सारांश:
इस कक्षा में भौतिकी में सतत निकायों का अध्ययन किया जाता है। यह बिंदु जैसे वस्तुओं से शुरू होती है, लेकिन दिखाती है कि न्यूटन के यांत्रिकी कैसे यह बताते हैं कि कई कणों से बने वस्तुएं प्रकृति की सततता की नकल कर सकती हैं। यह कणों में गति और कारणों को समझने के लिए न्यूटन के नियमों की पुनरावृत्ति करती है। यह बताती है कि समुच्चित निकाय अनोखी विशेषताएं प्राप्त करते हैं और अपनी प्रतिक्रिया के आधार पर ठोस, तरल और गैसों में वर्गीकृत होते हैं।

अधिगम उद्देश्य:
इस कक्षा को पूरा करने के बाद, छात्र सक्षम होंगे:

1. समझना कि पदार्थ के बिंदुओं के बीच संभावित सापेक्ष गति की अवस्थाएं पदार्थ की अवस्थाओं को पुन: उत्पन्न कर सकती हैं।
2. पहचानना उन नई विशेषताओं को जो कणों के समूह बनाने पर उत्पन्न होती हैं।
3. समझना कण यांत्रिकी और सतत माध्यम यांत्रिकी के बीच संबंध।

विषय-सूची:
भौतिकी में सतत निकाय
हम भौतिकी में सतत निकायों को कैसे समझ सकते हैं?
सतत की भौतिकी

भौतिकी में सतत निकाय

भौतिकी में, हम अक्सर बिंदु जैसी वस्तुओं का अध्ययन करके शुरू करते हैं और आदर्शीकृत प्रणालियों से पहले अधिक जटिल और वास्तविक प्रणालियों से निपटते हैं। हालांकि प्रकृति में बिंदु जैसी वस्तुएं नहीं होतीं, यह दृष्टिकोण इसलिए समझ में आता है क्योंकि यह हमें अवधारणाओं को सरल और समझने योग्य तरीके से समझने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, न्यूटन के यांत्रिकी को सतत की भौतिकी से पहले विकसित किया गया था, इसलिए इसकी विधियों को समझने से यह समझने में मदद मिलती है कि कैसे सतत वस्तुएं, जो कि अत्यंत सूक्ष्म कणों की एक बड़ी संख्या से बनी होती हैं, उस सततता की नकल कर सकती हैं जिसे हम प्रकृति में देखते हैं।

न्यूटन के नियमों की पुनरावृत्ति

भौतिकी उन घटनाओं का अध्ययन करती है जो प्रकृति में परिवर्तनशील होती हैं, क्योंकि बिना परिवर्तन के कोई भी संभव अवधारणा नहीं हो सकती। इसलिए, न्यूटन के यांत्रिकी के मूलभूत सिद्धांतों को याद रखना महत्वपूर्ण है, जो हमें कणों की गति और उनके कारणों को समझने की अनुमति देते हैं, साथ ही स्थिति, गति और उनके परिवर्तन।

स्थिति और गति पदार्थ के गुण हैं, जो वस्तु के स्थान और गति को अंतरिक्ष में संदर्भित करते हैं। सभी वस्तुएं जो द्रव्यमान रखती हैं, उनकी स्थिति और गति की अवस्था होती है।

आइए न्यूटन के तीन नियमों को याद करें।

• प्रथम नियम: जड़त्व का नियम:
  बाहरी बल की अनुपस्थिति में, हर वस्तु अपनी गति की अवस्था बनाए रखती है।
• द्वितीय नियम: बल और द्रव्यमान का नियम:
  यदि वस्तु की गति की अवस्था में परिवर्तन होता है, तो यह किसी बल के कारण होगा और यह बल गति की अवस्था के समय के साथ परिवर्तन के समतुल्य होता है।

  \displaystyle\vec{F}= \frac{d\vec{p}}{dt}

• तृतीय नियम: क्रिया और प्रतिक्रिया का नियम:
  हर “क्रिया” बल के लिए एक “प्रतिक्रिया” बल होता है, जो मात्रा में समान होता है, लेकिन दिशा में विपरीत होता है।

हम भौतिकी में सतत निकायों को कैसे समझ सकते हैं?

एक सतत निकाय बिंदु जैसी वस्तुओं का एक समूह है; एक पेड़ की शाखा या हमारे शरीर का रक्त इतने छोटे आकार और बड़ी संख्या में कणों से बना होता है कि, एक साथ रखे जाने पर, वे “सततता” के रूप में दिखाई देते हैं।

समूहित रूप में बने निकाय ऐसी विशेषताएं प्राप्त करते हैं जो उनके हिस्से व्यक्तिगत रूप से नहीं रखते।

• अन्य कणों के संबंध में प्रत्येक कण की स्थिति शरीर के आकार का उत्पादन करती है।
• संपूर्ण शरीर की गति की अवस्था सभी कणों की सामूहिक गति की अवस्था के कारण होती है।
• और पदार्थ के बिंदुओं के बीच सापेक्ष गति की संभावनाएं पदार्थ की अवस्थाओं को उत्पन्न करती हैं।

ये सभी चीजें परिवर्तनशील होती हैं। इस प्रकार, इन भौतिक विशेषताओं के आधार पर, हम निकायों को इस आधार पर वर्गीकृत कर सकते हैं कि वे बाहरी बल के प्रभाव में कैसे बदलते हैं।

