गती (Motion)

गती ( Motion)

गती म्हणजेच motion होय. गतीचे साधारणतः 3 प्रकार पडतात.

1. स्थानांतरणीय गती (Transiation Motion)
2. परिवलनिय गती (Rotational Motion)
3. कंपन गती (Vibrational Motion)

स्थानांतरणीय गती (Transiation Motion)

या गतीत वस्तुतील सर्व कणांचे स्थानांतर / विस्थापन एका समान अंतरातून होते. यात हेच चलन जर सरळ रेषेत होत असेल तर त्याला एकरेषीय किंवा रेखीय विस्थापन असे म्हणतात. 

एका दिशेने जाणारी गाडी, रस्त्यावरून न वळता जाणारा मनुष्य हे एकरेषीय विस्थापणाचे उदाहरण आहेत.

आणि हेच चलन जर वक्र असेल तर त्याला वक्र रेखीय विस्थापन असे म्हणतात. 

याच गतीला यादृश्चिक गती किंवा ब्राऊनची गती असे देखील संबोधले जाते.

परिवलनिय गती (Rotational Motion)

यामध्ये वस्तूचे कण हे एका आसाच्या भोवती परिवलन कक्षेत फिरतात. परिवलन गतीला घुर्णन गती असे देखील म्हणले जाते. 

परिवलन गतीचे उदाहरण म्हणजे पृथ्वीचे सूर्याभोवती फिरणे, पृथ्वीचे स्वतःभोवती फिरणे, कप्पी भोवरा, पंखा, पवनचक्की इत्यादी.

कंपन गती (Vibrational Motion)

थोडया अंतरावर एखाद्या वस्तुत सारख्याच प्रमाणे होणारी हालचाल म्हणजे कंपन गती होय. लंबक असलेल्या घड्याळाच्या लंबकाची गती, शिलाई मशीनच्या सुईचे कार्य, एखाद्या गिटार किंवा तंबोऱ्याच्या तारा छेडल्या नंतर त्याच्या तारेचे होणारे कंपन ही सर्व कंपन गतीचे उदाहरण आहेत. स्थायु आणि द्रव्य पदार्थातील अनु आणि रेणूंची हालचाल ही कंपन गती आहे.

विस्थापन (Displacement)

• एखाद्या वस्तूचे स्थान बदलणे म्हणजे विस्थापन होय. विस्थापन आणि अंतर या दोन वेगळ्या गोष्टी आहेत. अंतर म्हणजे वस्तूचे सुरुवातीचे स्थान ते त्याने शेवटच्या स्थानापर्यंत कापलेली लांबी होय. विस्थापन म्हणजे सुरुवातीच्या मूळ स्थानापासून ते अंतिम स्थानपर्यंतची मार्गाची एकरेषीय लांबी होय.
• आपण जी लांबी मोजतो ती एका दिशेला आपण किरणाच्या माध्यमातून दाखवू शकतो. त्यामुळे विस्थापन ही सदिश राशी आहे. आपण अंतर बघितले तर ती अदिश राशी आहे. विस्थापन हे देखील अंतराप्रमाणे cm, m, km मध्ये मोजतात.
• आपण अंतर जर दिशा देऊन दिले तर ते सदिश बनते. उदा 100 मी अंतर पूर्वेकडे

चाल (Speed)

• आपल्याकडे एकक कालावधी आहेत त्या एकक कालावधीमध्ये वस्तूने पार केलेल्या अंतरास वस्तूची चाल अस म्हणतात. 
• चाल = अंतर / काळ
• MKS पद्धतीत चालीचे एकक हे मीटर/सेकंद (m/s)
• CGS पद्धतीत चालीचे एकक हे सेमी / सेकंद (cm / s)
• चाल मोजताना आपण विस्थापणाची दिशा ही विचारत घेत नाहीत. त्यामुळे ही देखील अदिश राशी आहे. 
• काही महत्वाच्या गोष्टींची चाल खाली देत आहोत.

कीटक व सूक्ष्मजीव	152 m / s
चालणारा माणूस	1 m / s
हवेतून जाणारा ध्वनी	340 m/s
जेट विमान	1000 m/ s
पृथ्वीचे सूर्याभोवती परिक्रमन	104 m/ s
इलेक्ट्रॉन चे अणू केंद्राच्या भोवती भ्रमण	106 m/ s
हवेतून जाणारा प्रकाश	3 × 108 m/ s
सर्वात वेगवान प्राणी : चित्ता	29 m / s
सर्वात जास्त वेगाने उडणारा पक्षी :  ससाणा	78 m / s
बंदुकीची गोळी	860 m / s
प्रकाश आणि रेडिओ लहरी	3 × 105 m / s

• सरासरी चाल म्हणजे एखाद्या वस्तूने कापलेले एकूण अंतर आणि ते कापण्यासाठी लागलेला एकुन कालावधी यांचा भागाकार होय.

वेग

• एखाद्या वस्तूचा विस्थापनाचा दर म्हणजे वस्तूचा वेग होय. 
• वेगाचे MKS पद्धतीत एकक हे मीटर / सेकंद आहे.
• वेगाचे CGS पद्धतीत एकक हे सेमी / सेकंद आहे.

