फोर्स कैलकुलेटर

एक फोर्स कैलकुलेटर एक इस्तेमाल करने में आसान टूल है जो आपको फिजिक्स फोर्स फार्मूला F = ma में गुम हुए वेरिएबल को खोजने में मदद करता है। इस फोर्स इक्वैशन में, F फोर्स है, m वस्तु का मास है, और a उसका एक्सीलेरेशन है।

एक वस्तु को एक्सीलेरेशन के लिए आवश्यक फोर्स, फोर्स कैलकुलेटर निर्धारित करता है। इस इक्वैशन को न्यूटन के गति के दूसरे नियम के रूप में जाना जाता है और यह फिजिक्स का एक अत्यन्त महत्वपूर्ण सिद्धांत है।

फोर्स इक्वैशन F = ma कहता है कि एक वस्तु के मास और एक्सीलेरेशन के परिणाम के बराबर फोर्स होता है।

आप इसे किसी भी वेरीएशन में इस्तेमाल कर सकते हैं। मास और एक्सीलेरेशन को जानने के बाद, आप फोर्स (F = ma) को कैलकुलेट कर सकते हैं। यदि आप मास और फोर्स को जानते हैं, तो आप एक्सीलेरेशन (a = F/m) को कैलकुलेट कर सकते हैं। अंत में, आपके पास एक्सीलेरेशन और फोर्स के बारे में जानकारी है। उस स्थिति में, आप उन वेरिएबलों को एंटर कर सकते हैं जिन्हें आप जानते हैं और वस्तु के मास (m = F/a) को कैलकुलेट कर सकते हैं।

फोर्स कैलकुलेटर का इस्तेमाल करने के लिए, दो वेरिएबल्स की वैल्यू एंटर करें, और तीसरे वेरिएबल की वैल्यू कैलकुलेटर खोज लेगा।

न्यूटन फोर्स कैलकुलेटर सबसे लोकप्रिय मास, एक्सीलेरेशन और फोर्स माप का इस्तेमाल करता है। सबसे अधिक संभावना है, उनमें से आपको उनमें से मिलेंगे जिनकी आपको आवश्यकता है।

फोर्स कैलकुलेटर उपयोग

सबसे पहले, फोर्स मास एक्सीलेरेशन कैलकुलेटर छात्रों, शिक्षकों और पेशेवरों की मदद करता है, जिन्हें स्कूल या अपने काम में समस्याओं को हल करने के लिए जल्दी और सटीक रूप से फोर्स को कैलकुलेट करने की जरूरत होती है।

इंजीनियर लोड बदलने के लिए आवश्यक फोर्स का निर्धारण करने या मशीन पर काम करने वाले फोर्स को कैलकुलेट करने के लिए f = ma कैलकुलेटर का इस्तेमाल कर सकते हैं। पुलों, भवनों और उपकरणों के डिजाइन और निर्माण में ऐसी जानकारी आवश्यक है।

वैज्ञानिक तरल पदार्थ और गैस कैसा व्यवहार करती है और गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में चीजों को कैसे प्रभावित करता है, यह पता लगाने के लिए न्यूटन के दूसरा नियम कैलकुलेटर का इस्तेमाल कर सकते हैं।

फिजिक्सिस्ट ऊर्जा और थर्मोडाइनैमिक्स से संबंधित कैलकुलेशन करने के लिए कैलकुलेटर का इस्तेमाल कर सकते हैं। वे किसी वस्तु की क्षमता और किनेटिक एनर्जी की कैलकुलेशन कर सकते हैं।

न्यूटन के नियम

आइज़क न्यूटन ने क्लासिकल मैकेनिक्स के क्षेत्र में अपने गति के तीन नियमों के सूत्रीकरण के माध्यम से महत्वपूर्ण योगदान दिया। उनका सबसे प्रसिद्ध कार्य, "फिलोसोफियाई नेचुरलिस प्रिंसिपिया मैथेमेटिका," जिसे आमतौर पर प्रिंसिपिया के नाम से जाना जाता है, पहली बार 1687 में प्रकाशित हुआ था। इस क्रांतिकारी ग्रंथ में, न्यूटन ने क्लासिकल मैकेनिक्स की नींव रखी, अपने गति के नियमों और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का परिचय दिया।

