गुरुत्वाकर्षण व न्यूटनचे गतीविषयक नियम सविस्तर माहिती.

  • खालील सर्व प्रश्न काळजीपूर्वक वाचून त्यांच्या उत्तरासाठी खाली दिलेले मुद्दे सविस्तर अभ्यासा.
  • सर्व संकल्पना व्यवस्थित स्पष्ट होण्यासाठी खाली प्रश्न समजून घेऊन त्यांचे उत्तरे वहीत लिहून काढा. विद्यार्थ्यांना स्वयं अध्ययनासाठी हे खूप महत्त्वाची बाब ठरेल.
  • अवकाशातून एक 100 किलो वजनाची वस्तू व  एक 1 किलो वजनाची वस्तू खाली सोडली तर सर्वप्रथम कोणती वस्तू खाली येईल?
  • न्यूटनच्या गतीविषयक किती व्या नियमाला जडत्वाचा नियम म्हणतात?
  • न्यूटनचा प्रतिक्रिया बलाविषयी कितवा नियम आहे?
  • प्रत्येक दिवशी चंद्रोदय आदल्या दिवसापेक्षा सुमारे किती मिनिटे उशिरा होतो?
  • चंद्राला पृथ्वीभोवती एक परिभ्रमण पूर्ण करण्यास किती कालावधी लागतो?
  • एखादी वस्तू पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून वर फेकल्यानंतर ती परत कधीच न येण्यासाठी ती किती वेगाने फेकावी लागेल?
  • पलायन वेग म्हणजे काय?
  • समुद्रात लाटा या कशामुळे येतात?
  • एखाद्या उपग्रहाचा कक्षेमधील वेग कशावर अवलंबून असतो?
  • वजनाचे SI पद्धतीत एकक काय?
  • एखाद्या वस्तूचे वजन पृथ्वीवर 60 kg भरत असेल तर चंद्रावर किती भरेल?
  • विषुववृत्तापेक्षा ध्रुवावर एखाद्या वस्तूचे वजन जास्त भरेल की कमी भरेल?
  • लिफ्टने वर जाताना आपले वजन जास्त जाणवेल की कमी जाणवेल?
  • वजन म्हणजे काय?
  • वजन कशावर अवलंबून असते?
  • वस्तुमान म्हणजे काय?
  • गुरुत्व त्वरण हे वस्तूच्या वस्तुमानावर अवलंबून नसते असा निष्कर्ष कोणत्या शास्त्रज्ञाने काढला?
  • न्यूटनचा गुरुत्वाकर्षणाचा नियम सांगा?
  • कोणत्या शास्त्रज्ञाच्या मते विश्वातील कोणतत्याही दोन वस्तूंमध्ये आकर्षण बल असते?

गुरुत्वाकर्षण - Gravity

 सर आयझॅक न्यूटन यांच्या मते विश्वातील कोणत्याही  दोन वस्तूंमध्ये आकर्षण बल असते यालाच गुरुत्वाकर्षण असे म्हणतात.

According to Sir Isaac Newton, the force of attraction between any two objects in the universe is called gravity.

न्यूटनचा गुरुत्वाकर्षणाचा नियम - Newton's law of gravitation

  1.  विश्वातील कोणत्याही दोन वस्तू कोठेही असल्या तरी त्यांच्यात परस्परांना आकर्षणारे गुरुत्व बल असते. No matter where any two objects in the universe are, they have a gravitational force that attracts each other.

  •  हे बल वस्तूच्या वस्तुमानाच्या गुणाकाराची समानुपाती असते.
  •  वस्तूमधील अंतराच्या वर्गाला व्यस्त अनुपाती असते.
  • उंचावरून खाली जमिनीकडे येणाऱ्या वस्तूमध्ये त्वरण असते म्हणजेच हे तोरण गुरुत्वाकर्षणामुळे असते त्याला गुरुत्व त्वरण म्हणतात.
  • गुरुत्व त्वरण हे वस्तूच्या वस्तू मानावर अवलंबून नसते.
  •  तर ते पृथ्वीच्या वस्तुमानावर आणि पृथ्वीच्या केंद्रकापासून वस्तूपर्यंतच्या अंतरावर अवलंबून असते.
  • पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील गुरुत्व तरण हे 9.8 m/s2 एवढे असते.

थोर शास्त्रज्ञ गॅलेलियो याने वेगवेगळ्या वस्तू मनाचे दगड पिसाळ येथील झुकत्या मनोऱ्यावरून एकाच वेळी सोडली व असा निष्कर्ष काढला की गुरुत्व त्वरण हे वस्तूच्या वस्तुमानावर अवलंबून नसते. Gravitational acceleration does not depend on the mass of the object.

  • जसं जसे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाकडून दूर जावे तसे गुरुत्वाकर्षण कमी होत जाते.
  • जसे जसे पृथ्वीच्या केंद्रकाकडे जावे तसे तसे गुरुत्वाकर्षण कमी होत जाते.
  • पृथ्वीच्या ध्रुवाजवळ गुरुत्वाकर्षण जास्त असते.
  • पृथ्वीच्या विषुववृत्ताजवळ गुरुत्वाकर्षण ची किंमत कमी आहे.
  • पृथ्वीच्या केंद्रकाजवळ गेले म्हणजे पृथ्वीचे वस्तुमान शून्य गृहीत धरले जाईल म्हणूनच पृथ्वीच्या केंद्रात गुरुत्वाकर्षण ची किंमत शून्य असेल.

