विषय

• कदम
• विधि 1: 2 में से: निकायों की सतहों को रगड़ना
• विधि २ का २: ललाट प्रतिरोध
• टिप्स

क्या आपने कभी सोचा है कि आपस में रगड़ने से आपके हाथ गर्म क्यों हो जाते हैं या लकड़ी के दो टुकड़ों को रगड़ कर आप आग क्यों बना सकते हैं? जवाब है घर्षण! जब दो पिंड एक दूसरे के सापेक्ष गति करते हैं, तो एक घर्षण बल प्रकट होता है जो इस तरह की गति को रोकता है।घर्षण से ऊर्जा गर्मी, हाथों को गर्म करने, आग लगने आदि के रूप में मुक्त हो सकती है। जितना अधिक घर्षण, उतनी ही अधिक ऊर्जा मुक्त होती है, इसलिए एक यांत्रिक प्रणाली में गतिमान भागों के बीच घर्षण को बढ़ाकर, आपको बहुत अधिक गर्मी मिलेगी!

कदम

विधि 1: 2 में से: निकायों की सतहों को रगड़ना

1. 1 जब दो पिंड एक दूसरे के सापेक्ष गति करते हैं, तो निम्नलिखित तीन प्रक्रियाएं हो सकती हैं: निकायों की सतह पर अनियमितताएं एक दूसरे के सापेक्ष निकायों की गति में बाधा डालती हैं; इस तरह के आंदोलन के परिणामस्वरूप शरीर की एक या दोनों सतह विकृत हो सकती हैं; प्रत्येक सतह के परमाणु एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं। ये सभी प्रक्रियाएं घर्षण की घटना में शामिल हैं। इसलिए, घर्षण बढ़ाने के लिए, एक अपघर्षक सतह (जैसे सैंडपेपर), एक विकृत सतह (जैसे रबर), या एक ऐसी सतह जिसमें चिपकने वाले गुण हों (जैसे चिपचिपा) वाले निकायों का चयन करें।
   • घर्षण बढ़ाने के लिए सामग्री चुनने के बारे में अधिक जानकारी के लिए ट्यूटोरियल या ऑनलाइन संसाधन देखें। सामान्य सामग्रियों के लिए, आप उनके घर्षण के गुणांक (एक सामग्री को दूसरे की सतह पर स्लाइड करने या स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल की मात्रात्मक विशेषता) पा सकते हैं। कुछ सामग्रियों के घर्षण गुणांक नीचे सूचीबद्ध हैं (गुणांक जितना अधिक होगा, घर्षण उतना ही अधिक होगा):
   • एल्युमिनियम से एल्युमिनियम: 0.34
   • लकड़ी से लकड़ी: 0.129
   • रबड़ के ऊपर सूखा कंक्रीट: 0.6-0.85
   • रबर पर गीला कंक्रीट: 0.45-0.75
   • बर्फ पर बर्फ: 0.01
2. 2 घर्षण बढ़ाने के लिए पिंडों को एक दूसरे के करीब दबाएं, क्योंकि घर्षण बल रगड़ने वाले शरीर पर कार्य करने वाले बल के समानुपाती होता है (बल एक दूसरे के सापेक्ष पिंडों की गति की दिशा में लंबवत निर्देशित होता है)।
   • कार में डिस्क ब्रेक के बारे में सोचें। जितना अधिक आप ब्रेक पेडल को दबाते हैं, उतना ही अधिक ब्रेक पैड को व्हील रिम के खिलाफ दबाया जाता है, उतना ही अधिक घर्षण होता है, और कार जितनी तेज़ी से रुकती है। लेकिन घर्षण जितना मजबूत होता है, उतनी ही अधिक गर्मी निकलती है, इसलिए ब्रेक लगाने पर ब्रेक पैड बहुत गर्म हो जाते हैं।
