बल की इकाई

बल की इकाई

बल एक भौतिक राशि है जो एक ऐसी अन्योन्यक्रिया का वर्णन करती है जो किसी वस्तु की गति को बदल सकती है। बल की एसआई इकाई न्यूटन (N) है, जिसका नाम सर आइज़ेक न्यूटन के नाम पर रखा गया है। एक न्यूटन वह बल है जो एक किलोग्राम द्रव्यमान को प्रति सेकंड प्रति सेकंड एक मीटर की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक होता है।

बल की अन्य सामान्य इकाइयों में पाउंड (lb) शामिल है, जो मापन की अंग्रेज़ी प्रणाली में बल की इकाई है, और डाइन, जो सेंटीमीटर-ग्राम-सेकंड (CGS) मापन प्रणाली में बल की इकाई है।

न्यूटन, पाउंड और डाइन के बीच संबंध इस प्रकार है:

1 N = 0.2248 lb
1 lb = 4.448 N
1 dyne = 10^-5 N

बल एक सदिश राशि है, जिसका अर्थ है कि इसमें परिमाण और दिशा दोनों होते हैं। बल का परिमाण न्यूटन में मापा जाता है, जबकि बल की दिशा किसी संदर्भ बिंदु के सापेक्ष एक कोण द्वारा निर्दिष्ट की जाती है।

बल की एसआई इकाई

बल की एसआई इकाई न्यूटन (N) है, जिसका नाम सर आइज़ेक न्यूटन के नाम पर रखा गया है। इसे एक किलोग्राम द्रव्यमान को प्रति सेकंड प्रति सेकंड एक मीटर की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक बल के रूप में परिभाषित किया गया है। दूसरे शब्दों में, यदि आप एक किलोग्राम वस्तु पर एक न्यूटन का बल लगाते हैं, तो वह प्रति सेकंड प्रति सेकंड एक मीटर की दर से त्वरित होगी।

न्यूटन एक व्युत्पन्न इकाई है, जिसका अर्थ है कि इसे अन्य एसआई इकाइयों के पदों में परिभाषित किया गया है। इस मामले में, न्यूटन को किलोग्राम, मीटर और सेकंड के पदों में परिभाषित किया गया है।

यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं जिनमें बल को न्यूटन में मापा जाता है:

• एक किलोग्राम वस्तु पर गुरुत्वाकर्षण का बल लगभग 9.8 न्यूटन होता है।
• एक किलोग्राम वस्तु को उठाने के लिए आवश्यक बल भी लगभग 9.8 न्यूटन होता है।
• एक किलोग्राम वस्तु को समतल सतह पर नियत चाल से धकेलने के लिए आवश्यक बल, वस्तु पर कार्यरत घर्षण बल के बराबर होता है।

न्यूटन बल मापने के लिए एक बहुत उपयोगी इकाई है क्योंकि यह एक सुसंगत इकाई है। इसका अर्थ है कि एक ही बल का मान न्यूटन में वही रहेगा, चाहे उसे कहीं भी मापा जाए। यह बल की कुछ अन्य इकाइयों, जैसे पाउंड-बल, के विपरीत है, जो माप के स्थान के अनुसार बदलती है।

न्यूटन बल मापने के लिए एक बहुत सुविधाजनक इकाई भी है क्योंकि यह द्रव्यमान, लंबाई और समय की एसआई इकाइयों पर आधारित है। इससे न्यूटन और बल की अन्य इकाइयों के बीच रूपांतर करना आसान हो जाता है।

यहाँ बल की इकाइयों के बीच रूपांतर करने के कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

• न्यूटन से पाउंड-बल में रूपांतर करने के लिए न्यूटन में बल को 0.2248 से गुणा करें।
• पाउंड-बल से न्यूटन में रूपांतर करने के लिए पाउंड-बल में बल को 4.448 से गुणा करें।