प्रिंसिपिया में, न्यूटन ने अपने पूर्वजों, जैसे कि गैलीलियो और केप्लर की अंतर्दृष्टि पर आधारित होते हुए, क्रांतिकारी अवधारणाएं पेश कीं, जो भौतिक घटनाओं की समझ को मौलिक रूप से बदल देती हैं। उनके महत्वपूर्ण योगदानों में से एक, जिसे न्यूटन का पहला नियम या जड़त्व का नियम कहा जाता है, कहता है कि एक विश्रामित वस्तु विश्राम में रहेगी, और एक गतिमान वस्तु एक समान वेग के साथ सीधी रेखा में गति में बनी रहेगी, जब तक कि उस पर कोई बाहरी बल प्रभावित न करे। यह सिद्धांत सार्वभौमिक रूप से लागू होता है, चाहे पृथ्वी पर हो या अंतरिक्ष में। पृथ्वी पर, बाहरी बल जैसे कि घर्षण और वायु प्रतिरोध अक्सर महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, लेकिन नियम स्वयं सार्वभौमिक रूप से लागू होता है।

आइए हम तीनों नियमों का संक्षिप्त फॉर्म्यूलैशन दें और फिर हमारे ऑनलाइन कैलकुलेटर में इस्तेमाल किए गए दूसरे नियम पर करीब से नज़र डालें।

न्यूटन का पहला नियम

जब तक किसी फोर्स द्वारा कार्य नहीं किया जाता है, तब तक एक बॉडी स्थिर रहती है, या एक सीधी रेखा में गति में रहता है।

न्यूटन के प्रथम नियम को इनर्शिया का नियम भी कहा जाता है। इसका एक सरल उदाहरण जमी हुई झील पर एक हॉकी पक होगा। यदि पक स्थिर अवस्था में है, तो वह तब तक स्थिर गति में रहेगा जब तक कोई फोर्स, जैसे कि हॉकी स्टिक, उसे धकेलती नहीं है। यदि पक गति में है, तो यह बर्फ के पार एक सीधी रेखा में तब तक चलता रहेगा, जब तक कि बर्फ से घर्षण या किसी अन्य पक के साथ टकराव के कारण इसकी दिशा या गति नहीं बदल जाती।

न्यूटन का दूसरा नियम

जब किसी बॉडी पर फोर्स द्वारा कार्य किया जाता है, तो उसके मोमेंटम के परिवर्तन की टाइम रेट फोर्स के बराबर होती है।

हम जीवन में न्यूटन के दूसरे नियम के प्रभावों को अक्सर देख सकते हैं। इसकी कल्पना करने का एक तरीका यह है कि एक व्यक्ति फर्श पर एक भारी बक्से को धक्का दे रहा है। यदि व्यक्ति बॉक्स पर थोड़ा सा फोर्स लगाता है, तो बॉक्स बिल्कुल नहीं हिल सकता है, या केवल बहुत धीरे-धीरे आगे बढ़ सकता है। हालाँकि, यदि व्यक्ति बॉक्स पर अधिक फोर्स लगाता है, तो यह पूरे फर्श पर एक्सीलेरेट (तेजी से) करेगा। इसके अतिरिक्त, यदि बॉक्स अधिक विशाल है, तो इसे एक्सीलेरेट करना कठिन होगा और इसे हटाने के लिए अधिक फोर्स की आवश्यकता होगी।

न्यूटन का तीसरा नियम

यदि दो बॉडीस एक दूसरे पर फोर्स लगाती हैं, तो ये लगाए गए फोर्स का परिमाण समान होता है लेकिन दिशाएँ विपरीत होती हैं।

