहते हैं कि आपने बॉक्स पर 250 न्यूटन मीटर का काम लागू किया है। या अधिक सामान्यतः, हालांकि, जूल शब्द को व्यक्त किया जाता है। और अब, कभी-कभी, जिस बल को आप किसी निकाय में संलग्न करते हैं, वह बिल्कुल वैसा नहीं होगा जैसे शरीर जिस दिशा में चलता है। 



  • पावर स्टैंड के बारे में
उदाहरण के लिए, यदि आप बॉक्स को खींचने की कोशिश करते हैं जब आपका हाथ बॉक्स से अधिक होता है, तो रस्सी एक फ़ज़ होती है जमीन के साथ, उस स्थिति में, बॉक्स जमीन के समानांतर चलता है, लेकिन बल इसके साथ एक कोण बना देगा। इस मामले में, आपको एक चाल का उपयोग करना होगा जो हमने सीखा जब हमने पावर स्टैंड के बारे में बात की थी। विशेष रूप से, आपको अपने मुख्य घटकों में रस्सी पर लागू बल को अलग करना होगा: पृथ्वी के समानांतर बल, और इसके लिए लंबवत। पृथ्वी के समानांतर होने वाले बल के भाग को खोजने के लिए, और यह वास्तव में बॉक्स को आगे खींचता है आपको बस रस्सी और जमीन के बीच समकोण द्वारा बल की तीव्रता को गुणा करना होगा। 


  • भौतिक विज्ञानी कार्य समीकरण

आपको याद होगा कि हम आमतौर पर थीटा के साथ एक सिस्टम के कोण को संदर्भित करते हैं। इसलिए, उस कार्य की गणना करने के लिए जिसे आपने बॉक्स पर लागू किया था, आपको क्षैतिज भाग को हिट करना होगा - जो कि द थीटा में F का परिणाम है - बॉक्स ने जितनी दूरी तय की है। यह उन तरीकों में से एक है जो भौतिक विज्ञानी अक्सर कार्य समीकरण लिखते हैं, वे इसे थीटा के कोसाइन की दूरी के समय के बल के बराबर कर देंगे। और यह समीकरण एक निश्चित दूरी पर लागू किसी निश्चित बल पर लागू होता है। लेकिन अगर फोर्स तय नहीं है तो क्या होगा? क्या होगा अगर, संभवतः, मैंने बॉक्स को कसकर बंद कर दिया, लेकिन थक गया, इसलिए, बॉक्स पर लागू बल की तीव्रता कम हो जाती है, जितना अधिक खींचा जाता है। उस स्थिति में आपके द्वारा लागू किए गए कार्य की गणना करने के लिए, आपको उस बल की तीव्रता की गणना करनी होगी जो आपने लागू किया था हर छोटी दूरी। 



  • भौतिक विज्ञानी कार्रवाई की गणना

यदि आप भेदभाव के हमारे एपिसोड देखते हैं, तो आप जान पाएंगे कि एक तेज़ तरीका है असीम रूप से छोटे परिवर्तन एकत्र करने के लिए: एकीकरण। तो, एक चर बल से होने वाले काम को खोजने के लिए, आपको दूरी के लिए आंदोलन के अनुपात को एकीकृत करना होगा उसने छूट बना ली। और कौन ऐसा दिखेगा। लेकिन (बल की दूरी को गुणा करना) केवल एक ही तरीका है जिससे भौतिक विज्ञानी कार्रवाई की गणना करते हैं। क्योंकि, क्या आपको याद है कि जब हमने सिर्फ यह कहा था कि जूल का उपयोग व्यावसायिक इकाई के रूप में किया जाता है? खैर, जूल भी एक और चीज है: ऊर्जा। और काम उसी ऊर्जा का उपयोग करता है, क्योंकि काम सिर्फ ऊर्जा में परिवर्तन है। 



  • न्यूटन के दूसरे नियम

ऐसा होता है कि किसी सिस्टम पर बाहरी बल लागू होता है और उस सिस्टम की ऊर्जा बदल जाती है। वास्तव में, यह ऊर्जा को परिभाषित करने का एक तरीका है: चीजों को प्राप्त करने की क्षमता। विभिन्न प्रकार की शक्ति हैं, लेकिन इस कड़ी में, हम मुख्य रूप से दो के बारे में बात करेंगे: काइनेटिक ऊर्जा और संभावित ऊर्जा। गतिज ऊर्जा गति की ऊर्जा है। जब बॉक्स जमीन पर खड़ा था, तो हम कहते हैं कि इसमें गतिज ऊर्जा नहीं थी। लेकिन जैसे ही वह ताकत लगाता है और हिलना शुरू करता है, उसके पास गतिज ऊर्जा होती है। बॉक्स की ऊर्जा बदल गई है, जिसका अर्थ है कि आपने उस पर काम लागू किया है। अधिक सटीक रूप से, किसी वस्तु की गतिज ऊर्जा उसके वेग के चौगुने बड़े पैमाने पर होती है। यदि यह परिचित लगता है, तो ऐसा इसलिए है क्योंकि यह न्यूटन के दूसरे नियम के आवेदन के परिणामस्वरूप है और कीनेमेटिक समीकरण इस विचार पर कि काम दूरी के बल समय के बराबर है। 