न्यूटन भौतिकी और अभियांत्रिकी में एक बहुत महत्वपूर्ण इकाई है। इसका उपयोग बल की विस्तृत श्रेणी को मापने के लिए किया जाता है, गुरुत्वाकर्षण के बल से लेकर भारी वस्तु को उठाने के लिए आवश्यक बल तक।

बल की अन्य इकाइयाँ

बल की अन्य इकाइयाँ

न्यूटन (N) बल का SI मात्रक है। हालाँकि, दुनिया के विभिन्न भागों में बल के कई अन्य मात्रक भी सामान्यतः प्रयुक्त होते हैं। इनमें से कुछ मात्रक इस प्रकार हैं:

• पाउंड-बल (lbf) अंग्रेज़ी इकाई प्रणाली में प्रयुक्त बल का मात्रक है। इसे वह बल परिभाषित किया गया है जो एक पाउंड द्रव्यमान को 32.2 फुट प्रति सेकंड वर्ग की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक होता है।
• किलोग्राम-बल (kgf) मीट्रिक इकाई प्रणाली में प्रयुक्त बल का मात्रक है। इसे वह बल परिभाषित किया गया है जो एक किलोग्राम द्रव्यमान को 9.8 मीटर प्रति सेकंड वर्ग की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक होता है।
• डाइन cgs इकाई प्रणाली में प्रयुक्त बल का एक मात्रक है। इसे वह बल परिभाषित किया गया है जो एक ग्राम द्रव्यमान को एक सेंटीमीटर प्रति सेकंड वर्ग की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक होता है।

बल के अन्य मात्रकों के उदाहरण

यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं जिनमें विभिन्न संदर्भों में बल के अन्य मात्रकों का उपयोग किया जाता है:

• संयुक्त राज्य अमेरिका में, पाउंड-बल सबसे अधिक प्रयुक्त बल की इकाई है। इसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे वस्तुओं के भार को मापना, वस्तुओं को उठाने के लिए आवश्यक बल की गणना करना, और द्रवों के दबाव का निर्धारण करना।
• यूरोप में, किलोग्राम-बल सबसे अधिक प्रयुक्त बल की इकाई है। इसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे वस्तुओं के भार को मापना, वस्तुओं को उठाने के लिए आवश्यक बल की गणना करना, और द्रवों के दबाव का निर्धारण करना।
• वैज्ञानिक अनुसंधान में, डाइन सबसे अधिक प्रयुक्त बल की इकाई है। इसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे गुरुत्वाकर्षण के बल को मापना, वस्तुओं को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल की गणना करना, और गैसों के दबाव का निर्धारण करना।

बल की इकाइयों के बीच रूपांतरण

निम्नलिखित सारणी न्यूटन, पाउंड-बल, किलोग्राम-बल और डाइन के बीच रूपांतरण कारकों को दर्शाती है:

निष्कर्ष

न्यूटन बल की SI इकाई है, लेकिन दुनिया के विभिन्न हिस्सों में प्रयुक्त होने वाली बल की कई अन्य इकाइयाँ हैं। इन इकाइयों में पाउंड-बल, किलोग्राम-बल और डाइन शामिल हैं। इन इकाइयों के बीच रूपांतरण कारक ऊपर दी गई सारणी में दिखाए गए हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न – FAQs

बल की CGS इकाई क्या है?

बल की सी.जी.एस. इकाई डाइन है। इसे एक ग्राम द्रव्यमान को एक सेमी प्रति सेकंड² से त्वरित करने के लिए आवश्यक बल के रूप में परिभाषित किया गया है। समीकरण रूप में इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

1 डाइन = 1 g × 1 cm/s²

यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं जो बल को डाइन में दर्शाते हैं:

• पृथ्वी की सतह पर 1 ग्राम द्रव्यमान पर गुरुत्वाकर्षण बल लगभग 980 डाइन होता है।
• 1 ग्राम द्रव्यमान को स्थिर चाल से ऊर्ध्वाधर उठाने के लिए आवश्यक बल भी 980 डाइन होता है।
• 1 ग्राम द्रव्यमान पर 1 न्यूटन बल लगाने से उत्पन्न बल 100,000 डाइन होता है।

