fundamental-mechanics
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଗତି ନିୟମର ଏକ ଗାଇଡ୍
Table of Contents
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଗତି ନିୟମ ବୁଝିବା: ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଗାଇଡ୍
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଗତି ନିୟମ ହେଉଛି ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ରତ୍ନ, ଯାହା ବସ୍ତୁଗୁଡିକ କିପରି ଗତି କରନ୍ତି ଯେତେବେଳେ ଶକ୍ତିଗୁଡିକ ସେମାନଙ୍କ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ସେ ବିଷୟରେ ନିୟମ ପ୍ରଦାନ କରେ _ 17 ଶତାବ୍ଦୀରେ ସାର୍ ଆଇଜାକ୍ ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତୁତ ଏହି ତିନିଟି ନିୟମ ଏକ ବହି କାହିଁକି ଟେବୁଲ ଉପରେ ରହିଥାଏ, ଏକ ରକେଟ୍ କିପରି ମହାକାଶକୁ ଉଡ଼ାଣ କରିଥାଏ ସେ ବିଷୟରେ ସବୁକିଛି ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରେ _ ଆପଣ ପ୍ରଥମ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ କ୍ଲାସ୍ ନେଉଥିବା ଛାତ୍ର ହୁଅନ୍ତୁ କିମ୍ବା ମୌଳିକ ଜ୍ଞାନକୁ ନବୀକରଣ କରିବାକୁ ଚାହୁଁଥିବା ଜଣେ ପେସାଦାର, ଏହି ନିୟମଗୁଡିକ ବୁଝିବା ଭୌତିକ ଦୁନିଆକୁ ବୁଝିବା ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ _ ଏହି ଗାଇଡରେ, ଆମେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ନିୟମକୁ ସରଳ ଭାଷାରେ ଭାଙ୍ଗିବା, ବାସ୍ତବ ଦୁନିଆର ଉଦାହରଣ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିବା ଏବଂ କାହିଁକି ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ଆଧୁନିକ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକତା ମଧ୍ୟରେ ଅପରିହାର୍ଯ୍ୟ ହୋଇ ରହିଛି _
ଇତିହାସଃ ନିଉଟନ୍ କିପରି ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନକୁ ବଦଳାଇଲା
ନିଉଟନ୍ ପୂର୍ବରୁ, ଗତିର ପ୍ରଚଳିତ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ଆରସ୍ତୋଲେଙ୍କଠାରୁ ଆସିଥିଲା, ଯିଏ ବିଶ୍ବାସ କରୁଥିଲେ ଯେ ବସ୍ତୁଗୁଡିକ ପ୍ରାକୃତିକ ଭାବରେ ବିଶ୍ରାମ ନେବେ ଯଦି ଏକ ଶକ୍ତି ସେମାନଙ୍କୁ କ୍ରମାଗତ ଭାବରେ ଚାପି ନଦିଏ । ଗାଲିଲିଓ ଗାଲିଲିଲି ଏହି ବିଚାରକୁ ଆଖିବୁଜିଥିବା ପ୍ଲେନ୍ ଉପରେ ପରୀକ୍ଷଣ କରି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ କରିଥିଲେ, ଏହା ଦେଖାଇଦେଲେ ଯେ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ହ୍ରାସ ହେଲେ ଗତିଶୀଳ ବସ୍ତୁଗୁଡିକ ଗତିଶୀଳ ହୋଇ ରହନ୍ତି । ନିଉଟନ୍ ଏହି ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ଏବଂ ତାଙ୍କ ନିଜ କାର୍ଯ୍ୟକୁ ଫିଲିସୋଫିଆ ନେଟରାଲିସ୍ ପ୍ରିନ୍ସିପା ମାଥେମାଟିକା (FLT:0) ରେ ସଂଯୁକ୍ତ କରିଥିଲେ, ଯେଉଁଠାରେ ସେ ସାର୍ବଜନୀନ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣର ନିୟମ ସହିତ ଗତିର ତିନି ନିୟମ ପ୍ରକାଶ କରିଥିଲେ ।