इसलिए, यदि बॉक्स का द्रव्यमान 20 किलोग्राम है, और एक बिंदु पर आप इसे स्थानांतरित करते हैं, उसकी गति 4 m / s तक पहुंच गई, हम कहते हैं कि उसकी गतिज ऊर्जा उस समय यह 160 जूल के बराबर होता है। फिर संभावित ऊर्जा है, जो वास्तव में ऐसा नहीं है जैसा दिखता है। संभावित ऊर्जा अव्यक्त ऊर्जा नहीं है, यह अव्यक्त क्रिया है। दूसरे शब्दों में, संभावित ऊर्जा वह ऊर्जा है जिसका उपयोग कार्य करने के लिए किया जा सकता है। 



  • गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा 

संभावित ऊर्जा का एक सामान्य प्रकार गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा है। संक्षेप में, संभावित ऊर्जा जो इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि गुरुत्वाकर्षण मौजूद है। अगर मैं इस पुस्तक को जमीन से एक मीटर ऊपर रखता हूं, तो हम कहते हैं कि इसमें गुरुत्वाकर्षण क्षमता है। क्योंकि यदि आप इसे छोड़ देते हैं, तो पुस्तक पर गुरुत्वाकर्षण लागू होगा। गुरुत्वाकर्षण ने एक बल लागू किया जो इसे पृथ्वी की ओर ले गया। लेकिन जैसे ही किताब जमीन से टकराती है, हम कहते हैं कि इसकी गुरुत्वाकर्षण क्षमता शून्य है। क्योंकि गुरुत्वाकर्षण अब उस पर कोई काम नहीं कर सकता है। 

गुरुत्वाकर्षण संभावित ऊर्जा की गणना करना आसान है: यह शरीर पर गुरुत्वाकर्षण का बल है - इसलिए, यह शरीर के द्रव्यमान का छ g है - छूट ऊंचाई मारो। या लघु के लिए मेघ। जिसका अर्थ है, यह जानना कि पुस्तक का द्रव्यमान लगभग एक किलोग्राम है, पृथ्वी से एक मीटर की ऊँचाई पर, हम इसकी संभावित ऊर्जा की गणना करते हैं: 9.8 जूल। एक अन्य सामान्य प्रकार की संभावित ऊर्जा लोचदार ऊर्जा है। इसके नाम के बावजूद, यह मौसमी नहीं है, और हां, मैंने उस मजाक का आविष्कार किया। 

वास्तव में, यह स्प्रिंग्स की संभावित ऊर्जा का एक प्रकार है! झरने का बल उस दूरी के बराबर है जिस पर वह या तो फैला या फैला हुआ है, अक्षर k द्वारा निरूपित एक स्थिर गुणा। ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट हुक के बाद इस समीकरण को हुक का नियम कहा जाता है यह 1660 में खोजा गया था। अब, निरंतर k - जिसे स्पंदनशील स्थिरांक कहा जाता है - सभी में भिन्न होता है स्पंदित और पल्सर कठोरता का मूल्य है। जब आप इसके बारे में सोचते हैं तो समीकरण काफी तार्किक होता है: जितना अधिक आप वसंत को खींचते हैं, यह उतना ही अधिक ठोस होता है, उतना ही मजबूत होता है। 

आप एक धक्का कलम के अलावा और अंदर वसंत के साथ खेलकर अपने लिए इसका परीक्षण कर सकते हैं। हुक के नियम को जोड़ती है, इस विचार के साथ कि कार्य समान दूरी से गुणा बल देता है, हम एक वसंत में संभावित ऊर्जा पा सकते हैं: यह आधा गुणा k गुणा समय वर्ग है। उदाहरण के लिए: यदि आपके पास 200 न्यूटन मीटर के वसंत मूल्य के साथ एक वसंत है, और एक टाइल इसे आधा मीटर दूर रखती है, इसलिए टाइल की संभावित ऊर्जा 25 जूल है। इसलिए, जब किसी प्रणाली पर कुछ लगाया जाता है, तो उसकी ऊर्जा बदल जाती है। लेकिन ऊर्जा कैसे बदलती है यह सिस्टम पर निर्भर करता है। कुछ सिस्टम ऊर्जा खो देते हैं। 

इन्हें गैर-रूढ़िवादी प्रणाली कहा जाता है। अब, इसका मतलब यह नहीं है कि ब्रह्मांड से खोई हुई ऊर्जा गायब हो रही है ... इसका व्यक्तिगत प्रणाली नीति से कोई लेना-देना नहीं है, यह भौतिकी में सबसे अच्छी तरह से स्थापित सिद्धांतों में से एक से संबंधित है: यह है कि ऊर्जा न तो मृत है और न ही बनाई गई है। लेकिन सिस्टम ऊर्जा खो सकता है, जैसे कि जब एक बॉक्स का पृथ्वी से संपर्क गर्मी पैदा करता है। गैर-रूढ़िवादी प्रणालियों के लिए, आप उनकी गतिज या संभावित ऊर्जा के बारे में बात कर सकते हैं किसी भी बिंदु पर, हालांकि, समग्र प्रणाली आपको बहुत अधिक चंगा करने में सक्षम बनाती है। रूढ़िवादी प्रणाली वह है जो काम करने से ऊर्जा नहीं खोती है। 



