भारतीय शिक्षा में बदलाव
घर्षण गुणांक क्या है?
घर्षण वह बल है जो एक दूसरे के संपर्क वाली दो वस्तुओं के बीच प्रतिरोध (सापेक्ष गति) के स्तर को दर्शाता है। घर्षण गुणांक दो सतहों के बीच लगने वाले घर्षण के प्रतिरोधी बल और वस्तुओं को धकेलने वाले लंबवत बल (अभिलम्ब प्रतिक्रिया) का अनुपात है। इसे ग्रीक अक्षर म्यू (μ) से दर्शाया जाता है।
गणितीय रूप से, μ = F/N
(F = घर्षण बल, N= अभिलम्ब प्रतिक्रिया)
बल या द्रव्यमान के विपरीत, यह एक विमाहीन राशि है, जिसका अर्थ है कि घर्षण गुणांक की कोई इकाई नहीं होती है।
घर्षण गुणांक के प्रकार
घर्षण गुणांक को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है-गतिज घर्षण गुणांक और स्थैतिक घर्षण गुणांक। गतिज घर्षण गुणांक (अर्थात् गतिशील घर्षण गुणांक या सर्पी घर्षण गुणांक) का अर्थ है कि संपर्क वाली वस्तुएं पहले से ही एक दूसरे के सापेक्ष गति में हैं। इसके विपरीत, स्थैतिक घर्षण गुणांक (प्रारंभिक घर्षण गुणांक) का अर्थ है कि वस्तुएं एक दूसरे के सापेक्ष विराम की स्थिति में हैं।
घर्षण गुणांक की गणना कैसे करें?
घर्षण गुणांक की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
μ = F/N जहाँ, F = घर्षण बल , N = अभिलम्ब प्रतिक्रिया
स्थैतिक घर्षण गुणांक (μ s) की गणना के लिए, हम उपयोग करते हैं:
μ s= FLN जहाँ, FL= सीमांत घर्षण या स्थैतिक घर्षण का अधिकतम मान, N = अभिलम्ब प्रतिक्रिया
जबकि गतिज घर्षण के गुणांक (μ k) की गणना के लिए, हम उपयोग करते हैं
μ k= FkN जहाँ, Fk= गतिज घर्षण, N = अभिलम्ब प्रतिक्रिया सामान्यत:, μ s>μ k
घर्षण गुणांक का सूत्र
घर्षण गुणांक (μ) एक विमाहीन राशि है जो संपर्क में दो सतहों के बीच घर्षण की मात्रा को राशि करता है। घर्षण गुणांक के सूत्र के लिए गणितीय व्यंजक है:
μ = F/N जहां, F = घर्षण बल, N = अभिलम्ब प्रतिक्रिया और घर्षण गुणांक की कोई इकाई नहीं है।
घर्षण गुणांक का प्रयोग
प्रयोग शीर्षक – घर्षण गुणांक ज्ञात करना
प्रयोग विवरण- घर्षण गुणांक की अवधारणा भ्रमित करने वाली हो सकती है, लेकिन चिंता न करें। आइए और इस प्रयोग के माध्यम से समझें कि घर्षण गुणांक क्या है और इसकी गणना कैसे की जाती है।
प्रयोग का उद्देश्य– सीमांत घर्षण बल और अभिलम्ब प्रतिक्रिया के बीच संबंध का अध्ययन करना और एक गतिशील ब्लॉक की सतह और क्षैतिज सतह के बीच घर्षण गुणांक ज्ञात करना।
आवश्यक सामग्री– एक हुक के साथ एक लकड़ी का ब्लॉक, एक लेमिनेटेड टेबलटॉप के साथ एक क्षैतिज तल, एक घर्षण रहित चरखी, स्पिरिट लेवल, स्केल, पैन या पलड़ा, डोरी, कमानीदार तुला, विभिन्न द्रव्यमानों वाला भार बॉक्स।
क्रियाविधि-
1. कमानीदार तुला का निरीक्षण करें और इसका परास और अल्पतमांक ज्ञात करें।
2. कमानीदार तुला का उपयोग करके, दिए गए लकड़ी के ब्लॉक के द्रव्यमान (m) और स्केल पलड़े के द्रव्यमान (M) को मापें।
3. लैमिनेटेड टेबलटॉप लें और इसे क्षैतिज रूप से रखें। स्पिरिट लेवल का उपयोग करके सुनिश्चित करें कि टेबलटॉप की सतह क्षैतिज है, और शीर्ष सतह साफ और सूखी हुई है।
4. टेबलटॉप के किनारे पर एक घर्षण रहित घरनी लगाएँ, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। यदि आवश्यक हो तो घरनी स्नेहित करें।
5. मेज के आकार और ऊंचाई के अनुसार उचित लंबाई की डोरी के एक सिरे को स्केल पलड़े से बांधें और इसके दूसरे सिरे को लकड़ी के गुटके के हुक से बांधें।
