गुरुत्वाकर्षणको कारण प्रवेग भौतिकीमा एक आधारभूत अवधारणा हो जसले वस्तुहरूलाई पृथ्वीको केन्द्रतिर कसरी तानिन्छ भनेर वर्णन गर्दछ। यो बलले ग्रहमा सबै कुरालाई असर गर्छ, हामीले दैनिक गर्ने सरल कार्यहरू, जस्तै हिड्ने, वैज्ञानिक अनुसन्धानमा अध्ययन गरिएको सबैभन्दा जटिल घटनाहरू सम्म। यसका सिद्धान्तहरू, महत्त्व र प्रयोगहरू बुझ्नको लागि यस विषयमा गहिरिएर हेरौं।
हामी गुरुत्वाकर्षणको कारण त्वरणमा डुब्नु अघि, एक्सेलेरेशन के हो बुझौं। एक्सेलेरेशन भनेको समय अनुसार वस्तुको वेग परिवर्तन हुने दर हो। यो एक भेक्टर मात्रा हो, जसको अर्थ यसको परिमाण र दिशा दुबै छ। एक्सेलेरेशन ( \(a\) ) गणना गर्ने सूत्र हो:
\(a = \frac{\Delta v}{\Delta t}\)कहाँ:
गुरुत्वाकर्षण कुनै पनि दुई जनसमूहहरू बीच अवस्थित आकर्षणको बल हो। कुनै वस्तु जति ठूलो हुन्छ, त्यसको गुरुत्वाकर्षण तान त्यति नै बलियो हुन्छ। पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षणले वस्तुहरूलाई आफ्नो केन्द्रतर्फ आकर्षित गर्छ, आकाशीय पिण्डहरूको गतिदेखि लिएर हामीले चल्ने र हाम्रो परिवेशसँग अन्तरक्रिया गर्ने तरिकासम्म सबैलाई प्रभाव पार्छ।
गुरुत्वाकर्षणको कारण प्रवेग, \(g\) को रूपमा बुझाइएको, वायु प्रतिरोध नगण्य हुँदा पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षण पुलको कारणले वस्तुले अनुभव गरेको प्रवेग हो। पृथ्वीको सतह नजिक, यो प्रवेग एकदम स्थिर छ र लगभग \(9.8 \, \textrm{सुश्री}^2\) को औसत मान छ। यसको अर्थ पृथ्वीको सतहमा स्वतन्त्र रूपमा खस्ने कुनै पनि वस्तु \(9.8 \, \textrm{सुश्री}^2\) को गतिमा बढ्छ, यो सतहसँग पर्याप्त नजिक छ र वायु प्रतिरोधलाई बेवास्ता गर्न सकिन्छ।
गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेगको गणितीय प्रतिनिधित्व निम्नद्वारा दिइएको छ:
\(g = \frac{G \cdot M}{r^2}\)कहाँ:
यो सूत्र न्यूटनको सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षणको नियमबाट लिइएको हो र यसले कसरी गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेगलाई पृथ्वीको द्रव्यमान र यसको केन्द्रबाट दूरीलाई असर गर्छ भनेर हाइलाइट गर्दछ।
गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने गतिले हाम्रो वरपरको संसारमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। यसले मुक्त पतनमा वस्तुहरूको गतिलाई नियन्त्रण गर्छ, प्रोजेक्टाइलहरूको प्रक्षेपणलाई असर गर्छ, र महासागरहरूमा ज्वारभाटाहरूलाई प्रभाव पार्छ। \(g\) बुझ्दा हामीलाई पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षणको प्रभावमा रहेका वस्तुहरूको व्यवहारको भविष्यवाणी र गणना गर्न अनुमति दिन्छ।
1. फ्री फल: जब तपाइँ एक निश्चित उचाइबाट बल छोड्नुहुन्छ, यो वायु प्रतिरोध नगण्य छ भनी मानेर, \(9.8 \, \textrm{सुश्री}^2\) मा भुइँ तिर गति बढ्छ। यो कार्यमा गुरुत्वाकर्षणको कारण प्रवेगको प्रत्यक्ष प्रदर्शन हो।
2. प्रोजेक्टाइल मोशन: जब कुनै वस्तुलाई कोणमा हावामा फालिन्छ, यसले घुमाउरो बाटो पछ्याउँछ। यो गति गुरुत्वाकर्षणले वस्तुलाई पृथ्वीमा फिर्ता तान्दा प्रभाव पार्छ, जसले गर्दा यो अगाडि बढ्दा पनि तलतिर तीव्र हुन्छ।
यद्यपि हामी प्रयोगहरू सञ्चालन गर्दैनौं, तिनीहरूको पछाडि सिद्धान्तहरू बुझ्दा समझ बढाउन सक्छ। गुरुत्वाकर्षणको कारण प्रवेग अवलोकन गर्ने एउटा सरल तरिका भनेको एउटै उचाइबाट फरक-फरक वस्तुहरूका दुईवटा वस्तुहरू खसाउनु र तिनीहरूले एकैसाथ जमिनमा ठोक्किनु हो। यसले देखाउँछ कि \(g\) सबै वस्तुहरूमा समान रूपमा कार्य गर्दछ, तिनीहरूको द्रव्यमानको बाहेक।
जबकि \(g\) लगभग \(9.8 \, \textrm{सुश्री}^2\) पृथ्वीको सतह नजिक छ, यो मान उचाइ र अक्षांश संग थोरै परिवर्तन हुन्छ। उच्च उचाइहरू, पृथ्वीको केन्द्रबाट अलि पर भएकोले, \(g\) को थोरै कम मानहरू अनुभव गर्दछ। त्यसैगरी, पृथ्वीको परिक्रमाले भूमध्य रेखामा भएका वस्तुहरू ग्रहको ओलेट आकारको कारणले गर्दा केन्द्रबाट अलि अलि पर हुन्छ, जसले गर्दा ध्रुवहरूको तुलनामा कम गुरुत्वाकर्षण प्रवेग हुन्छ।
गुरुत्वाकर्षण पृथ्वीको लागि अद्वितीय छैन। सबै खगोलीय पिण्डहरूले गुरुत्वाकर्षण बलहरू प्रयोग गर्छन्, जसले गुरुत्वाकर्षणको कारणले उनीहरूको आफ्नै त्वरणको मानहरू निम्त्याउँछ। उदाहरणका लागि, चन्द्रमाको गुरुत्वाकर्षण प्रवेग लगभग \(1.6 \, \textrm{सुश्री}^2\) छ, जसले गर्दा चन्द्रमामा रहेका अन्तरिक्ष यात्रीहरूले पृथ्वीको तुलनामा धेरै भार बोक्न सक्छन्।
ईन्जिनियरिङ् र एरोस्पेसदेखि लिएर हामीले अवलोकन गर्ने दैनिक घटनासम्मका क्षेत्रहरूमा गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग बुझ्नु महत्त्वपूर्ण छ। यो एक मौलिक शक्ति हो जसले पृथ्वी र सम्पूर्ण ब्रह्माण्डमा वस्तुहरूको गतिलाई नियन्त्रण गर्दछ। गुरुत्वाकर्षणको अध्ययन गरेर, हामी ब्रह्माण्डका रहस्यहरू खोल्छौं र हाम्रो संसारलाई आकार दिने भौतिक नियमहरूको हाम्रो बुझाइ बढाउँछौं।