वस्तुमान - Mass

  1. कोणत्याही वस्तूचे वस्तुमान म्हणजे त्यामध्ये असणारा द्रव्य संचय होय.
  2. वस्तुमान सगळीकडे सारखेच असते ते बदलत नाही.
  3.  वस्तूचे वस्तुमान शून्य कधीच होत नाही.
  4. वस्तूचे वस्तुमान हे जडत्वाचे गुणात्मक माप आहे.      

वजन -weight

  • एखाद्या वस्तूला पृथ्वीच्या बलाने आपल्या केंद्राच्या दिशेने आकर्षित करते त्याला वस्तूचे वजन म्हणतात.
  • वस्तूचे वजन हे गुरुत्व त्वरणावर अवलंबून असते.
  • गुरुतत्त्वरण बदलले की वजनही बदलते.
  • वजन = वस्तुमान × गुरुत्व त्वरण

वस्तूचे वजन - 

  • ध्रुवावर जास्त जाणवेल.
  • विषुववृत्तावर कमी जाणवेल.
  •  उंचीवर कमी जाणवेल.
  •  पृथ्वीच्या खोलीत कमी जाणवेल.
  •  लिफ्ट वर जाताना अधिक जाणवेल.
  •  लिफ्ट खाली येताना कमी जाणवेल.

जर पृथ्वीचे स्वतःभोवती फिरणे थांबले तर पृथ्वीवरील वस्तूच्या वजनात वाढ होईल आणि जर पृथ्वी स्वतःभोवती अधिक गतीने फिरत असेल तर वजनात घट होईल.

  1. वस्तूमानाचे SI पद्धतीत किलोग्रॅम हे एकक आहे.
  2. वजनाचे SI पद्धतीत न्यूटन हे एकक आहे.
  3. चंद्रावर गुरुत्वाकर्षण ची किंमत पृथ्वीपेक्षा सहा पट कमी आहे.
  4. म्हणून चंद्रावर वजन पृथ्वीपेक्षा कमी भरेल.
  5. चंद्रावर वजन = पृथ्वीवरील वजन ÷ 6
  6. म्हणजेच पृथ्वीवर एखाद्या वस्तूचे वजन 60 kg भरले तर ते चंद्रावर 10 kgभरेल.

  • समुद्रात लाटा या चंद्र आणि सूर्य यांच्यामुळे येतात.
  • सूर्य हा चंद्र पेक्षा 27 मिलियन पटीने मोठा आहे.
  • मुक्त पतन हे निर्वातातच शक्य आहे.
  • एखाद्या उपग्रहाचा कक्षेमधील वेग हत्या उपग्रहाच्या वस्तुमानावर अवलंबून नसतो तर त्याची पृथ्वीपासून असणाऱ्या उंचीवर अवलंबून असते.
  • उपग्रहाला एक परिभ्रमण करण्यास लागणारा कालावधी हा - 
  • उपग्रहाच्या वस्तुमानावर अवलंबून नसतो.
  •  उपग्रहाच्या उंचीवर अवलंबून असतो.
  • जेवढी जास्त उंची तेवढाच जास्त कालावधी.

पलायन वेग - Escape Velocity

एखाद्या वस्तूला कमीत कमी लागणारा वेग ज्यामुळे ती वस्तू कक्षाच्या बाहेर जाईल आणि वापस गुरुत्व क्षेत्रात परतणार नाही.

जर एखादी वस्तू पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर 11.2km/s एवढ्या वेगाने बाहेर फेकली तर ती वस्तू परत कधीच येत नाही.

  1. चंद्र हा पृथ्वीपासून सरासरी तीन लाख 84 हजार 400 किलोमीटर एवढे अंतरावर आहे.
  2. चंद्राला पृथ्वीभोवती एक परिभ्रमण करण्यास 27.3 दिवस लागतात तर स्वतःभोवती परिवलनालाही तितकाच वेळ लागतो.
  3. प्रत्येक दिवशी चंद्रोदय आदल्या दिवसापेक्षा सुमारे 50 मिनिटे उशिरा होतो.
  4. एका अमावस्येपासून दुसऱ्या अमावस्येपर्यंत 29.5 दिवसाचा कालावधी असतो.


न्यूटनचे गतीविषयक नियम

१] न्यूटनचा गतीविषयक पहिला नियम.
  • यालाच जडत्वाचा नियम म्हणतात.
  •  जर एखाद्या वस्तूवर कोणतेही बाह्य असंतलेत बळ कार्यरत नसेल तर तिच्या विराम अवस्थेत किंवा सरळ रेषेतील एकसमान गतीमध्ये सातत्य राहते.
  • गतीचा पहिला नियम ही जडत्वाची व्याख्या सांगतो.
२] न्यूटनचा गतीविषयक दुसरा नियम. 
यालाच संवेगाचा नियम म्हणतात.
 संवेग परिवर्तनाचा दर प्रयुक्त बलाशी समानुपाती असतो आणि संवेगाचे परिवर्तन बलाच्या दिशेने होते.
संवेग म्हणजे वस्तूमधील सामावलेली एकूण गती.
संवेग = वस्तुमान × वेग

३] न्यूटनचा गतीविषयक तिसरा नियम.
यालाच प्रतिक्रिया बलाचा नियम म्हणतात.
प्रत्येक क्रियावलास समान परिमाणाचे एकाच वेगळणारे प्रतिक्रिया बल अस्तित्वात असते.
अग्निबाण किंवा रॉकेट च्या गतीसाठी वापरलेले तत्व न्यूटनच्या तिसऱ्या नियमावर आधारित आहे.