इयत्ता सातवीत, तुम्ही वस्तू कशा प्रकारे हलतात हे शिकलात. एखादी वस्तू दुसऱ्यापेक्षा वेगाने हलत आहे की नाही हे आपण कसे ठरवू शकतो हे तुम्हाला आठवते का? एका वस्तूने एकक वेळेत पार केलेले अंतर काय दर्शवते? तुम्हाला हेही माहित आहे की जमिनीवर लोटणारा चेंडू सारखी हलणारी वस्तू हळूहळू मंद होते. कधीकधी ती तिच्या गतीची दिशा बदलू शकते. चेंडू हळूहळू मंद होऊन त्याची दिशाही बदलू शकते असेही शक्य आहे. एखादी वस्तू हळू का होते किंवा वेगाने का जाते किंवा तिच्या गतीची दिशा का बदलते याचा तुम्ही कधी विचार केला आहे का?

आपल्या काही दैनंदिन अनुभवांची आठवण करून घेऊ. फुटबॉल हलवण्यासाठी तुम्ही काय करता? हलणाऱ्या चेंडूला वेगाने हलवण्यासाठी तुम्ही काय करता? गोलरक्षक चेंडू कसा थांबवतो? हॉकी खेळाडू स्टिकच्या झटक्याने हलणाऱ्या चेंडूची दिशा बदलतो. फिल्डर बॅट्समनने मारलेला चेंडू कसा थांबवतात? (आकृती 8.1). या सर्व परिस्थितींमध्ये चेंडूला एकतर वेगाने हलवले जाते किंवा हळू हलवला जातो किंवा त्याच्या गतीची दिशा बदलली जाते.

जेव्हा चेंडूला लाथ मारली जाते, ढकलले जाते, फेकले जाते किंवा झटकले जाते तेव्हा आपण अनेकदा म्हणतो की चेंडूवर बल प्रयुक्त केले गेले आहे. बल म्हणजे काय? ज्या वस्तूंवर ते प्रयुक्त केले जाते त्यांवर ते काय करू शकते? अशा प्रश्नांची उत्तरे आपण या अध्यायात शोधू.

8.1 बल - एक ढकलणे किंवा ओढणे

निवडणे, उघडणे, बंद करणे, लाथ मारणे, आदळणे, उचलणे, झटकणे, ढकलणे, ओढणे यासारखी क्रिया विशिष्ट कार्ये वर्णन करण्यासाठी वापरली जातात. यापैकी प्रत्येक क्रियेमुळे सहसा एखाद्या वस्तूच्या गतीच्या स्थितीत काही प्रकारचा बदल होतो. या संज्ञा एक किंवा अधिक संज्ञांनी बदलल्या जाऊ शकतात का? चला ते शोधूया.

क्रियाकलाप 8.1

सारणी 8.1 वस्तूंच्या गतीशी संबंधित परिचित परिस्थितींची काही उदाहरणे देते. तुम्ही अशा अधिक परिस्थिती जोडू शकता किंवा येथे दिलेल्या परिस्थिती बदलू शकता. प्रत्येक बाबतीत क्रियेला ढकलणे आणि/किंवा ओढणे म्हणून ओळखण्याचा प्रयत्न करा आणि तुमची निरीक्षणे नोंदवा. तुम्हाला मदत करण्यासाठी एक उदाहरण दिले आहे.

सारणी 8.1 : क्रियांना ढकलणे किंवा ओढणे म्हणून ओळखणे

तुमच्या लक्षात आले का की प्रत्येक क्रियेचा गट ओढणे किंवा ढकलणे किंवा दोन्ही म्हणून केला जाऊ शकतो? यावरून आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की, एखादी वस्तू हलवण्यासाठी ती ढकलली किंवा ओढली पाहिजे?

विज्ञानात, एखाद्या वस्तूवर केलेल्या ढकलण्यास किंवा ओढण्यास बल म्हणतात. अशाप्रकारे, आपण असे म्हणू शकतो की वस्तूंना प्राप्त झालेली गती बलाच्या क्रियेमुळे झाली. बल कधी अस्तित्वात येते? चला ते शोधूया.

मी इयत्ता सहावीत शिकलो की चुंबक लोखंडाचा तुकडा आपल्याकडे आकर्षित करते. आकर्षण हे देखील एक ओढणे आहे का? दोन चुंबकांच्या समान ध्रुवांमधील प्रतिकर्षणाचे काय? ते ओढणे आहे की ढकलणे?