डाइन अपेक्षाकृत छोटी बल की इकाई है और इसका प्रयोग सूक्ष्म स्तर के बलों को मापने में किया जाता है। उदाहरण के लिए, दो परमाणुओं या अणुओं के बीच का बल सामान्यतः डाइन में मापा जाता है।

डाइन अन्य सी.जी.एस. बल इकाइयों से भी संबंधित है। उदाहरण के लिए, 1 न्यूटन 100,000 डाइन के बराबर होता है और 1 पाउंड-बल लगभग 444,822 डाइन के बराबर होता है।

वैज्ञानिक अनुसंधान में डाइन का प्रयोग कभी-कभी अभी भी होता है, परंतु अंतरराष्ट्रीय इकाई प्रणाली (एस.आई.) में यह मुख्यतः न्यूटन द्वारा प्रतिस्थापित हो चुका है।

बल की एस.आई. इकाई क्या है?

बल की एस.आई. इकाई न्यूटन (N) है, जिसका नाम प्रसिद्ध भौतिकविद् और गणितज्ञ सर आइज़ेक न्यूटन के नाम पर रखा गया है। न्यूटन को उस बल की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक किलोग्राम द्रव्यमान को एक मीटर प्रति सेकंड² की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक हो। सरल शब्दों में, यह वह बल है जो एक किलोग्राम वस्तु को प्रति सेकंड एक मीटर प्रति सेकंड की दर से उसके वेग में परिवर्तन करने के लिए आवश्यक होता है।

यहाँ न्यूटन की अवधारणा को स्पष्ट करने के लिए कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

1. एक व्यक्ति 10-किलोग्राम वस्तु को 20 न्यूटन बल से धक्का दे रहा है: इस परिदृश्य में, व्यक्ति वस्तु पर 20 N बल लगा रहा है, जो वस्तु को 2 m/s² की दर से त्वरित करने के लिए पर्याप्त है।

2. एक 1000 किलोग्राम वजन वाली कार 5 m/s² से त्वरित हो रही है: इस त्वरण को प्राप्त करने के लिए, कार के इंजन को 5000 N (1000 kg * 5 m/s²) बल लगाना होगा।

3. एक स्प्रिंग स्केल किसी वस्तु के भार को माप रहा है: जब आप किसी वस्तु को स्प्रिंग स्केल पर रखते हैं, तो स्केल गुरुत्वाकर्षण के कारण वस्तु द्वारा लगाए गए बल को मापता है। यदि वस्तु का भार 5 किलोग्राम है, तो स्केल 49 N (5 kg * 9.8 m/s²) दिखाएगा।

न्यूटन अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) की एक मौलिक इकाई है और विभिन्न वैज्ञानिक और अभियांत्रिक क्षेत्रों में बल को मापने के लिए व्यापक रूप से प्रयोग की जाती है। यह वस्तुओं पर कार्यरत बलों से संबंधित सटीक माप और गणनाओं की अनुमति देता है।

बल की मूलभूत इकाई को दर्शाने के लिए सूत्र दीजिए।

बल की मूलभूत इकाई को दर्शाने के लिए सूत्र है:

बल (F) = द्रव्यमान (m) × त्वरण (a)

जहाँ:

• बल (F) न्यूटन (N) में मापा जाता है
• द्रव्यमान (m) किलोग्राम (kg) में मापा जाता है
• त्वरण (a) मीटर प्रति सेकंड वर्ग (m/s²) में मापा जाता है

उदाहरण:

यदि 10-kg की वस्तु 2 m/s² की दर से त्वरित हो रही है, तो वस्तु पर कार्यरत बल है:

F = m × a
F = 10 kg × 2 m/s²
F = 20 N

इसका अर्थ है कि 10-kg वस्तु को 2 m/s² की दर से त्वरित करने के लिए 20 N बल आवश्यक है।

एक और उदाहरण:

यदि कोई व्यक्ति 50 किग्रा के एक बॉक्स को 100 N बल से धक्का देता है, तो बॉक्स का त्वरण होगा:

a = F / m
a = 100 N / 50 kg
a = 2 m/s²

इसका अर्थ है कि जब बॉक्स को 100 N बल से धक्का दिया जाता है, तो वह 2 m/s² की दर से त्वरित होगा।

बल को मापा कैसे जाता है

बल एक भौतिक राशि है जो किसी ऐसी अन्योन्यक्रिया का वर्णन करती है जो किसी वस्तु की गति को बदल सकती है। इसे न्यूटन (N) में मापा जाता है, जिसका नाम सर आइज़ेक न्यूटन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने गति के नियम विकसित किए थे।

बल को मापने के कई तरीके हैं, जो बल की प्रकृति और उपलब्ध उपकरणों पर निर्भर करते हैं। यहाँ कुछ सामान्य विधियाँ दी गई हैं:

1. स्प्रिंग स्केल:

• एक स्प्रिंग स्केल एक सरल उपकरण है जो स्प्रिंग की लोची गुणों का उपयोग कर बल मापता है।
• जब स्प्रिंग पर बल लगाया जाता है, तो वह खिंचती या संकुचित होती है, और विरूपण की मात्रा लगाए गए बल के समानुपाती होती है।
• स्केल को ज्ञात बलों से अंशांकित किया जाता है, और बल को स्केल की पट्टियों से सीधे पढ़ा जा सकता है।

2. बल संवेदक:

• एक बल संवेदक, जिसे लोड सेल भी कहा जाता है, एक ट्रांसड्यूसर है जो बल को विद्युत संकेत में बदलता है।
• जब संवेदक पर बल लगाया जाता है, तो वह विरूपित होता है, जिससे उसकी विद्युत प्रतिरोधकता या धारिता में परिवर्तन होता है।
• विद्युत गुणों में इस परिवर्तन को मापा जाता है और उपयुक्त इलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग कर बल मान में बदला जाता है।

3. प्रेशर गेज:

• एक प्रेशर गेज द्रव (तरल या गैस) द्वारा प्रति इकाई क्षेत्रफल लगाए गए बल, या दबाव को मापता है।
• इसका उपयोग आमतौर पर पाइपों, टैंकों या अन्य पात्रों में दबाव मापने के लिए किया जाता है।
• गेज में एक संवेदन तत्व होता है, जैसे कि डायाफ्राम या बॉर्डन ट्यूब, जो दबाव के तहत विकृत होता है।
• यह विकृति यांत्रिक रूप से एक सूचक या डिजिटल डिस्प्ले से जुड़ी होती है, जो दबाव मान को दर्शाती है।

4. डायनामोमीटर:

• एक डायनामोमीटर इंजन, मोटर या अन्य घूर्णन मशीनरी के बल, टॉर्क या शक्ति को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण है।
• इसका उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, जैसे कि इंजनों, ब्रेकों या ट्रांसमिशन सिस्टम के प्रदर्शन का परीक्षण।
• डायनामोमीटर परीक्षण के तहत मशीन द्वारा बनाए गए घूर्णन प्रतिरोध को मापकर उसे बल या टॉर्क मान में परिवर्तित करते हैं।

5. पीज़ोइलेक्ट्रिक सेंसर:

• पीज़ोइलेक्ट्रिक सेंसर पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित होते हैं, जहाँ कुछ सामग्रियाँ यांत्रिक तनाव के अधीन होने पर विद्युत आवेश उत्पन्न करती हैं।
• जब एक पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री पर बल लगाया जाता है, तो वह बल के समानुपाती वोल्टेज उत्पन्न करती है।
• ये सेंसर गतिशील बलों, कंपनों और दबाव को मापने में आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।