  • गुरुत्वाकर्षण बल 

उदाहरण के लिए, एक साधारण पेंडुलम। जब पेंडुलम अपनी अधिकतम लंबाई पर होता है, तो यह अपने पल को बदलने से पहले एक क्षण के लिए बढ़ना बंद कर देता है, जिसका अर्थ है कि उस समय उसकी गतिज ऊर्जा शून्य है। लेकिन इसमें बहुत अधिक ऊर्जा है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण बल एक पेंडुलम पर काम कर सकता है, इसे नीचे खींचकर जब तक यह अपनी सबसे कम चौड़ाई तक नहीं पहुंच जाता। अपने निम्नतम आयाम पर, वह संभावित ऊर्जा शून्य हो जाती है। क्योंकि गुरुत्वाकर्षण तब इसे नीचे खींचने में सक्षम नहीं है। लेकिन अब सर्वर में बहुत अधिक गतिज ऊर्जा है क्योंकि यह अपनी पहुंच पर आगे बढ़ रहा है। और हमें पता चला कि पेंडुलम की गति के किसी भी बिंदु पर, इसकी कुल गतिज ऊर्जा और इसकी संभावित ऊर्जा समान संख्या है। अगर उसकी क्षमता कम हो गई? इसकी गतिज ऊर्जा उसी मूल्य से बढ़ेगी, और इसके विपरीत। 

इसलिए, चूंकि अब हम जानते हैं कि किसी कार्य को कैसे परिभाषित किया जाए, हम उस परिभाषा का उपयोग समझाने के लिए कर सकते हैं एक और सामान्य शब्द जो भौतिकविदों का अर्थ है, बहुत विशिष्ट है: शक्ति। या अधिक सटीक, औसत शक्ति। माध्य शक्ति को समय के साथ कार्य के रूप में परिभाषित किया जाता है, वाट में मापा जाता है। यह प्रति सेकंड जूल व्यक्त करने का एक और तरीका है, इसका उपयोग ऊर्जा की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है जो समय के साथ एक रूप से दूसरे में स्थानांतरित हो जाती है। तो याद रखिए जिस बॉक्स को आप खींच रहे थे? हमने पाया कि जब आपने इसे पाँच मीटर दूर स्थानांतरित किया था, तब आपने बॉक्स में 250 जूल काम किया था। 

यदि आपको बॉक्स को स्थानांतरित करने में 2 सेकंड लगते हैं, तो आपकी औसत शक्ति 125 वाट है। यही है, आप वास्तव में एक दीपक हैं! अब, हम दो अलग-अलग तथ्यों को जोड़कर, शक्ति का दूसरे तरीके से वर्णन कर सकते हैं: सबसे पहले, कार्रवाई दूरी के बल समय के बराबर है। दूसरा, औसत गति समय के साथ दूरी के बराबर है। इसे जानने के बाद, हम कह सकते हैं कि शक्ति एक मध्यम गति की वस्तु पर लागू होने वाला परिणामी बल है। यदि आप बॉक्स को दो सेकंड में पांच मीटर आगे बढ़ाते हैं, तो इसकी औसत गति 2.5 मीटर प्रति सेकंड है। 



  • बिजली के बारे में चर्चा 

हमने पहले ही कहा कि यदि आप 50 न्यूटन के बल के साथ बॉक्स खींच रहे थे। तो, वह बल जिसके साथ आप बॉक्स खींचते हैं, औसत बॉक्स की गति को गुणा करते हैं। यह आपको 125 वाट की एक औसत शक्ति भी देता है। माध्य शक्ति समीकरण समान संबंध का वर्णन करते हैं; लेकिन वे ऐसा करने के लिए अन्य विशेषताओं का उपयोग करते हैं। जब हम आगामी एपिसोड में बिजली के बारे में चर्चा करेंगे तो हम बिजली के बारे में बात करेंगे। 

यह एक सर्किट के ऊर्जा आंदोलन की गणना करने का सबसे अच्छा तरीका है। लेकिन यह एक और दिन की कहानी है। फिलहाल, हमारा काम पूरा हो गया है। आज, आपने उन दो समीकरणों को सीखा, जिनका उपयोग हम काम का वर्णन करने के लिए कर सकते हैं, और यह ऊर्जा शक्ति है काम करने पर। हमने गतिज ऊर्जा और संभावित ऊर्जा के बारे में भी बात की, और आप रूढ़िवादी और गैर-रूढ़िवादी प्रणालियों में उनकी भूमिका कैसे निभाते हैं। 
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