8.2 बल हे परस्परक्रियेमुळे येतात

समजा एक माणूस एका स्थिर कारच्या मागे उभा आहे [आकृती 8.2(a)]. त्याच्या उपस्थितीमुळे कार हलेल का? समजा आता तो माणूस कार ढकलू लागतो [आकृती 8.2(b)], म्हणजेच तो त्यावर बल प्रयुक्त करतो. कार प्रयुक्त बलाच्या दिशेने हलू शकते.

आकृती 8.2(a) : स्थिर कारच्या मागे उभा असलेला माणूस

आकृती 8.2 (b) : माणसाने ढकलली जाणारी कार

लक्षात घ्या की, कार हलवण्यासाठी माणसाने ती ढकलावी लागते.

आकृती 8.3 (a): कोण कोणाला ढकलत आहे?

आकृती 8.3 तुम्हाला परिचित असलेल्या तीन परिस्थिती दर्शवते. या प्रकरणांमध्ये कोण ओढत आहे आणि कोण ढकलत आहे हे तुम्ही ठरवू शकता का? आकृती 8.3 (a) मध्ये, दोन्ही मुली एकमेकांना ढकलताना दिसतात तर

आकृती 8.3 (b) : कोण कोणाला ओढत आहे?

आकृती 8.3 (b) मधील मुलींची जोडी एकमेकांना ओढण्याचा प्रयत्न करत आहे. त्याचप्रमाणे, आकृती 8.3 (c) मधील गाय आणि माणूस

आकृती 8.3 (c) : कोण कोणाला ओढत आहे?

एकमेकांना ओढताना दिसतात. येथे दर्शविलेल्या दोन परिस्थितींमधील मुली एकमेकांवर बल प्रयुक्त करत आहेत. माणसा आणि गायीसाठी हे देखील खरे आहे का?

या उदाहरणांवरून, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की बल अस्तित्वात येण्यासाठी किमान दोन वस्तूंची परस्परक्रिया झाली पाहिजे. अशाप्रकारे, एका वस्तूची दुसऱ्या वस्तूशी होणारी परस्परक्रिया या दोन वस्तूंमध्ये एक बल निर्माण करते.

8.3 बलांचा शोध

चला, बलांबद्दल अधिक जाणून घेण्याचा प्रयत्न करूया.

क्रियाकलाप 8.2

टेबल किंवा पेटी सारखी जड वस्तू निवडा, जी तुम्ही कठोरपणे ढकलूनच हलवू शकता. ती एकट्याने ढकलण्याचा प्रयत्न करा. तुम्ही ती हलवू शकता का? आता तुमच्या एका मित्राला त्याच दिशेने ढकलण्यात मदत करण्यास सांगा [आकृती 8.4(a)]. आता ती हलवणे सोपे आहे का? तुम्ही हे का होते हे स्पष्ट करू शकता का?

आता तीच वस्तू ढकला, पण तुमच्या मित्राला विरुद्ध बाजूने ढकलण्यास सांगा [आकृती 8.4 (b)]. वस्तू हलते का? जर हलते, तर ती कोणत्या दिशेने हलते ते लक्षात घ्या. तुम्ही अंदाज लावू शकता की तुमच्यापैकी कोण जास्त बल प्रयुक्त करत आहे?

आकृती 8.4 : दोन मित्र जड भार ढकलत आहेत (a) एकाच दिशेने, (b) विरुद्ध दिशेने

तुम्ही कधी रस्सीखेच (तग-ऑफ-वॉर) पाहिले आहे का? या खेळात दोन संघ रस्सी विरुद्ध दिशेने ओढतात (आकृती 8.5). दोन्ही संघांचे सदस्य रस्सी

आकृती 8.5 : दोन्ही संघ समान बलाने ओढल्यास रस्सी हलू शकत नाही

आपल्या दिशेने ओढण्याचा प्रयत्न करतात. कधीकधी रस्सी अजिबात हलत नाही. हे आकृती 8.3 (b) मध्ये दर्शविलेल्या परिस्थितीसारखे नाही का? जो संघ जोरात ओढतो, म्हणजेच जास्त बल प्रयुक्त करतो, तो शेवटी खेळ जिंकतो.

बलाच्या स्वरूपाबद्दल ही उदाहरणे काय सूचित करतात?

एखाद्या वस्तूवर एकाच दिशेने प्रयुक्त केलेली बले एकमेकांमध्ये मिळतात. आता क्रियाकलाप 8.2 मध्ये तुम्ही आणि तुमचा मित्र जड पेटी एकाच दिशेने ढकलताना काय झाले ते आठवा.