कल्पना कीजिए कि दो लोग एक दूसरे के खिलाफ पुश कर रहे हैं। यदि एक व्यक्ति जोर से पुश कर देता है, तो दूसरा व्यक्ति उतने ही फोर्स से पीछे धकेलेगा। रॉकेट इंजन कैसे काम करते हैं, इसके पीछे यही सिद्धांत है; रॉकेट के पीछे से निकलने वाली गर्म गैसें एक प्रतिक्रिया फोर्स बनाती हैं जो रॉकेट को आगे की ओर धकेलती है।

विवरण में न्यूटन का दूसरा नियम

न्यूटन के दूसरे नियम की खोज के साथ ही, फोर्स के फिजिक्ल कान्सेप्ट से उनका नाम जुड़ गया। और दूसरा नियम खुद फोर्स, वेलोसिटी, एक्सीलेरेशन और मास की अवधारणाओं से निकटता से संबंधित है।

फिजिक्स में फोर्स क्या है? फोर्स एक फिजिक्ल मात्रा है जिसकी एक दिशा (वेक्टर) होनी चाहिए, और यह बॉडी पर गतिविधि का एक उपाय है। F अक्षर फोर्स के लिए है।

आप फोर्स के परिमाण को माप सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक विशेष डिवाइस का इस्तेमाल करके – एक डायनेमोमीटर । इसमें आमतौर पर एक एरो पॉइंटर से कनेक्ट हुई एक स्प्रिंग होती है। यदि स्प्रिंग को खींचा जाता है, तो फोर्स F की मात्रात्मक विशेषता दिखाते हुए, एरो हट जाएगा।

जिस तरह से समय के साथ वेलोसिटी में परिवर्तन होता है उसे एक्सीलेरेशन कहा जाता है (इसे आमतौर पर अक्षर a द्वारा लक्षित किया जाता है)। व्यवहार में, वास्तविक जीवन में, सभी बॉडीस एक्सीलेरेशन के साथ गति करते हैं। यदि वेलोसिटी समान रूप से बढ़ती या घटती है, तो ऐसी गति को एक्विलिब्रयम एक्सीलेरेशन कहा जाता है।

यह फार्मूला एक्सीलेरेशन को कैलकुलेट कर सकता है:

a = (V - V₀) / t

जहाँ एक्सीलेरेशन a है, अंतिम क्षण की गति V है, प्रारंभिक क्षण की गति V₀ है, और जिस समय यह एक्सीलेरेशन हुआ था t वह समय है।

एक्सीलेरेशन के साथ गति का एक उदाहरण किसी का भी या कुछ भी गिरना होता है। यह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के कारण होने वाले एक्सीलेरेशन के साथ गिरेगा।

और अंत में, किसी भी बॉडी की गति की विशेषता उसके मास से प्रभावित होती है, जिसे आमतौर पर अक्षर m द्वारा लक्षित किया जाता है। फिजिक्स में, मास अक्सर किसी बॉडी की इनर्शिया का माप होता है। यानी किसी बॉडी के मास जितना अधिक होता है, उसे हिलाना उतना ही कठिन होता है। हालाँकि, अगर इसे पहले ही हिला दिया गया है, इसे रोकना भी कठिन है।

दूसरा नियम बताता है कि बाहरी शक्तियों के प्रभाव में फिजिक्ल बॉडी का क्या होता है। यह नियम कहता है कि बॉडी पर लागू बाह्य फोर्स का योग जितना अधिक होगा, बॉडी का एक्सीलेरेशन उतना ही अधिक होगा।

न्यूटन के पहले नियम ने एक बार यह समझाने की कोशिश की कि आकाशीय यांत्रिकी कैसे काम करती है, कैसे ग्रह लगातार सूर्य के चारों ओर घूमते हैं। इसके विपरीत, दूसरा नियम इस संबंध में व्यावहारिक है। यह पृथ्वी पर यहाँ बॉडीस की गति की व्याख्या करता है। दूसरे नियम का इस्तेमाल अक्सर रोजमर्रा की जिंदगी में वस्तुओं की गति का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जैसे सड़क पर कार की गति या हवा में फेंकी गई गेंद की गति।

