ગતિ અંગેનો ગેલિલિયોનો ઢળતાં સમતલોનો પ્રયોગ વર્ણવો.
ગેલિલિયોએે ઢળતાં સમતલ પર પદાર્થની ગતિનો અભ્યાસ કરવા બે પ્રયોગો કર્યા.
પ્રથમ પ્રયોગ :
આ માટે સમાન ઢાળવાળા બે સમતલો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ગોઠવ્યા અને ગોળ પદર્થને તેના પરથી મુક્ત કરત્તાં થતી ગતિના અવલોકનો આ મુજબ મળ્યા.
$(1)$ ઢાળ પરથી નીચે તરફ ગતિ કરતો ગોળો પ્રેગિત ગતિ કરે છે તેથી તેનો વેગ વધે છે.
$(2)$ ઢાળની ઉપર તરફ ગતિ કરતો ગોથો પ્રતિર્વેગિત ગતિ કરે છે તેથી તેનો વેગ ઘટે છે.
$(3)$ સમક્ષિતિજ સમતલ પરની ગોળાની ગતિ એ વચગાળાની સ્થિતિ છે આના પરથી ગેલિલિયોએ ઓવો નિષ્કર્ષ તારવ્યો \} वेगથી ગતિ કરતો હોવો જોઈએ.
બીજો પ્રયોગો:
આ માટે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસારના બે ઢળતા સમતલોને ગોઠવ્યા.
એક સમતલ પર સ્થિર સ્થિતિમાંથી મુક્ત કરેલ બોલ ગબડીને નીચે આવે છે ત્યારે બોલનો વેગ વધે છે અને બીજા સમતલ પર ચઢે ત્યારે તેનો વેગ ધટે છે.
જે ઢળતાં સમતલની સપાટીઓ લીસી હોય તો બીજ સમતલ પર મેળવેલી ઉંચાઈ લગભગ પ્રથમ સમતલ પરથી ગતિની શરૂઆત કરે તેટલી જ હોય (સહેજ ઓછી હોય પણ ક્દી વધારે તો ન જ હોય.)
જો બીજા સમતલનો ઢાળ ઓછો રાખવામાં આવે અને પ્રથમ ઢાળ પરથી જે ઉંચાઈએે બોલને મુક્ત કરવામાં આવે, તો તે બીજા ઢાળ પર તેટલી જ ઉંચાએથી સુધી પહોંચવા વધારે લાબું અંતર કાપવું પડે છે.
જે બીજા સમતલનો ઢાળ શૂન્ય કરીએ (સમક્ષિતિજ બને) તો બોલ અનંત અંતર સુધી ગતિ કરે છે. એટલે કે તેની ગતિ ક્યારેય અટક્તી નથી જે આદર્શ પરિસ્થિતિ છે.
વ્યવહારમાં બોલની અવિરત ગતિ શક્ય નથી પણ અમુક અંતર કાપીને સ્થિર થાય છે. કારણ કે ગતિનો વિરોધ કરતું ધર્ષણબળ છે જે ક્દી સંપૂર્ણપણે નિવારી શકાતું નથી.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર, એક $70\,kg$ દળ ધરાવતા, બગીચામાં વપરાતા, રોલરને સમક્ષિતિજ સાથે $30^{\circ}$ ના કોણે $\vec{F}=200\; N$ ના બળ વડે ધક્કો મારવામાં આવે છે. રોલર ઉપર લંબ પ્રતિબળ $...........\,N$ થશે. ( $g=10\,m s ^{-2}$ લો.)
પદાર્થ સંતુલનમાં છે તેમ ક્યારે કહેવાય ?
યંત્રશાસ્ત્રમાં વિશિષ્ટ કોયડાને ઉકેલવા કયા સોપાનો મુજબ ઉકેલ મેળવવો જોઈએ ?
નીચેના દરેક કિસ્સામાં $0.1 \,kg$ દળ ધરાવતા એક પથ્થર પર લાગતા બળનું માન અને દિશા જણાવો :
$(a)$ સ્થિર રહેલી ટ્રેનની બારીમાંથી તેને પડવા દીધા પછી તરત
$(b)$ $36 \,km/h$ ની અચળ ઝડપથી દોડતી ટ્રેનની બારીમાંથી તેને પડવા દીધા પછી તરત
$(c)$ $1\; m s^{-2}$થી પ્રવેગિત થતી ટ્રેનની બારીમાંથી તેને પડવા દીધા પછી તરત
$(d)$ $1\; m s^{-2}$ થી પ્રવેગિત થતી ટ્રેનના તળિયા પર ટ્રેનની સાપેક્ષે સ્થિર રહેલ હોય ત્યારે. દરેક કિસ્સામાં હવાનો અવરોધ અવગણો.
બળ અને સંપર્કબળ ની વ્યાખ્યા આપો . ક્ષેત્રબળના ઉદાહરણ લખો.