जर दोन बले एखाद्या वस्तूवर विरुद्ध दिशेने कार्य करत असतील, तर त्यावर कार्य करणारे निव्वळ बल हे दोन बलांमधील फरक असते. तुम्ही आणि तुमचा मित्र दोघेही विरुद्ध दिशेने जड पेटी ढकलत असताना क्रियाकलाप 8.2 मध्ये तुम्ही काय पाहिले ते आठवा.

रस्सीखेचीत आठवा, जेव्हा दोन संघ समान जोराने ओढतात, तेव्हा रस्सी कोणत्याही दिशेने हलत नाही.

तर, आपण शिकलो की एक बल दुसऱ्यापेक्षा मोठे किंवा लहान किंवा एकमेकांसमान असू शकते. बलाची ताकद सहसा त्याच्या परिमाणाने व्यक्त केली जाते. बल कोणत्या दिशेने कार्य करते हे देखील आपण निर्दिष्ट करावे लागेल. तसेच, जर प्रयुक्त बलाची दिशा किंवा परिमाण बदलले, तर त्याचा परिणाम देखील बदलतो.

याचा अर्थ असा की, जर एखाद्या वस्तूवर विरुद्ध दिशेने कार्य करणारी दोन बले समान असतील, तर त्या वस्तूवरील निव्वळ बल शून्य आहे का?

सर्वसाधारणपणे, एखाद्या वस्तूवर एकापेक्षा जास्त बले कार्य करत असू शकतात. तथापि, वस्तूवरील परिणाम त्यावर कार्य करणाऱ्या निव्वळ बलामुळे होतो.

8.4 बल गतीची स्थिती बदलू शकते

आता एखाद्या वस्तूवर बल कार्य करते तेव्हा काय होते ते शोधूया.

क्रियाकलाप 8.3

एक रबर चेंडू घ्या आणि तो टेबलटॉप किंवा काँक्रीटच्या मजल्यासारख्या सपाट पृष्ठभागावर ठेवा. आता, सपाट पृष्ठभागावर चेंडू हळूवारपणे ढकला (आकृती 8.6). चेंडू हलू लागतो का? चेंडू अजूनही हलत असताना पुन्हा ढकला. त्याच्या गतीत काही बदल होतो का? ती वाढते की कमी होते?

पुढे, तुमचा हात हलणाऱ्या चेंडूच्या समोर ठेवा. हलणारा चेंडू तुमच्या हाताला स्पर्श करताच तुमचा हात काढून घ्या. तुमच्या हाताने चेंडूवर बल प्रयुक्त केले का? आता चेंडूची गती काय होते? ती वाढते की कमी होते? तुम्ही तुमचा हात हलणारा चेंडू धरून ठेवला तर काय होईल?

आकृती 8.6 : विश्रांतीत असलेल्या चेंडूवर बल प्रयुक्त केल्यावर तो हलू लागतो

तुम्हाला समान परिस्थिती आठवू शकतात. उदाहरणार्थ, फुटबॉलमध्ये पेनल्टी किक घेताना, खेळाडू चेंडूवर बल प्रयुक्त करतो. आदळण्यापूर्वी, चेंडू विश्रांतीवर होता आणि त्यामुळे त्याची गती शून्य होती. प्रयुक्त बलामुळे चेंडू गोलकडे जातो. समजा, गोलरक्षक गोल वाचवण्यासाठी डाइव्ह मारतो किंवा उडी मारतो. त्याच्या क्रियेने गोलरक्षक हलणाऱ्या चेंडूवर बल प्रयुक्त करण्याचा प्रयत्न करतो. त्याने प्रयुक्त केलेले बल चेंडू थांबवू शकते किंवा वळवू शकते, ज्यामुळे गोल होणे टळते. जर गोलरक्षक चेंडू थांबवण्यात यशस्वी झाला, तर त्याची गती शून्यावर येते.

या निरीक्षणांवरून असे सूचित होते की एखाद्या वस्तूवर प्रयुक्त केलेले बल त्याची गती बदलू शकते. जर वस्तूवर प्रयुक्त केलेले बल त्याच्या गतीच्या दिशेने असेल, तर वस्तूची गती वाढते. जर बल गतीच्या दिशेच्या विरुद्ध दिशेने प्रयुक्त केले असेल, तर त्यामुळे वस्तूची गती कमी होते.

मी पाहिले आहे की मुले रबरचे टायर किंवा रिंग ढकलून हलवण्याची स्पर्धा करतात (आकृती 8.7). आता मला समजले की टायरला जेव्हा जेव्हा ढकलले जाते तेव्हा त्याची गती का वाढते.