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଅବଦାନ ବିପ୍ଳବପୂର୍ଣ୍ଣ ଥିଲା କାରଣ ଏହା ଗତି ପାଇଁ ଏକ ପରିମାଣିକ, ପୂର୍ବାନୁମାନିକ ଢାଞ୍ଚା ପ୍ରଦାନ କରିଥିଲା । ଗତିକୁ ଗୁଣାତ୍ମକ ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବା ପରିବର୍ତ୍ତେ, ତାଙ୍କର ନିୟମ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନଙ୍କୁ ଏକ ବଳ ଏକ ବସ୍ତୁର ବେଗକୁ କିପରି ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବ ତାହାର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଗଣନା କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେଇଥିଲା । ଏହି ଗଣିତିକ ପଦ୍ଧତି ଶିଳ୍ପ ବିପ୍ଳବ, ଆଧୁନିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ଏପରିକି ମହାକାଶ ଅନୁସନ୍ଧାନ ପାଇଁ ଆଧାରଶିଳାପ ରଖିଥିଲା । ଆପଣ ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଜୀବନ ଏବଂ ପଦ୍ଧତି ବିଷୟରେ ଷ୍ଟାନଫୋର୍ଡ ଏନସାଇକ୍ଲୋପିଡ଼ିଆ ଅଫ୍ ଫିଲିସୋଫିରେ ଅଧିକ ପଢ଼ିପାରିବେ କିମ୍ବା ପାରସ୍ପରିକ ସିମୁଲେସନ୍ଗୁଡିକର ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିପାରିବେ ।
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ପ୍ରଥମ ଗତି ନିୟମ: ଇନର୍ସିୟା ନିୟମ
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ପ୍ରଥମ ନିୟମ ଅନୁଯାୟୀ, ବିଶ୍ରାମ ସ୍ଥଳରେ ଥିବା ବସ୍ତୁ ବିଶ୍ରାମରେ ରହିଥାଏ ଏବଂ ଗତିଶୀଳ ବସ୍ତୁ ସମାନ ବେଗରେ ଏବଂ ସମାନ ଦିଗରେ ଗତି କରିଥାଏ, ଯଦି ଏକ ଅସନ୍ତୁଳିତ ବାହ୍ୟ ଶକ୍ତି ଦ୍ୱାରା କାର୍ଯ୍ୟ ନକରାଯାଏ ।
ଇନର୍ଟିଆ ର ପ୍ରକୃତ ଅର୍ଥ
ଦୈନନ୍ଦିନ ଜୀବନରେ ଆମେ ଜିନିଷଗୁଡ଼ିକର ଗତିକୁ ଧୀରେ ଧୀରେ ଏବଂ ଅଟକାଇବାର ସମସ୍ତ ସମୟ ଦେଖିଥାଉଃ ଘୂର୍ଣ୍ଣିବାତ୍ୟା ଯୋଗୁଁ ଏକ ରୋଲିଂ ବଲ୍ ଅଟକିଯାଏ, ବାୟୁ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ଘୂର୍ଣ୍ଣିବାତ୍ୟା ଯୋଗୁଁ ଏକ ଡେସ୍କରେ ଏକ ସ୍ଲିଡିଂ ବହି ଅଟକିଯାଏ _ କିନ୍ତୁ ପ୍ରଥମ ନିୟମ ଆମକୁ କହିଥାଏ ଯେ ଯଦି ଆପଣ ସମସ୍ତ ବାହ୍ୟ ଶକ୍ତି (ଘୂର୍ଣ୍ଣିବାତ୍ୟା, ଝଟକା, ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ, ଇତ୍ୟାଦି) କୁ ଦୂର କରିପାରିବେ, ତେବେ ଏକ ବସ୍ତୁ ସ୍ଥିର ବେଗରେ ଧୃତ ରେଖା ରେ ଅନନ୍ତକାଳ ପାଇଁ ଗତି କରିବ _ ଏହା ଏକ ଧାରଣାତ୍ମକ ଆଦର୍ଶନ ଅଟେ _ ଏହା ମାଟିର ମୂଳ ବ୍ୟବହାରକୁ ସୂଚୀତ କରେ _