यह डाइनैमिक्स का मूलभूत नियम होने के साथ-साथ फिजिक्ल प्रकृति (नेचर) का मूलभूत नियम भी है।

न्यूटन के दूसरे नियम की विभिन्न शास्त्रीय परिभाषाएँ हैं। पहले का कहना है कि किसी बॉडी पर कार्य करने वाला फोर्स, फोर्स द्वारा प्रदान किए गए एक्सीलेरेशन के बॉडी के मास के गुणनफल के बराबर होता है।

दूसरी परिभाषा फोर्स से नहीं मगर एक्सीलेरेशन से आती है; यह बताती है कि किसी बॉडी का एक्सीलेरेशन सीधे उस पर लगाए गए फोर्स के बराबर होता है और उसके मास के बराबर होता है।

न्यूटन के द्वितीय नियम फार्मूला

शास्त्रीय फोर्स इक्वैशन पहली परिभाषा का दर्शाता है जो हमने आपको दिया:

F = ma

बॉडी पर कार्य करने वाला फोर्स F है, इसका मास m है, और एक्सीलेरेशन a है।

दूसरी परिभाषा के लिए, इक्वैशन इस प्रकार होगी:

a = F/m

बॉडी पर कार्य करने वाला फोर्स जितना ज्यादा होगा, उसका एक्सीलेरेशन उतना ही ज्यादा होगा। बॉडी का मास जितना ज्यादा होगा, उसका एक्सीलेरेशन उतना ही कम होगा।

किसी यांत्रिक प्रणाली में कार्य करने वाली सभी फोर्स के परिमाण और दिशा और उन फिजिकल बॉडीस के मास को जानना पर्याप्त है जिनसे यह बना है। कोई भी समय में पूरी सटीकता के साथ इसके व्यवहार को कैलकुलेट नहीं कर सकता है।

दूसरा नियम इनर्शिया की अवधारणा से निकटता से संबंधित है, जो किसी वस्तु की अपनी गति में परिवर्तन का विरोध करने की प्रवृत्ति है। दूसरे नियम के अनुसार, किसी वस्तु का मास जितना अधिक होता है, उसे गति देने के लिए उतने ही अधिक फोर्स की जरूरत होती है, और उसकी इनर्शिया भी उतनी ही अधिक होती है।

न्यूटन के दूसरे नियम के उदाहरण

एक अच्छा उदाहरण गेंद को हिट करना है। जब हम एक गेंद को लात मारते हैं, तो हम एक फोर्स सेट करते हैं जो गेंद की दिशा और एक्सीलेरेशन को निर्धारित करती है। प्रभाव जितना कठिन होगा, गेंद उतनी ही तेजी से जाएगी।

सुपरमार्केट में शॉपिंग कार्ट को पुश करना। एक खाली और एक भरे हुए कार्ट को पुश करने की कोशिश करें। दूसरे केस में, कार्ट को पहले केस की तरह ही एक्सीलेरेशन देने के लिए बहुत अधिक फोर्स की आवश्यकता होगी। यह प्रदर्शित करने के लिए एक उत्कृष्ट उदाहरण है कि वजन न्यूटोनियन नियमितता को कैसे प्रभावित करता है।

एक गोल्फ या बेसबॉल खेल न्यूटन के नियम का एक अच्छा उदाहरण है। एक बेसबॉल बैट और एक बॉल लें। मान लीजिए कि आप गेंद को बल्ले से हिट करते हैं, और प्रभाव अन्य सभी फोर्स की तुलना में अधिक मजबूत होता है। उस स्थिति में, गेंद अपने मास के परिणामी फोर्स के अनुपात के बराबर एक्सीलेरेशन प्राप्त करेगी।

कैलकुलेशन उदाहरण

आइए कुछ कैलकुलेशन देखें जो हमारे फोर्स कैलकुलेटर के साथ की जा सकती हैं। फोर्स मापने के लिए, हम स्टैंडर्ड फोर्स फार्मूला F = ma लेंगे।