आकृती 8.7 : टायर वेगाने हलवण्यासाठी त्याला वारंवार ढकलावे लागते**

पहेलीला हे जाणून घ्यायचे आहे की बल प्रयोग केल्याने केवळ वस्तूची गती बदलू शकते का? चला ते शोधूया.

क्रियाकलाप 8.4

एक चेंडू घ्या आणि तो क्रियाकलाप 8.3 प्रमाणे सपाट पृष्ठभागावर ठेवा. चेंडूला ढकलून हलवा [आकृती 8.8(a)]. आता आकृती 8.8(b) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे त्याच्या मार्गात एक रूलर ठेवा. असे करताना, तुम्ही हलणाऱ्या चेंडूवर बल प्रयुक्त कराल. चेंडू रूलरला आदळल्यानंतर तो त्याच दिशेने हलत राहतो का? क्रियाकलाप पुन्हा करा आणि रूलर अशा प्रकारे ठेवून हलणारा चेंडू अडवण्याचा प्रयत्न करा की तो त्याच्या मार्गाला वेगवेगळे कोन करेल. प्रत्येक बाबतीत चेंडू रूलरला आदळल्यानंतर त्याच्या गतीची दिशा काय आहे हे लक्षात घ्या.

आकृती 8.8: (a) सपाट पृष्ठभागावर ढकलून हलवलेला चेंडू आणि (b) त्याच्या मार्गात ठेवलेल्या रूलरला आदळल्यानंतर चेंडूच्या गतीची दिशा

आणखी काही उदाहरणे पाहू. व्हॉलीबॉलच्या खेळात, खेळाडू वारंवार हलणारा चेंडू विजयी चाल चालवण्यासाठी त्यांच्या संघाच्या सहकारीकडे ढकलतात. कधीकधी चेंडू ढकलून किंवा स्मॅश करून कोर्टाच्या दुसऱ्या बाजूला पाठवला जातो. क्रिकेटमध्ये, बॅट्समन बॅटने चेंडूवर बल प्रयुक्त करून शॉट मारतो. या प्रकरणांमध्ये चेंडूच्या गतीची दिशा बदलते का? या सर्व उदाहरणांमध्ये बल प्रयोग केल्यामुळे हलणाऱ्या चेंडूची गती आणि दिशा बदलते. तुम्ही अशा प्रकारची आणखी काही उदाहरणे देऊ शकता का?

एखाद्या वस्तूच्या गतीत किंवा त्याच्या गतीच्या दिशेत किंवा दोन्हीमध्ये होणाऱ्या बदलाला त्याच्या गतीच्या स्थितीतील बदल म्हणून वर्णन केले जाते. अशाप्रकारे, बल एखाद्या वस्तूच्या गतीची स्थिती बदलू शकते.

गतीची स्थिती

वस्तूच्या गतीची स्थिती तिच्या गती आणि गतीच्या दिशेने वर्णन केली जाते. विश्रांतीची स्थिती ही शून्य गतीची स्थिती मानली जाते. एखादी वस्तू विश्रांतीवर असू शकते किंवा गतीमध्ये असू शकते; दोन्ही तिच्या गतीच्या स्थिती आहेत.

याचा अर्थ असा की, बल प्रयोग केल्याने नेहमीच वस्तूच्या गतीच्या स्थितीत बदल होईल का? चला ते शोधूया.

असे अनेकदा घडते की बल प्रयोग केल्याने गतीच्या स्थितीत बदल होत नाही. उदाहरणार्थ, तुम्ही जास्तीत जास्त बल प्रयुक्त केले तरीही जड पेटी अजिबात हलू शकत नाही. पुन्हा, तुम्ही भिंत ढकलण्याचा प्रयत्न केला तरीही बलाचा कोणताही परिणाम दिसत नाही.

8.5 बल वस्तूचा आकार बदलू शकते

क्रियाकलाप 8.5

सारणी 8.2 च्या स्तंभ 1 मध्ये काही परिस्थिती दिल्या आहेत ज्यामध्ये वस्तू मुक्तपणे हलू शकत नाहीत. सारणीचा स्तंभ 2 प्रत्येक वस्तूवर बल कसे प्रयुक्त केले जाऊ शकते हे सुचवते तर स्तंभ 3 क्रियेची आकृती दर्शवितो. शक्य तितक्या परिस्थितींमध्ये बलाचा परिणाम पाहण्याचा प्रयत्न करा. तुम्ही तुमच्या वातावरणातील उपलब्ध साहित्य वापरून समान परिस्थिती देखील जोडू शकता. सारणीच्या स्तंभ 4 आणि 5 मध्ये तुमची निरीक्षणे नोंदवा.

