जड़त्व तथा गतिमान

Inertia and Mass

जड़त्व

जड़त्व किसी वस्तु की गति की स्थिति में परिवर्तन का विरोध करने की प्रवृत्ति है। यह पदार्थ का एक गुण है जो बताता है कि बाहरी ताकतों के अधीन होने पर कोई वस्तु कैसा व्यवहार करेगी।

मुख्य बिंदु

   विश्राम या गति में रहने की प्रवृत्ति

जड़ता का अर्थ है कि यदि कोई वस्तु आरंभ में विश्राम में है तो वह विश्राम में रहेगी, और यदि वह आरंभ में गति में है तो वह स्थिर वेग (गति और दिशा) से चलती रहेगी। यह व्यवहार गति के प्रथम नियम के अनुरूप है, जिसे जड़ता के नियम के रूप में भी जाना जाता है।

   द्रव्यमान का प्रभाव

जड़ता का सीधा संबंध किसी वस्तु के द्रव्यमान से होता है। अधिक द्रव्यमान वाली वस्तुओं में जड़त्व अधिक होता है, जिसका अर्थ है कि वे गति में परिवर्तन के प्रति अधिक प्रतिरोधी होती हैं। कम द्रव्यमान वाली वस्तुओं में जड़ता कम होती है और गति करना आसान होता है।

   गणितीय समीकरण

वह गणितीय समीकरण जो बल ($F$), द्रव्यमान ($m$), और त्वरण ($a$) से संबंधित है, न्यूटन के गति के दूसरे नियम के रूप में जाना जाता है:

   $F=m\;a$

       $F$ वस्तु पर लगाए गए बल को दर्शाता है (न्यूटन, $N$ में)।

       $m$ वस्तु का द्रव्यमान है (किलोग्राम, $kg$ में)।

       $a$ उत्पन्न त्वरण है (मीटर प्रति सेकंड वर्ग में, ${m}\;{a^{2}}$)।

द्रव्यमान

द्रव्यमान किसी वस्तु में पदार्थ की मात्रा का माप है। यह एक अदिश राशि है और प्रायः इसे किलोग्राम (किग्रा) में मापा जाता है।

मुख्य बिंदु

   द्रव्यमान का अपरिवर्तन

द्रव्यमान किसी वस्तु का आंतरिक गुण है और वस्तु के स्थान या गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र से संबंधित हो कर ही बदलता है। इसका अभिप्राय यह है कि किसी वस्तु का पृथ्वी, चंद्रमा या अंतरिक्ष में समान द्रव्यमान होता है।

   जड़ता पर प्रभाव

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, द्रव्यमान किसी वस्तु की जड़ता को प्रभावित करता है। अधिक द्रव्यमान वाली वस्तुओं में जड़ता अधिक होती है और उनकी गति की स्थिति को तेज करना या बदलना अधिक कठिन होता है।

जड़त्वीय और गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के बीच अंतर दिखाने वाला सरल प्रयोग। यदि धीरे-धीरे खींचा जाए तो ऊपरी धागा टूट जाता है (ए)। यदि तेजी से खींचा जाए तो निचला धागा टूट जाता है (बी)

   द्रव्यमान का मापन

द्रव्यमान को विभिन्न उपकरणों, जैसे तराजू या तराजू का उपयोग करके मापा जा सकता है। अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (एसआई) में द्रव्यमान की मानक इकाई किलोग्राम (किग्रा) है।

द्रव्यमान और भार के बीच अंतर

द्रव्यमान और भार संबंधित लेकिन अलग-अलग अवधारणाएं हैं। द्रव्यमान किसी वस्तु में पदार्थ की मात्रा का माप है, जबकि भार किसी वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण के कारण लगने वाला बल है। वजन समीकरण द्वारा दिया गया है:

   $W$ वजन का प्रतिनिधित्व करता है (न्यूटन, $N$ में)।

   $m$ वस्तु का द्रव्यमान है (किलोग्राम, $kg$ में)।

   $g$ गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है (पृथ्वी पर लगभग $9.8\;{m}/{s^{2}}$)।

संक्षेप में

जड़ता और द्रव्यमान की समझ, भौतिकी में मौलिक ज्ञान है, क्योंकि ये अवधारणाएं यह समझाने में मदद करती हैं कि वस्तुएं बलों पर कैसे प्रतिक्रिया करती हैं और बाहरी प्रभावों के अधीन होने पर वे ऐसा व्यवहार क्यों करती हैं।