3. 3 यदि एक शरीर गति में है, तो उसे रोक दें। अब तक, हमने स्लाइडिंग घर्षण पर विचार किया है जो तब होता है जब पिंड एक दूसरे के सापेक्ष गति करते हैं। फिसलने वाला घर्षण स्थैतिक घर्षण से बहुत कम होता है, अर्थात वह बल जिसे दो संपर्क निकायों को गति में स्थापित करने के लिए दूर किया जाना चाहिए। इसलिए, किसी भारी वस्तु को पहले से ही गतिमान होने पर उसे नियंत्रित करने की तुलना में स्थानांतरित करना अधिक कठिन होता है।
   • फिसलने वाले घर्षण और स्थैतिक घर्षण के बीच अंतर को समझने के लिए एक सरल प्रयोग करें। अपनी कुर्सी को एक चिकने फर्श पर रखें (गलीचा नहीं)। सुनिश्चित करें कि फिसलने से रोकने के लिए कुर्सी के पैरों पर कोई रबर या अन्य पैड नहीं हैं। इसे स्थानांतरित करने के लिए कुर्सी को धक्का दें। आप देखेंगे कि एक बार कुर्सी गति में है, तो आपके लिए इसे धक्का देना आसान हो जाता है क्योंकि कुर्सी और फर्श के बीच फिसलने वाला घर्षण आराम करने वाले घर्षण से कम होता है।
4. 4 घर्षण बढ़ाने के लिए दो सतहों के बीच के ग्रीस से छुटकारा पाएं। स्नेहक (तेल, पेट्रोलियम जेली, आदि) रगड़ने वाले पिंडों के बीच घर्षण बल को काफी कम कर देते हैं, क्योंकि ठोस और तरल के बीच घर्षण के गुणांक की तुलना में ठोस पदार्थों के बीच घर्षण का गुणांक बहुत अधिक होता है।
   • एक साधारण प्रयोग करें। सूखे हाथों को आपस में रगड़ें और आप देखेंगे कि उनका तापमान बढ़ गया है (वे गर्म हैं)। अब अपने हाथों को गीला करके फिर से रगड़ें। अब न केवल आपके लिए अपने हाथों को आपस में रगड़ना आसान है, बल्कि वे कम (या धीमी) गर्मी भी करते हैं।
5. 5 रोलिंग घर्षण से छुटकारा पाने के लिए बीयरिंग, पहियों और अन्य रोलिंग निकायों से छुटकारा पाएं और स्लाइडिंग घर्षण प्राप्त करें जो पहले की तुलना में बहुत अधिक है (इसलिए एक शरीर को दूसरे के सापेक्ष रोल करना इसे धक्का/खींचने से आसान है)।
   • उदाहरण के लिए, कल्पना करें कि आप समान द्रव्यमान के पिंडों को स्लेज और पहिए वाली गाड़ी में रखते हैं। स्लेज (स्लाइडिंग घर्षण) की तुलना में पहियों वाली गाड़ी को स्थानांतरित करना (रोलिंग घर्षण) बहुत आसान है।
6. 6 घर्षण बल को बढ़ाने के लिए द्रव की श्यानता बढ़ाएँ। घर्षण न केवल ठोस चलते समय होता है, बल्कि तरल पदार्थ और गैसों (क्रमशः पानी और हवा) में भी होता है। एक तरल और एक ठोस के बीच घर्षण कई कारकों पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, तरल की चिपचिपाहट - तरल की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, घर्षण बल उतना ही अधिक होगा।
   • उदाहरण के लिए, कल्पना कीजिए कि आप एक भूसे के माध्यम से पानी और शहद पी रहे हैं। कम चिपचिपाहट वाला पानी आसानी से एक भूसे से गुजर जाएगा, लेकिन शहद, जिसमें उच्च चिपचिपापन होता है, शायद ही एक भूसे से गुज़रता है (क्योंकि शहद भूसे की दीवारों के खिलाफ अधिक रगड़ता है)।