सारणी 8.2 मध्ये नोंदवलेल्या निरीक्षणांवरून तुम्ही काय निष्कर्ष काढता? तुम्ही तुमच्या हाताच्या पंजांमध्ये दाबून फुगवलेल्या फुग्यावर बल प्रयुक्त केल्यास काय होते? चपाती करण्यासाठी डोईचा गोळा वळवल्यावर त्याचा आकार काय होतो? टेबलावर ठेवलेला रबर बॉल दाबल्यावर काय होते? या सर्व उदाहरणांमध्ये तुम्ही पाहिले की एखाद्या वस्तूवर बल प्रयुक्त केल्याने त्याचा आकार बदलू शकतो.

वरील सर्व क्रियाकलाप केल्यावर, तुम्हाला हे समजले असेल की एक बल

• एखादी वस्तू विश्रांतीवरून हलवू शकते.
• एखादी वस्तू हलत असल्यास तिची गती बदलू शकते.
• एखाद्या वस्तूच्या गतीची दिशा बदलू शकते.
• एखाद्या वस्तूचा आकार बदलू शकते.
• यापैकी काही किंवा सर्व परिणाम घडवून आणू शकते.

बलामुळे यापैकी एक किंवा अधिक परिणाम होऊ शकतात, तथापि हे लक्षात ठेवणे महत्त्वाचे आहे की बलाच्या क्रियेशिवाय यापैकी कोणतीही क्रिया घडू शकत नाही. अशाप्रकारे, एखादी वस्तू स्वतःहून हलू शकत नाही, ती स्वतःहून गती बदलू शकत नाही, ती स्वतःहून दिशा बदलू शकत नाही आणि तिचा आकार स्वतःहून बदलू शकत नाही.

8.6 संपर्क बल

स्नायू बल

टेबलावर पडलेली पुस्तक स्पर्श न करता तुम्ही ढकलू किंवा उचलू शकता का? पाण्याची बादली धरल्याशिवाय तुम्ही उचलू शकता का? सर्वसाधारणपणे, एखाद्या वस्तूवर बल प्रयुक्त करण्यासाठी, तुमचे शरीर त्या वस्तूशी संपर्कात असणे आवश्यक आहे. काठी किंवा दोरीच्या तुकड्याच्या मदतीने देखील संपर्क असू शकतो. जेव्हा आपण शाळेची पेटी सारखी वस्तू ढकलतो किंवा पाण्याची बादली उचलतो, तेव्हा बल कोठून येते? हे बल आपल्या शरीरातील स्नायूंच्या क्रियेमुळे होते. स्नायूंच्या क्रियेमुळे निर्माण होणाऱ्या बलाला स्नायू बल म्हणतात.

आपल्या शरीराची हालचाल किंवा वाकणे समाविष्ट असलेली सर्व क्रिया करण्यासाठी स्नायू बलच सक्षम करते. इयत्ता सातवीत तुम्ही शिकलात की पचन प्रक्रियेत अन्न आहारनलिकेतून ढकलले जाते. हे करणारे स्नायू बल असू शकते का? तुम्हाला हे देखील माहित आहे की श्वासोच्छवासाच्या वेळी फुफ्फुसे फुगतात आणि आकुंचन पावतात. श्वास घेणे शक्य करणारे हे स्नायू कोठे आहेत? आपल्या शरीरातील स्नायूंद्वारे प्रयुक्त केलेल्या बलाची आणखी काही उदाहरणे तुम्ही सांगू शकता का?

प्राणी देखील त्यांच्या शारीरिक क्रिया आणि इतर कार्ये करण्यासाठी स्नायू बलाचा वापर करतात. बैल, घोडे, गाढव आणि उंट यांसारखे प्राणी आपल्यासाठी विविध कार्ये करण्यासाठी वापरले जातात. ही कार्ये करताना ते स्नायू बल वापरतात (आकृती 8.9).

आकृती 8.9 : अनेक कठीण कार्ये करण्यासाठी प्राण्यांच्या स्नायू बलाचा वापर केला जातो

स्नायू बल केवळ एखाद्या वस्तूशी संपर्कात असल्यासच प्रयुक्त केले जाऊ शकते, म्हणून त्याला संपर्क बल असेही म