6. लकड़ी के गुटके को क्षैतिज तल पर रखकर, रस्सी को घिरनी के ऊपर से गुजारें, जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है। ब्लॉक के हुक के स्तर पर घिरनी की ऊंचाई को समायोजित करके सुनिश्चित करें कि घिरनी और लकड़ी के ब्लॉक के बीच डोरी का हिस्सा क्षैतिज है।
7. किसी भी द्रव्यमान (q) को स्केल पलड़े पर रखें। यह देखने के लिए कि क्या ब्लॉक गति करना शुरू कर देता है, टेबलटॉप को अपनी उंगली से धीरे से टैप करें।
8. पलड़े पर द्रव्यमान (q) तब तक बढ़ाते रहें जब तक कि लकड़ी का गुटका हिलना शुरू न कर दे। प्रेक्षण तालिका में स्केल पैन पर कुल द्रव्यमान नोट करें।
9. लकड़ी के ब्लॉक पर एक अतिरिक्त ज्ञात द्रव्यमान (p) और स्केल पलड़े पर द्रव्यमान (q’) रखें ताकि द्रव्यमान p वाला लकड़ी का ब्लॉक बस फिसलना शुरू कर दे। प्रेक्षण तालिका में p’ और q’ के मान दर्ज करें।
10. p के तीन या चार और मानों के लिए उपरोक्त चरण को दोहराएं और प्रेक्षण तालिका में q के संबंधित मानों को नोट करें। FL और R के बीच ग्राफ बनाने के लिए प्रेक्षणों के कम से कम पांच सेटों की आवश्यकता होती है।
ग्राफ: Y-अक्ष पर सीमांत घर्षण FL और X-अक्ष पर अभिलम्ब बल R लेते हुए, लकड़ी के ब्लॉक और क्षैतिज सतह के बीच सीमांत घर्षण (FL ) और अभिलम्ब बल (R) के बीच एक ग्राफ बनाएं। चिह्नित सभी बिंदुओं को एक सीधी रेखा से जोड़ें, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
सीधी रेखा सभी बिंदुओं से होकर नहीं गुज़र सकती है, जिनमें से कुछ इसके दोनों ओर स्थित हो सकते हैं। यह देखने के लिए कि क्या यह मूल बिंदु से होकर गुजरती है, सीधी रेखा को पीछे की ओर बढ़ाएँ। इस सीधी रेखा की प्रवणता लकड़ी के ब्लॉक और क्षैतिज सतह के बीच सीमांत घर्षण (μL ) गुणांक देती है। जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है, प्रवणता ज्ञात करने के लिए दो बिंदु A और B चुनें, जो सीधी रेखा पर एक दूसरे से बहुत दूर हैं। दो रेखाएँ – एक बिंदु A से होकर जाने वाली X-अक्ष के समानांतर और दूसरी बिंदु B से होकर जाने वाली Y-अक्ष के समानांतर खींचें। मान लें कि इन दोनों रेखाओं का प्रतिच्छेदन बिंदु Z है। सीधी रेखा AB की प्रवणता Lहोगी:
L = FLR = BZAZ
सावधानियां –
- टेबलटॉप की सतह को क्षैतिज और धूल रहित रखें।
- लकड़ी के गुटके और घिरनी को जोड़ने वाली डोरी को क्षैतिज रखें।
- घर्षण को कम करने के लिए घिरनी को स्नेहित करें।
- टेबलटॉप को धीरे से टैप करें।
घर्षण गुणांक पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न –
घर्षण क्या है?
घर्षण वह बल है जो एक ठोस वस्तु को दूसरे पर फिसलने या लुढ़कने से रोकता है।
घर्षण का कारण क्या है?
घर्षण के निम्नलिखित कारण हैं:
A. पिंड की सतहों के बीच आसंजन
B. सतह खुरदरापन
C. पिंड विरूपण
घर्षण गुणांक किन कारकों पर निर्भर करता है?
घर्षण गुणांक कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे सतहों की प्रकृति, स्नेहक या दूषित पदार्थों की उपस्थिति या अनुपस्थिति, सतहों पर लगाया गया बल और सतहों का कोण।
पिंड का भार दोगुना होने से घर्षण के गुणांक पर क्या प्रभाव पड़ता है?
घर्षण गुणांक वही रहेगा, क्योंकि यह केवल सतह की प्रकृति पर निर्भर करता है।
क्या घर्षण गुणांक 1 से अधिक होना संभव है?
नहीं, घर्षण गुणांक का मान कभी भी 1 से अधिक नहीं हो सकता।
घर्षण गुणांक सूत्र क्या है?
घर्षण सूत्र का गुणांक μ = F/N है, जहां μ घर्षण गुणांक को निरुपित करता है, F किसी सतह पर किसी वस्तु को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक घर्षण बल है, और N संपर्क में दो सतहों के बीच कार्यरत अभिलम्ब प्रतिक्रिया है।
