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प्रत्यास्थ बल और स्प्रिंग तराज़ू

स्प्रिंग को खींचने, दबाने या मोड़ने पर वह वापस खींचती या धकेलती है। यही वापस खींचने वाला बल प्रत्यास्थ बल है। प्रत्यास्थ सीमा के भीतर खिंचाव बल के अनुसार बढ़ता है (भार दोगुना तो खिंचाव दोगुना) और छोड़ने पर स्प्रिंग अपनी पुरानी लंबाई पर लौट आती है। स्प्रिंग तराज़ू इसी से बल न्यूटन में मापता है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. एक स्प्रिंग स्टैंड से लटकी है। कुछ बँधा नहीं है, इसलिए उसकी लंबाई सामान्य है। लाल सूचक स्केल पर शून्य पर है।
  2. 1 N का भार लटकाइए। स्प्रिंग 8 cm खिंच गई। तीरों को देखिए: भार नीचे खींचता है और स्प्रिंग उतना ही ऊपर खींचती है। यही वापस खींचना प्रत्यास्थ बल है।
  3. 2 N लटकाइए। खिंचाव दोगुना होकर 16 cm हो गया। भार दोगुना तो खिंचाव दोगुना।
  4. भार हटा दीजिए। स्प्रिंग अपनी पुरानी लंबाई पर लौट आई। यानी वह प्रत्यास्थ है।
  5. बहुत ज़्यादा भार (3.5 N) लटकाइए, सीमा के पार। स्प्रिंग बहुत खिंची और भार हटाने पर भी लंबी रह गई। वह खराब हो गई।
  6. अपने आप खेलिए। बाट एक-एक करके जोड़िए और स्केल पढ़िए। फिर से शुरू करने के लिए "नई स्प्रिंग" दबाइए। स्प्रिंग को बचाने के लिए 2.5 N से नीचे रहिए।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

भार न हो तो सूचक शून्य पर क्यों है?

शून्य स्प्रिंग की सामान्य लंबाई है। सारा खिंचाव वहीं से गिना जाता है।

भार नीचे खींचे तो स्प्रिंग ऊपर क्यों खींचती है?

खिंची स्प्रिंग वापस जाना चाहती है। उसका वापस खींचना ही प्रत्यास्थ बल है। स्थिर होने पर यह भार के बराबर होता है।

भार दोगुना करूँ तो खिंचाव का क्या होगा?

खिंचाव भी दोगुना होगा, जब तक स्प्रिंग अपनी प्रत्यास्थ सीमा के भीतर है।

क्या स्प्रिंग हमेशा सामान्य लंबाई पर लौटती है?

हाँ, जब तक आप प्रत्यास्थ सीमा के भीतर रहें। तब वह शून्य पर लौट आती है।

बहुत ज़्यादा भार लटका दूँ तो?

सीमा के पार स्प्रिंग पूरी नहीं लौटती। वह लंबी रह जाती है और उसके पाठ्यांक भरोसेमंद नहीं रहते।

प्रत्यास्थ विरूपण

बल से वस्तु का आकार बदल सकता है। स्प्रिंग को खींचो तो वह लंबी हो जाती है। स्पंज को दबाओ तो वह छोटा हो जाता है। आकार के इस बदलाव को विरूपण कहते हैं।

अगर बल हटाने पर वस्तु अपने पुराने आकार में लौट आए तो वह प्रत्यास्थ है। स्प्रिंग, रबर बैंड और स्टील की पट्टी प्रत्यास्थ हैं। मिट्टी और आटा नहीं हैं: वे नया आकार बनाए रखते हैं। इसे सुघट्य (प्लास्टिक) व्यवहार कहते हैं।

प्रत्यास्थ बल

खिंची हुई स्प्रिंग खींचने वाली चीज़ को वापस खींचती है। दबी हुई स्प्रिंग वापस धकेलती है। यही प्रत्यास्थ बल है। यह हमेशा स्प्रिंग को उसकी सामान्य लंबाई की ओर लाने की कोशिश करता है।

खिंचाव जितना बड़ा, प्रत्यास्थ बल उतना बड़ा। जब कोई भार स्प्रिंग पर स्थिर लटका हो, तो ऊपर का प्रत्यास्थ बल नीचे के भार के बराबर होता है। यानी दोनों बल संतुलित हैं।