उदाहरण:

• स्प्रिंग स्केल से बल मापना:

  • स्प्रिंग स्केल से 100 ग्राम जैसा कोई ज्ञात द्रव्यमान लटकाएँ।
  • स्केल खिंच जाएगी और स्केल पर आया रीडिंग उस बल को दर्शाएगा जो द्रव्यमान के भार को संतुलित करने के लिए चाहिए।
  • इस स्थिति में बल लगभग 0.98 N होगा (100 ग्राम * 9.8 m/s²)।

• प्रेशर गेज से बल मापना:

  • किसी प्रेशurized पात्र, जैसे साइकिल टायर, से प्रेशर गेज जोड़ें।
  • गेज टायर के अंदर के प्रेशर को pounds per square inch (psi) या atmospheres (atm) इकाइयों में दिखाएगा।
  • प्रेशराइज़्ड हवा द्वारा टायर की भीतरी सतह पर लगाए गए बल की गणना प्रेशर को टायर के सतह क्षेत्रफल से गुणा करके की जा सकती है।

• डायनामोमीटर से बल मापना:

  • किसी इंजन या मोटर के आउटपुट शाफ्ट से डायनामोमीटर जोड़ें।
  • इंजन या मोटर चलाएँ और डायनामोमीटर पर आया रीडिंग देखें।
  • डायनामोमीटर इंजन या मोटर द्वारा उत्पन्न टॉर्क को मापेगा, जिसे उपयुक्त मैकेनिकल संबंधों का उपयोग कर बल में बदला जा सकता है।

ये कुछ उदाहरण मात्र हैं जो दिखाते हैं कि विभिन्न परिदृश्यों में बल कैसे मापा जाता है। मापन विधि का चयन विशिष्ट अनुप्रयोग तथा संबंधित बलों की सीमा और प्रकृति पर निर्भर करता है।

मीट्रिक पद्धति में बल कैसे मापा जाता है?

मीट्रिक पद्धति में बल को न्यूटन (N) में मापा जाता है। एक न्यूटन वह बल की मात्रा है जो एक किलोग्राम द्रव्यमान को प्रति सेकंड प्रति सेकंड एक मीटर की दर से त्वरित करने के लिए आवश्यक होती है।

यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं कि बल को न्यूटन में कैसे मापा जाता है:

• एक किलोग्राम द्रव्यमान पर गुरुत्वाकर्षण का बल लगभग 9.8 न्यूटन होता है।
• दस किलोग्राम द्रव्यमान को उठाने के लिए आवश्यक बल लगभग 98 न्यूटन होता है।
• 1,000 किलोग्राम द्रव्यमान की कार को 10 मीटर प्रति सेकंड की गति से धकेलने के लिए आवश्यक बल लगभग 10,000 न्यूटन होता है।

बल को अन्य इकाइयों में भी मापा जा सकता है, जैसे पाउंड (lb) या किलोग्राम-बल (kgf)। हालांकि, न्यूटन मीट्रिक प्रणाली में बल की मानक इकाई है।

बल को न्यूटन में मापने के लिए, आप एक बल मापक (force gauge) नामक उपकरण का उपयोग कर सकते हैं। एक बल मापक एक स्प्रिंग-लोडेड उपकरण होता है जो इस पर लगाए गए बल की मात्रा को मापता है। बल मापक बल को न्यूटन में प्रदर्शित करेगा।

बल मापक विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जैसे:

• गुरुत्वाकर्षण के बल को मापना
• वस्तुओं को उठाने या हिलाने के लिए आवश्यक बल को मापना
• एक स्प्रिंग के बल को मापना
• एक द्रव के बल को मापना

बल भौतिकी में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है। इसका उपयोग वस्तुओं के बीच की अन्योन्यक्रिया को वर्णित करने के लिए किया जाता है। बल वस्तुओं को चलने, रुकने या दिशा बदलने का कारण बन सकता है।