गति में द्रव्यमान का एक माप मोमेंटम है। जो भी वस्तु घूम रही है उसकी गति है। न्यूटन द्वारा परिभाषित के रूप में, एक वस्तु (पी) की गति वस्तु के द्रव्यमान (एम) और वेग (वी) का उत्पाद है। भौतिकी में, किसी वस्तु का संवेग द्रव्यमान के वेग के बराबर होता है।
आमतौर पर, गति "पी" अक्षर का उपयोग करके संक्षिप्त होती है, जिससे समीकरण ऐसा दिखता है:
जहाँ p गति है, m द्रव्यमान है और v वेग है
इस समीकरण से, हम देख सकते हैं कि वस्तु और द्रव्यमान के वेग का गति की मात्रा पर समान प्रभाव पड़ता है।
हमारे पास अधिक गति है जब हम चल रहे हैं जब हम चल रहे हैं। इसी तरह, यदि कोई कार और साइकिल सड़क पर समान वेग से नीचे की ओर जा रही है, तो कार की गति अधिक होगी (इसके उच्च द्रव्यमान के कारण)।
मोमेंटम को वह शक्ति माना जा सकता है जब कोई वस्तु चलती है, जो यह कहती है कि किसी अन्य वस्तु पर कितना बल हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक बॉलिंग बॉल (बड़े द्रव्यमान) को बहुत धीरे-धीरे (कम वेग) धकेल दिया जाता है, एक कांच के दरवाजे से टकरा सकता है और इसे नहीं तोड़ सकता है, जबकि एक बेसबॉल (छोटा द्रव्यमान) को तेज (उच्च वेग) फेंका जा सकता है और उसी खिड़की को तोड़ सकता है। बेसबॉल में बॉलिंग बॉल की तुलना में अधिक गति होती है। क्योंकि संवेग द्रव्यमान का गुणनफल है और वेग किसी वस्तु की गति को प्रभावित करता है। जैसा कि दिखाया गया है, बड़े द्रव्यमान और कम वेग वाली वस्तु में एक छोटे द्रव्यमान और बड़े वेग के साथ एक ही गति हो सकती है। एक गोली एक और उदाहरण है जहां असाधारण वेग के कारण गति बहुत अधिक है।
मोमेंटम एक वेक्टर मात्रा है। एक वेक्टर मात्रा एक मात्रा है जो पूरी तरह से परिमाण और दिशा दोनों द्वारा वर्णित है। 5 किग्रा बॉलिंग बॉल की गति को पूरी तरह से 2m / s पर पश्चिम की ओर बढ़ने का वर्णन करने के लिए, हमें दोनों परिमाण और बॉलिंग बॉल की दिशा के बारे में जानकारी शामिल करनी चाहिए। यह कहना पर्याप्त नहीं है कि गेंद की गति 10 किग्रा मी / एस है; गेंद की गति का पूरी तरह से वर्णन नहीं किया जाता है जब तक कि उसकी दिशा के बारे में जानकारी नहीं दी जाती है। संवेग वेक्टर की दिशा गेंद के वेग की दिशा के समान होती है। वेग वेक्टर की दिशा उस दिशा के समान होती है जो किसी ऑब्जेक्ट को घुमा रहा है। अगर बॉलिंग बॉल पश्चिम की ओर बढ़ रही है, तो इसकी गति को पूरी तरह से यह कहकर वर्णित किया जा सकता है कि यह 10 किलो मीटर / सेकंड पश्चिम की ओर है। एक वेक्टर मात्रा के रूप में, किसी वस्तु की गति पूरी तरह से परिमाण और दिशा दोनों द्वारा वर्णित है। गति की दिशा एक तीर या वेक्टर द्वारा दिखाई जाती है।
गति की इकाई किलो एम / एस (किलोग्राम मीटर प्रति सेकंड) या एन एस (न्यूटन सेकंड) है।
आवेग - आवेग एक नई शक्ति के कारण गति में परिवर्तन है; यह बल बल की दिशा के आधार पर गति को बढ़ाएगा या घटाएगा; उस वस्तु से दूर या दूर जो पहले चल रही थी। यदि नया बल (N) वस्तु की गति (x) की दिशा में जा रहा है, तो x की गति बढ़ जाएगी; इसलिए यदि N विपरीत दिशा में ऑब्जेक्ट x की ओर जा रहा है, तो x धीमा हो जाएगा और इसकी गति कम हो जाएगी।
