गति का द्वितीय नियम

Second Law of Motion

गति का दूसरा नियम, जिसे न्यूटन के दूसरे नियम के रूप में भी जाना जाता है, किसी वस्तु पर लगाए गए बल, वस्तु के द्रव्यमान और वस्तु के परिणामी त्वरण के बीच संबंध का वर्णन करता है। यह बताता है कि किसी बाहरी बल के संपर्क में आने पर किसी वस्तु का वेग कैसे बदलता है।

मुख्य बिंदु

   गणितीय समीकरण

गति का दूसरा नियम आमतौर पर निम्नलिखित गणितीय समीकरण के रूप में व्यक्त किया जाता है:

$F=m\;a$

       $F$ वस्तु पर लगाए गए बल का प्रतिनिधित्व करता है (न्यूटन, $N$ में)।

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

       $a$ बल द्वारा उत्पन्न त्वरण है (मीटर प्रति सेकंड वर्ग में, $m/{s^{2}}$)।

   व्याख्या

यह समीकरण यह बताता है कि किसी वस्तु पर लगाया गया बल वस्तु के द्रव्यमान और परिणामी त्वरण के समानुपाती होता है। दूसरे शब्दों में:

•        यदि आप किसी दिए गए द्रव्यमान वाली वस्तु पर अधिक बल लगाते हैं, तो वह अधिक गति करेगी।
•        यदि आप अलग-अलग द्रव्यमान वाली वस्तुओं पर समान बल लगाते हैं, तो कम द्रव्यमान वाली वस्तु अधिक गति करेगी।

   इकाइयाँ

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ़ यूनिट्स ($SI$) में, बल की इकाई न्यूटन ($N$), द्रव्यमान की इकाई किलोग्राम ($kg$) है, और त्वरण की इकाई मीटर प्रति सेकंड वर्ग ($m/s^{2}$) है।

   बल की दिशा

लगाए गए बल की दिशा त्वरण की दिशा निर्धारित करती है। यदि बल और त्वरण एक ही दिशा में हैं, तो वस्तु की गति बढ़ जाती है। यदि वे विपरीत दिशाओं में हैं, तो वस्तु धीमी हो जाती है या धीमी हो जाती है।

शुद्ध बल

शब्द "शुद्ध बल" का तात्पर्य किसी वस्तु पर लगने वाले कुल बल से है, जो विभिन्न दिशाओं में कार्य करने वाले कई बलों का परिणाम हो सकता है। त्वरण की गणना करते समय दूसरा नियम शुद्ध बल पर विचार करता है।

गणात्मक उदाहरण

यदि आप $5$ किलोग्राम के बक्से को $10$ न्यूटन के बल से दाईं ओर धकेलते हैं, तो बक्से के त्वरण की गणना दूसरे नियम का उपयोग करके की जा सकती है:

$F=m\;a$

एक झुकावदार सतह पर एक ब्लॉक के लिए एक मुक्त शरीर (फ्री बॉडी)आरेख, ब्लॉक के लंबवत सामान्य बल (N), गुरुत्वाकर्षण के नीचे की ओर बल (mg), और ब्लॉक की दिशा में एक बल F को दर्शाता है जिसे उदाहरण के लिए , एक स्ट्रिंग द्वारा, लागू किया हुआ माना जा सकता है।

$10\;N=(5\;kg)\cdot a$

$a$ के लिए समाधान:

$a={\frac {10N}{5\;kg}}=2\;m/{s^{2}},$

तो, बॉक्स $2\;m/{s^{2}},$ पर दाईं ओर गति करेगा।

चित्रण द्वारा उदाहरण

कॉन्सर्ट (एकल अथवा समूह नाच) में अभिनय करने वाले/वाली पर लागू बलों का एक सामान्य दृश्य प्रतिनिधित्व मुक्त शरीर( फ्री बॉडी ) आरेख है, जो योजनाबद्ध रूप से रुचि के शरीर और बाहरी प्रभावों द्वारा उस पर लागू बलों को चित्रित करता है। उदाहरण के लिए, एक झुके हुए विमान पर बैठे एक ब्लॉक का एक मुक्त शरीर (फ्री बॉडी ) आरेख गुरुत्वाकर्षण बल, "सामान्य" बल, घर्षण और स्ट्रिंग तनाव के संयोजन को चित्रित कर सकता है।

संक्षेप में

गति के दूसरे नियम को समझना मौलिक है क्योंकि यह हमें वस्तुओं पर लागू बलों को उनकी परिणामी गति से जोड़ने में मदद करता है। यह यह समझने के लिए एक गणितीय ढांचा प्रदान करता है कि बाहरी ताकतों की प्रतिक्रिया में वस्तुएं कैसे तेज होती हैं, जो भौतिकी और इंजीनियरिंग के विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है।