विधि २ का २: ललाट प्रतिरोध

1. 1 अपने शरीर की सतह क्षेत्र बढ़ाएँ। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, जब ठोस तरल पदार्थ और गैसों में चलते हैं, तो एक घर्षण बल भी उत्पन्न होता है। द्रव और गैसों में पिंडों की गति को रोकने वाले बल को ललाट प्रतिरोध कहा जाता है (कभी-कभी इसे वायु प्रतिरोध या जल प्रतिरोध कहा जाता है)। ललाट प्रतिरोध शरीर की सतह क्षेत्र में वृद्धि के साथ अधिक होता है, जो तरल या गैस के माध्यम से शरीर की गति की दिशा के लंबवत निर्देशित होता है।
   • उदाहरण के लिए, 1 ग्राम वजन की एक गोली और एक ही वजन के कागज की एक शीट लें और उन्हें एक ही समय में छोड़ दें। अनाज तुरंत फर्श पर गिर जाएगा, और कागज की शीट धीरे-धीरे नीचे गिर जाएगी। यहाँ ड्रैग का सिद्धांत बस दिखाई देता है - कागज का सतह क्षेत्र एक गोली की तुलना में बहुत बड़ा है, इसलिए हवा का प्रतिरोध अधिक होता है और कागज अधिक धीरे-धीरे फर्श पर गिरता है।
2. 2 उच्च ड्रैग गुणांक वाली बॉडी शेप का उपयोग करें। आंदोलन के लंबवत निर्देशित शरीर की सतह के क्षेत्र से, केवल सामान्य शब्दों में ललाट प्रतिरोध के बारे में न्याय करना संभव है। विभिन्न आकृतियों के पिंड तरल पदार्थ और गैसों के साथ अलग-अलग तरीकों से बातचीत करते हैं (जब पिंड गैस या तरल के माध्यम से चलते हैं)। उदाहरण के लिए, एक गोल सपाट प्लेट में गोल गेंद के आकार की प्लेट की तुलना में अधिक खिंचाव होता है। विभिन्न आकृतियों के पिंडों के ड्रैग को दर्शाने वाले मान को ड्रैग गुणांक कहा जाता है।
   • उदाहरण के लिए, एक हवाई जहाज के पंख पर विचार करें। हवाई जहाज के पंख के आकार को एयरफ़ॉइल कहा जाता है। यह कम ड्रैग गुणांक (लगभग 0.45) के साथ एक चिकना, संकीर्ण और गोल आकार है। दूसरी ओर, कल्पना कीजिए कि एक हवाई जहाज का पंख एक वर्ग, आयताकार प्रिज्म के आकार का है। ऐसे पंखों के लिए, ड्रैग बहुत बड़ा होगा (यह सच है, क्योंकि एक वर्ग आयताकार प्रिज्म का ड्रैग गुणांक 1.14 है)।
3. 3 कम सुव्यवस्थित निकायों का प्रयोग करें। एक नियम के रूप में, बड़े घन निकायों में उच्च खिंचाव होता है। ऐसे निकायों में आयताकार कोने होते हैं और अंत की ओर नहीं झुकते हैं। दूसरी ओर, सुव्यवस्थित निकायों में गोल किनारे होते हैं और आमतौर पर अंत की ओर टेपर होते हैं।
   • उदाहरण के लिए, एक आधुनिक कार और कई दशक पहले बनी कार की तुलना करें। पुरानी कारें चौकोर थीं, जबकि आधुनिक कारों में कई चिकने कर्व होते हैं। इसलिए, आधुनिक कारों में कम खिंचाव होता है और इसके लिए कम इंजन शक्ति की आवश्यकता होती है (जिससे ईंधन की बचत होती है)।
4. 4 छेद के बिना निकायों का प्रयोग करें। शरीर में कोई भी छेद हवा या पानी को छेद के माध्यम से बहने की अनुमति देकर ड्रैग को कम करता है (छेद शरीर की सतह के क्षेत्र को गति के लंबवत कम करते हैं)। छेद जितना बड़ा होगा, ड्रैग उतना ही कम होगा। यही कारण है कि पैराशूट, जो बहुत अधिक ड्रैग (गिरने की गति को धीमा करने के लिए) बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, टिकाऊ, हल्के रेशम या नायलॉन से बने होते हैं, धुंध से नहीं।
   • उदाहरण के लिए, आप पैडल में कई छेद ड्रिल करके अपने पिंग-पोंग पैडल की गति बढ़ा सकते हैं (पैडल के सतह क्षेत्र को कम करने और ड्रैग को कम करने के लिए)।
5. 5 ड्रैग बढ़ाने के लिए शरीर की गति बढ़ाएं (यह किसी भी आकार और सामग्री के निकायों के लिए सच है)। किसी वस्तु की गति जितनी अधिक होगी, तरल या गैस का आयतन उतना ही अधिक होगा और उसे जितना अधिक खींचना होगा। बहुत तेज गति से चलने वाले निकायों को जबरदस्त खिंचाव का अनुभव होता है, इसलिए उन्हें सुव्यवस्थित किया जाना चाहिए; अन्यथा, प्रतिरोध का बल उन्हें नष्ट कर देगा।
   • उदाहरण के लिए, लॉकहीड SR-71 पर विचार करें, जो शीत युद्ध के दौरान निर्मित एक प्रायोगिक टोही विमान है। यह विमान एम = 3.2 की उच्च गति से उड़ सकता था और, इसके सुव्यवस्थित आकार के बावजूद, भारी ड्रैग का अनुभव किया (इतना महान कि धातु जिससे विमान के धड़ को घर्षण के कारण गर्म होने पर विस्तारित किया गया था)।

टिप्स

• याद रखें कि घर्षण गर्मी के रूप में बहुत सारी ऊर्जा छोड़ता है। उदाहरण के लिए, ब्रेक लगाने के तुरंत बाद कार के ब्रेक पैड को न छुएं!
• ध्यान रखें कि उच्च प्रतिरोध बल किसी तरल पदार्थ में गतिमान शरीर के विनाश का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि एक नाव यात्रा के दौरान आप पानी में प्लाईवुड का एक टुकड़ा डालते हैं (ताकि इसकी सतह नाव की गति के लंबवत हो), तो सबसे अधिक संभावना है कि प्लाईवुड टूट जाएगा।