और उदाहरण: ट्रेम्पोलिन का धक्का, मुड़ा हुआ धनुष तीर को धकेलता है, गद्दे की स्प्रिंग।

खिंचाव और भार, और प्रत्यास्थ सीमा

1 इकाई भार लटकाइए: स्प्रिंग कुछ खिंचती है। 2 इकाई: उससे दोगुनी खिंचती है। यानी खिंचाव भार के अनुक्रमानुपाती है। यही हुक के नियम का विचार है: F = k × x, जहाँ x खिंचाव है और k बताता है कि स्प्रिंग कितनी कड़ी है।

यह एक हद तक ही सही है, जिसे प्रत्यास्थ सीमा कहते हैं। इससे ज़्यादा खींचें तो स्प्रिंग पूरी नहीं लौटती। वह लंबी रह जाती है या टूट भी जाती है। स्प्रिंग तराज़ू पर अधिकतम पाठ्यांक इसीलिए होता है।

स्प्रिंग तराज़ू

स्प्रिंग तराज़ू में एक स्प्रिंग, एक हुक और एक पैमाना होता है। स्प्रिंग खिंचने पर सूचक पैमाने पर चलता है। निशान बराबर दूरी पर बने होते हैं, क्योंकि बराबर भार से बराबर खिंचाव होता है। यह बल को न्यूटन (N) में मापता है, इसलिए कुछ लटकाने पर यह भार मापता है।

  1. उसे सीधा पकड़िए और देखिए कि सूचक शून्य पर है। न हो तो पहले ठीक कीजिए (शून्य त्रुटि)।
  2. वस्तु को धीरे से लटकाइए। झटका मत दीजिए।
  3. सूचक के रुकने का इंतज़ार कीजिए। आँख की सीध में पैमाना पढ़िए।

करके देखिए

एक रबर बैंड और छोटी थैली में कुछ एक जैसे सिक्के लीजिए। थैली को बैंड से लटकाइए, पास में स्केल रखिए और 1, 2, 3 थैलियों के सिक्कों से खिंचाव नापिए। 4 थैलियों का खिंचाव जाँचने से पहले अनुमान लगाइए। ऊपर 3D में भी यही कीजिए, फिर ज़्यादा खींचकर देखिए कि भार हटाने पर क्या होता है।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. 1 N के भार से एक स्प्रिंग 4 cm खिंचती है। 3 N से वह कितनी खिंचेगी? (सीमा के भीतर)

खिंचाव भार के अनुपात में है। 3 N, 1 N का 3 गुना है, इसलिए खिंचाव = 3 × 4 = 12 cm।

2. 2 N भार से स्प्रिंग 6 cm खिंचती है। 15 cm खिंचाव के लिए कितना भार चाहिए?

हर 1 N पर 3 cm। 15 cm के लिए भार = 15 / 3 = 5 N।

3. एक थैला स्प्रिंग तराज़ू पर स्थिर लटका है और पाठ्यांक 12 N है। थैले पर स्प्रिंग का प्रत्यास्थ बल कितना है और किस दिशा में?

थैला स्थिर है, इसलिए बल संतुलित हैं। प्रत्यास्थ बल = 12 N, ऊपर की ओर।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. खिंची स्प्रिंग जिस बल से वापस खींचती है, उसे कहते हैं:
2. 1 N से स्प्रिंग 5 cm खिंचती है। 2 N से (सीमा के भीतर) वह खिंचेगी:
3. प्रत्यास्थ सीमा के बाद स्प्रिंग:
4. स्प्रिंग तराज़ू मापता है:
5. कौन-सी वस्तु प्रत्यास्थ है?

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रत्यास्थ बल आसान शब्दों में क्या है?

यह खिंची या दबी वस्तु का वापस खींचना (या धकेलना) है, जो अपना पुराना आकार पाना चाहती है।

स्प्रिंग तराज़ू कैसे काम करता है?

वस्तु स्प्रिंग को खींचती है। स्प्रिंग खिंचाव के अनुपात में खिंचती है और पैमाने पर सूचक उस खिंचाव को न्यूटन में बल के रूप में दिखाता है।

प्रत्यास्थ सीमा क्या है?

यह वह सबसे बड़ा खिंचाव है जिस तक स्प्रिंग अपनी असली लंबाई पर लौट आती है। उसके बाद बदलाव स्थायी हो जाता है।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

चीन八年级(初二)Ch.7 Force

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