त्वरण (Acceleration)

• त्वरनिय गती म्हणजे जेव्हा एखाद्या वस्तूचा वेग बदलत जातो तेव्हा त्या वस्तूच्या वेग बदलाच्या गतीला त्वरणीय गती असे म्हणतात.
• एखाद्या एकक काळात होणारा वेगातील बदल म्हणजे त्वरण होय.
• उदाहरण म्हणजे तुम्ही रेल्वेचा वेग हा स्टेशनवरून निघाल्यावर वाढत जातो व गाडी स्टेशनवर येते तेव्हा हाच वेग कमी होत जातो.
• त्वरण हे वेगाशी संबंधित आहे , वेग ही सदिश राशी आहे त्यामुळे त्वरण देखील सदिश राशी आहे.

न्यूटनचे गतीविषयक नियम

न्यूटन…. सर आयझॅक न्यूटन! आकाशातील ग्रह तारे यांच्या गती, अणू आणि रेणू यासारख्या सूक्ष्म कणाच्या गती, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर असलेल्या वस्तूंच्या कणांची गती यांचे स्पष्टीकरण हे न्यूटन यांनी दिले. त्यांनी त्यांच्या “Mathematical Principles of Natural Philosophy ” (The Principle) या पुस्तकातून हे सर्व स्पष्टीकरण मांडले आहे. भौतिक शास्त्रातील मूलभूत नियमांमध्ये न्यूटनच्या गतीविषयक नियमांना खूप जास्त महत्व दिले आहे.

न्यूटनचा गतीविषयक पहिला नियम

• एखाद्या वस्तूवर कोणतेही असंतुलनीय बल क्रिया करत नसेल तर ती वस्तू अचल अवस्थेत असल्यास अचल अवस्थेत राहील किंवा सरळ रेषेत एक समान गतीत असेल तर एक समान गतीत राहील.
• जडत्व म्हणजे वस्तूमध्ये स्वतःहून आपली अवस्था न बदलण्याची असलेली नैसर्गिक प्रवृत्ती होय. ही प्रत्येक वस्तूमध्ये असते. याच जडत्वाच्या व्याख्येमुळे न्यूटनच्या गतीविषयक पहिल्या नियमाला जडत्वाचा नियम असे देखील म्हणले जाते.
• उदा 1: वेगात जाणाऱ्या बस मध्ये बसलेले प्रवासी हे अचानक ब्रेक दाबल्यानंतर पुढे ढकलले जातात. प्रवासी हे एका समान गतीत असतात त्यामुळे हे घडते.
• उदा 2: कॅरम बोर्ड वरील स्ट्राईकर आपण जेव्हा एक टिचकी मारून पुढे ढकलतो तेव्हा तो एकाही कवडीला स्पर्श करत नसेल तर त्या तशाच राहतात. इथे स्ट्राईकर कोणतेही बाह्य असंतुलनीय बल त्या कवड्यांवर लावत नाही.

न्यूटनचा दुसरा गतीविषयक नियम

• संवेग परिवर्तनाचा दर प्रयुक्त बलाशी समानुपाती असतो आणि संवेगाचे परिवर्तन बलाच्या दिशेने होते. 
• वस्तुमान व वेग यांचा गुणाकार म्हणजे संवेग होय. याला momentum असे म्हणतात.
• उदा 1: वेगाने जाणाऱ्या क्रिकेटच्या चेंडुपेक्षा टेनिसचा चेंडू सहज अडवता येतो.
• उदा 2: लाकडाच्या ठोकळ्यावर एखादी बंदुकीची गोळी झाडली असता ती त्या लाकडात घुसते.
• आघाताची तीव्रता ही त्या वस्तूचा वेग आणि वस्तुमान यापैकी कोणत्या एका किंवा दोन्ही घटकांवर अवलंबून असतो.
• “कोणत्याही बाह्य बलाची क्रिया होत नसताना, जेव्हा दोन किंवा अधिक वस्तू मध्ये टक्कर होत असते, तेव्हा त्या वस्तूंच्या आघातापूर्वी एकूण संवेग हा त्यांच्या आघातानंतरच्या एकूण संवेगा इतका असतो.”
• यालाच Law of Conservation Of Momentum म्हणजेच संवेग अक्षयतेचा नियम म्हणले जाते.
• बंदुकीतून गोळी मारताना गोळी ही जास्त वेगात पुढे जाते आणि त्याच्या प्रमाणात बंदूक थोडीशी मागे येते.

न्यूटनचा गतीविषयक तिसरा नियम

• क्रिया व प्रतिक्रिया बल यांचे परिमाणे समान असतात. त्यांच्या दिशा या एकमेकांच्या विरोधात असतात किंवा एखाद्या वस्तूवर बलाची क्रिया होत असताना, बल निर्माण करणाऱ्या दुसऱ्या वस्तूवर विरुद्ध दिशेने तेव्हडेच प्रतिक्रिया बल पडत असते. 
• Every Action has an equal and opposite reaction.
• गॅलिलिओ या शास्त्रज्ञाने (इटालियन) प्रयोगातून सिद्ध केले की, एखादी वस्तू समान वेगाने जात असेल तर त्या वस्तूवर क्रिया करणारे परिणामी बल हे शून्य असते. 
• म्हणजेच जेव्हा एखादी वस्तू समान वेगात जात असते तेव्हा तिला कोणत्याही बाह्य बलाची गरज नसते.
• उदा 1: खेळपट्टीवर बॉल आदळल्यानंतर तिथे क्रिया बल लावतो तर ती खेळपट्टी त्याला प्रतिक्रिया बल देऊन उसळी देते.
• उदा 2: बंदुकीतून निघणारी गोळी ही पुढे जाताना त्या बंदुकीला मागे ढकलत असते.