मास की कैलकुलेशन करने के लिए, हम इसका रूप लेंगे: m = F/a। और तदनुसार, एक्सीलेरेशन को निर्धारित करने के लिए, हम फार्मूला a = F/m का इस्तेमाल करेंगे।

फोर्स का कैलकुलेशन

2 टन मास के साथ वाली एक कार ने 5 मिनट (300 सेकंड) के लिए अपनी गति 10 मीटर/सेकेंड से बढ़ाकर 16 मीटर/सेकेंड कर दी। एक्सीलेरेशन संचारित करने वाले फोर्स का निर्धारण करें।

पहले फार्मूला द्वारा एक्सीलेरेशन का निर्धारण कीजिए

a = (V - V₀) / t

a = (V - V₀) / t = (16 - 10) / 300 = 0.02 = m/s²

अब हम कार के एक्सीलेरेशन को जानते हैं, अर्थात् 0.02 = m/s²। हम मास जानते हैं: 2000 किलोग्राम। इसलिए हम फोर्स के लिए इक्वैशन में मौजूद डेटा को सब्स्टिट्यूट कर सकते हैं और फोर्स को कैलकुलेट कर सकते हैं:

F = ma = 2000 × 0.02 = 40 न्यूटन

इस प्रकार, एक्सीलेरेशन देने वाला फोर्स 40 न्यूटन के बराबर होता है।

एक्सीलेरेशन का कैलकुलेशन

यदि 20 न्यूटन के बराबर फोर्स लगाया जाए तो 2 किलोग्राम वजन का पत्थर कितना एक्सीलेरेशन विकसित करेगा?

इस समस्या में हम मास और फोर्स को जानते हैं। इसलिए, हम फार्मूला के अंदर दो ज्ञात वेरिएबल को किसी के स्थान पर रख सकते हैं और एक्सीलेरेशन को कैलकुलेट कर सकते हैं:

a = F / m = 20 / 2 = 10 m/s²

परिणामस्वरूप, हमने पाया है कि चट्टान 10 m/s² का एक्सीलेरेशन विकसित करेगी।

मास का कैलकुलेशन

एक कंस्ट्रक्शन क्रेन एक कंक्रीट ब्लॉक को उठाने के लिए 1000 न्यूटन का फोर्स लगाती है, और ब्लॉक का एक्सीलेरेशन 0.5 m/s² है। ब्लॉक के मास को कैलकुलेट करने के लिए, हम फार्मूला का इस्तेमाल कर सकते हैं:

m = F / a

हम फार्मूला में हमारे पास मौजूद डेटा और फोर्स और एक्सीलेरेशन को सब्स्टिट्यूट करते हैं, और हम प्राप्त करते हैं:

m = F / a = 1000 / 0.5 = 2000 किलो

इस प्रकार ब्लॉक का मास 2000 किग्रा के बराबर है।

निष्कर्ष

फोर्स कैलकुलेटर फिजिक्स का अध्ययन करने वाले या फिजिक्स और इंजीनियरिंग में काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए एक बहुमूल्य टूल है। न्यूटन के गति के दूसरे नियम पर आधारित फोर्स, मास और एक्सीलेरेशन से संबंधित समस्याओं को हल करने के लिए यह एक सरल और कुशल कैलकुलेटर है।

न्यूटन का गति का दूसरा नियम शास्त्रीय यांत्रिकी की आधारशिला है। यह रॉकेट और अन्य वाहनों के डिजाइन, फ्लूइड डाइनैमिक्स के अध्ययन और संरचनाओं और सामग्रियों के विश्लेषण के आधार के रूप में कार्य करता है।

फोर्स कैलकुलेटर के साथ, आप इक्वैशन F = ma में गुम हुए वेरिएबल को आसानी से पा सकते हैं और विभिन्न क्षेत्रों में समस्याओं को हल करने के लिए इसका इस्तेमाल कर सकते हैं। चाहे आप छात्र हों, फिजिक्स के शिक्षक हों, इंजीनियर हों या वैज्ञानिक, यह फोर्स कैलकुलेटर आपकी कैलकुलेशन को अधिक सटीक और कुशल बना देगा।