संवेग के संरक्षण को समझने में संवेग की दिशा महत्वपूर्ण है। एक सिस्टम में मोमेंटम को वेक्टर जोड़ के साथ जोड़ा जाता है। वेक्टर जोड़ के नियमों के तहत, एक निश्चित मात्रा में गति के साथ एक ही राशि को विपरीत दिशा में जोड़ने पर शून्य की कुल गति मिलती है। उदाहरण के लिए, जब बंदूक से गोली चलाई जाती है, तो एक छोटा द्रव्यमान (गोली) एक दिशा में तेज गति से चलती है। एक बड़ा द्रव्यमान (बंदूक) बहुत धीमी गति से विपरीत दिशा में चलता है। एक बंदूक की पुनरावृत्ति गति के संरक्षण के कारण होती है। बंदूक अपने बड़े पैमाने पर होने की वजह से गोली की तुलना में कम वेग से चलती है। गोली की गति और बंदूक की गति आकार में बराबर लेकिन दिशा में विपरीत होती है। बंदूक की गति में बुलेट की गति को जोड़ने के लिए वेक्टर के अतिरिक्त का उपयोग करना (आकार में बराबर लेकिन दिशा में विपरीत) शून्य की कुल प्रणाली गति देता है। बंदूक की गोली प्रणाली की गति को संरक्षित किया गया है।
जब दो वस्तुएं एक-दूसरे से टकराती हैं, तो इसे टकराव कहा जाता है। भौतिकी में, एक टक्कर में एक दुर्घटना शामिल नहीं होती है (जैसे दो कारें एक दूसरे में दुर्घटनाग्रस्त हो जाती हैं), लेकिन कोई भी घटना हो सकती है जहां दो या दो से अधिक चलती हुई वस्तुएं थोड़े समय के लिए एक दूसरे पर बल डालती हैं।
टकराव दो प्रकार के होते हैं- इलास्टिक और इनलेस्टिक
एक लोचदार टकराव वह है जिसमें कोई गतिज ऊर्जा खो जाती है। लोचदार टकराव तब होता है जब दो ऑब्जेक्ट टकराते हैं "अलग"।
एक अयोग्य टकराव वह है जिसमें टकराने वाले पिंडों की गतिज ऊर्जा में से कुछ खो जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है जैसे कि गर्मी या ध्वनि। जब दो वस्तुएं टकराती हैं और एक-दूसरे से दूर नहीं उछलती हैं, तो इनलैस्टिक टकराव होता है।
उदाहरण:
भौतिकी में एक महत्वपूर्ण सिद्धांत संवेग के संरक्षण का नियम है। यह कानून बताता है कि जब दो ऑब्जेक्ट टकराते हैं तो क्या होता है। कानून कहता है कि जब दो वस्तुएं एक बंद प्रणाली में टकराती हैं, तो टकराव से पहले दो वस्तुओं की कुल गति टकराव के बाद दोनों वस्तुओं की कुल गति के समान होती है। प्रत्येक वस्तु की गति में बदलाव हो सकता है, लेकिन कुल गति समान होनी चाहिए।
उदाहरण के लिए, यदि 10 किलो के द्रव्यमान वाली लाल गेंद 5 मी / सेकंड की गति से पूर्व की ओर यात्रा कर रही है और 10 मीटर / सेकंड की गति से पश्चिम की ओर 20 किलो के द्रव्यमान के साथ नीली गेंद से टकराती है, तो परिणाम क्या होता है ?
पहले हम टकराव से पहले प्रत्येक गेंद की गति की पहचान करते हैं:
लाल गेंद = 10 किग्रा * 5 मी / से = 50 किग्रा मी / पूर्व
ब्लू बॉल = 20 किग्रा * 10 मीटर / एस = 200 किलोग्राम एम / एस पश्चिम
परिणामी गति दोनों गोले = 150 किग्रा मी / से पश्चिम होगी
नोट: किसी वस्तु के खड़े होने की गति अभी भी 0 किग्रा मी / से है।
जिस गति की हमने ऊपर चर्चा की वह काफी हद तक रैखिक गति है। यह गति के बारे में हमारी समझ के अनुरूप है - एक बड़ी, तेज गति वाली वस्तु में एक छोटी, धीमी वस्तु की तुलना में अधिक गति होती है। रैखिक गति को p = mv के रूप में व्यक्त किया जाता है
रेखीय संवेग के संरक्षण सिद्धांत के अनुसार, बाहरी शक्तियों की अनुपस्थिति में, एक प्रणाली की कुल गति नहीं बदलती है। व्यक्तिगत घटकों की गति, और आमतौर पर, बदल सकती है, लेकिन सिस्टम की कुल गति स्थिर रहती है।