भौतिकी में सतत निकायों के प्रकार

सतत निकायों को निम्नलिखित रूप में वर्गीकृत किया जाता है:

वे जिनमें कणों के बीच सापेक्ष स्थिति बाहरी बलों की अनुपस्थिति में स्थिर रहने की प्रवृत्ति होती है।

एक ओर, ठोस में, इसे बनाने वाले कणों के बीच की सापेक्ष स्थिति स्थिर रहने की प्रवृत्ति होती है, जब तक कि बाहरी बल नहीं लगाया जाता। इस वर्ग में इस्पात, लकड़ी, हड्डियाँ या रबर से बने निकाय आते हैं। कणों के बीच की सापेक्ष स्थिति को दो प्रकार की बलों द्वारा बनाए रखा जाता है: एक ओर, हमारे पास पुनःस्थापन बल होते हैं, जो किसी भी बल का विरोध करते हैं जो कणों को उनकी सापेक्ष स्थिति से हटाने की कोशिश करता है, और विसरण बल, जो बाहरी बल के प्रभाव से डाली गई ऊर्जा को मुक्त कर देते हैं जब तक कि वह गायब न हो जाए। पुनःस्थापन बल एक स्प्रिंग को गड़बड़ी के बाद दोलन करने के लिए जिम्मेदार होते हैं, जबकि विसरण बल एक लोहे की छड़ को मोड़ने पर गर्म होने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

और वे जिनमें इसके विपरीत, बाहरी बलों की अनुपस्थिति में भी कणों के बीच सापेक्ष स्थिति बदलती है।

इसके विपरीत, तरल पदार्थ में, कणों के बीच सापेक्ष स्थिति तब भी बदलती है जब बाहरी बल नहीं लगाए जाते हैं और यहां तक कि जब निकाय अपनी आकृति बनाए रखता है। एक बोतल में सीमित हवा या बाल्टी में पानी इसी प्रकृति के होते हैं। वे बल जो प्रत्येक भाग को अपनी जगह पर बनाए रखते हैं, वे लगभग न के बराबर होते हैं और विसरण बल गाढ़ापन की घटना के लिए जिम्मेदार होते हैं।

इनको दो प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:

तरल निकाय:

पर्याप्त मजबूत आंतरिक बल होते हैं जो औसत सापेक्ष दूरी, लेकिन स्थिति नहीं, बनाए रखते हैं, जिससे समग्र रूप से पदार्थ स्थिर मात्रा बनाए रखने की प्रवृत्ति रखता है।

गैसीय निकाय:

प्रतिबंधों की अनुपस्थिति में, उनके पास एक निश्चित मात्रा नहीं होती। कण उपलब्ध स्थान में स्वतंत्र रूप से चलते हैं। जब वे एक कंटेनर में बंद होते हैं, तो उसके अंदर का हर बिंदु गैस कणों के लिए एक संभावित स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है।

ठोस और तरल पदार्थों के बीच मुख्य अंतर यह है कि ठोस अपने आकार को बनाए रखने की प्रवृत्ति रखते हैं जबकि तरल नहीं। जब एक ठोस आकार बदलता है, तो वह या तो अपनी मूल आकृति में लौटने की कोशिश करता है या गर्म होता है (कम से कम इन दोनों में से एक), और यहां तक कि टूट भी सकता है; इसके विपरीत, तरल पदार्थ अपने कणों की गति को बहुत कम प्रतिरोध प्रदान करते हैं और, ठोस के विपरीत, वे अपने कंटेनर के अनुकूल होते हैं।

सतत की भौतिकी

यह विज्ञान उन्हीं सतत निकायों के अध्ययन से संबंधित है जिन्हें हमने अभी वर्णित किया है और उनकी भौतिक विशेषताएं; लेकिन जैसा कि हमने देखा है, यह माना जाता है कि निकाय के कणों की संख्या और आकार इतने होते हैं कि वे इसे एक सतत वस्तु के रूप में व्यवहार कराते हैं। इस विज्ञान में, हालांकि हम “कणों के बीच बलों” के बारे में बात करते हैं, उनकी प्रकृति, चाहे विद्युतचुंबकीय, क्वांटम मूल के हों या सरल टक्करों के हों, विस्तृत नहीं होती; इसके बजाय, यह एक सामूहिक विश्लेषण होता है। ऐसी स्थितियों का विस्तृत विश्लेषण, जिसमें कणों के बीच बलों के प्रकारों पर विचार किया जाता है, सांख्यिकीय यांत्रिकी का अधिक होता है। इस विज्ञान से, अन्य विज्ञान उस निकाय के प्रकार के आधार पर उत्पन्न होते हैं जो अध्ययन किया जाता है और उस अध्ययन को दिया गया ध्यान।

• सतत की भौतिकी
  • ठोस यांत्रिकी
    विभिन्न प्रकार के विकृति तनाव के तहत ठोस पदार्थों के व्यवहार का अध्ययन करती है।
  • तरल यांत्रिकी
    • तरल गतिकी: द्रवों के व्यवहार का अध्ययन करती है
    • वायुगतिकी: गैसों के व्यवहार का अध्ययन करती है