लेकिन एक सर्कल में घूमने वाली वस्तुओं के बारे में क्या? यह पता चला है कि हम एक ही तरह से कोणीय गति की कल्पना नहीं कर सकते हैं। कोणीय गति एक वस्तु की गति है जो या तो घूर्णन कर रही है या एक परिपत्र गति में है और जड़ता और कोणीय वेग के क्षण के उत्पाद के बराबर है। कोणीय गति को प्रति सेकंड किलोग्राम वर्ग मीटर में मापा जाता है।
एक घूमने वाले शरीर में जड़ता होती है, जिसे जड़ता का क्षण कहा जाता है। जड़ता का क्षण रैखिक गति में द्रव्यमान की तरह होता है क्योंकि यह घूर्णी गति में परिवर्तन का प्रतिरोध होता है जब एक टोक़ (बल के बराबर घूर्णी) लगाया जाता है।
जड़ता का क्षण इस पर निर्भर करता है:
कोणीय गति को L = Iω के रूप में व्यक्त किया जाता है। यह समीकरण p = mv के रूप में रैखिक गति की परिभाषा का एक एनालॉग है। रेखीय गति के लिए इकाइयाँ किलो m / s हैं जबकि कोणीय गति के लिए इकाइयाँ kg m2 / s हैं। जैसा कि हम उम्मीद करेंगे, एक वस्तु जिसमें जड़ता I का एक बड़ा क्षण होता है, जैसे कि पृथ्वी, में एक बहुत बड़ा कोणीय गति है। एक वस्तु जिसमें एक बड़ा कोणीय वेग होता है, जैसे कि एक अपकेंद्रित्र, इसमें एक बड़ा कोणीय गति भी होता है।
कोणीय गति का संरक्षण कई घटनाओं की व्याख्या करता है। यदि कोई बाहरी टोक़ इस पर कार्य नहीं करता है, तो सिस्टम की कुल कोणीय गति अपरिवर्तित रहती है। जड़त्वीय गति बस जड़ता के क्षण को बदलकर बदल सकती है।
कोणीय गति के संरक्षण का एक उदाहरण है जब एक आइस स्केटर एक स्पिन निष्पादित कर रहा है। उस पर शुद्ध टोक़ शून्य के बहुत करीब है, क्योंकि उसके स्केट्स और बर्फ के बीच अपेक्षाकृत कम घर्षण है, और क्योंकि घर्षण धुरी बिंदु के बहुत करीब स्थित है। नतीजतन, वह काफी समय तक घूम सकती है। वह कुछ और भी कर सकती है। वह अपने हाथों और पैरों को खींचकर स्पिन की अपनी दर को बढ़ा सकती है। अपने हाथों और पैरों को खींचने से स्पिन की दर में वृद्धि क्यों होती है? इसका उत्तर यह है कि लापरवाही से छोटे पर शुद्ध टोक़ के कारण उसकी कोणीय गति स्थिर है। जब वह अपनी बाहों में खींचती है, तो उसकी स्पिन की दर बहुत बढ़ जाती है, जिससे उसकी जड़ता कम हो जाती है। अपनी बाहों में खींचने के लिए वह जो काम करती है, उसके परिणामस्वरूप घूर्णी गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है।
वस्तुओं के कई अन्य उदाहरण हैं जो उनकी स्पिन की दर को बढ़ाते हैं क्योंकि कुछ ने उनकी जड़ता के क्षण को कम कर दिया। बवंडर एक उदाहरण है। तूफान पैदा करने वाले तूफान सिस्टम धीरे-धीरे घूम रहे हैं। जब रोटेशन का त्रिज्या एक स्थानीय क्षेत्र में, यहां तक कि कोणीय वेग बढ़ता है, कभी-कभी एक बवंडर के उग्र स्तर तक। पृथ्वी इसका एक और उदाहरण है। हमारे ग्रह का जन्म गैस और धूल के एक विशाल बादल से हुआ था, जिसका घूर्णन एक और भी बड़े बादल में अशांति से आया था। गुरुत्वाकर्षण बलों ने क्लाउड को अनुबंधित किया, और परिणामस्वरूप रोटेशन दर बढ़ गई।
मानव गति के मामले में, किसी को कोणीय गति के संरक्षण की उम्मीद नहीं होगी जब कोई शरीर पर्यावरण के साथ बातचीत करता है क्योंकि उसका पैर जमीन से धकेलता है। अंतरिक्ष में तैरने वाले अंतरिक्ष यात्रियों के पास जहाज के अंदर के सापेक्ष कोई कोणीय गति नहीं होती है अगर वे गतिहीन होते हैं। उनके शरीर में यह शून्य मान होता रहेगा, चाहे वे किसी भी तरह से मरोड़ते हों, जब तक वे खुद को पोत के किनारे से धक्का नहीं देते।