ଇନର୍ସିୟା ମାଟିକ ସହିତ ସିଧାସଳଖ ଜଡିତ । ଗୋଟିଏ ବସ୍ତୁର ଯେତେ ଅଧିକ ମାଟିକତା ଥାଏ, ସେତେ ଅଧିକ ଇନର୍ସିୟା ଥାଏ, ଏବଂ ଏହା ଚାଲିବା ଆରମ୍ଭ କରିବା କିମ୍ବା ଚାଲିବା ପରେ ଏହାକୁ ବନ୍ଦ କରିବା କଷ୍ଟକର ହୋଇଥାଏ । ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଏକ ବାଇକ୍ କୁ ଏକ କାର ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ସହଜରେ ଚାଳନା କରିବା କାରଣ କାରର ଇନର୍ସିୟା ବହୁତ ଅଧିକ ଅଟେ ।
ପ୍ରଥମ ନିୟମର ଦୈନନ୍ଦିନ ଉଦାହରଣ
- ସିଟ୍ ବେଲ୍ଟଃ ଯେତେବେଳେ ଏକ କାର ହଠାତ୍ ଅଟକିଯାଏ, ଆପଣଙ୍କ ଶରୀର ଗତିଶୀଳତା ହେତୁ ଆଗକୁ ବଢିଥାଏ। ଏକ ସିଟ୍ ବେଲ୍ଟ ଆପଣଙ୍କୁ ସୁରକ୍ଷିତ ଭାବରେ ଅଟକାଇବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ବାହ୍ୟ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରେ।
- ଫ୍ଲଟଃ୦ ଏକ ଟେବୁଲ କପଡା ଚକ୍କରଃ ଯଦି ଆପଣ ଶୀଘ୍ର ଟେବୁଲ କପଡା ଟାଣି ନିଅନ୍ତି, ତେବେ ଭୋଜନ ସ୍ଥାନରେ ରହିଥାଏ କାରଣ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ଶକ୍ତି କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ସମୟ ପାଇନାହିଁ _ସେମାନେ ଗତିଶୀଳତା ହେତୁ ବିଶ୍ରାମରେ ରୁହନ୍ତି _
- ବସ୍ରେ ଆପଣଙ୍କ ସନ୍ତୁଳନ ହରାଇବା: ଯେତେବେଳେ ବସ୍ ହଠାତ୍ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୁଏ, ଆପଣଙ୍କ ଶରୀର ଭୂମିର ତୁଳନାରେ ବିଶ୍ରାମରେ ରହିଥାଏ, ଯାହା ଆପଣଙ୍କୁ ପଛକୁ ଘୁଞ୍ଚାଇଥାଏ ।
ପ୍ରଥମ ନିୟମରୁ ଥିବା ଗୁରୁତ୍ବପୂର୍ଣ୍ଣ ଶିକ୍ଷା
- ବସ୍ତୁଗୁଡିକ ଚଳିବା ପାଇଁ ଏକ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକ କରନ୍ତି ନାହିଁ _ ସେମାନେ ସେମାନଙ୍କର ଗତି ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବାକୁ ଏକ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକ କରନ୍ତି _
- ଇନର୍ସିୟା କୌଣସି ଶକ୍ତି ନୁହେଁ, ଏହା ମାଟିର ଏକ ଗୁଣ ।
- ଏହି ନିୟମ ରେଖା ର ଏକ ଇନର୍ସିଆଲ ଫ୍ରେମ କୁ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରାଯାଏ, ଯେଉଁଠି ନିୟମଟି ସତ୍ୟ ଅଟେ । ଗତିଶୀଳ ଫ୍ରେମ ରେଖା (ଯେପରି ଏକ ଘୁଞ୍ଚୁଥିବା କ୍ୟାରୁସେଲ୍) ରେ କଳ୍ପନା ଶକ୍ତି ଦେଖାଯାଏ ।
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଦ୍ବିତୀୟ ନିୟମ: ଗତିର ନିୟମ
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଦ୍ବିତୀୟ ନିୟମ ବଳ, ଭଣ୍ଡାର ଏବଂ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତୀ ମଧ୍ୟରେ ଗଣିତିକ ସମ୍ପର୍କ ପ୍ରଦାନ କରେଃ F F net = m × a ଏଠାରେ, Fnet ହେଉଛି ଏକ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ନେଟ ବାହ୍ୟ ବଳ (ନ୍ୟୁଟନ୍ରେ ମାପାଯାଏ, N), m ହେଉଛି ବସ୍ତୁର ଭଣ୍ଡାର (କିଗ୍ରାମ), ଏବଂ a ହେଉଛି ଏହାର ତ୍ୱରାନ୍ୱିତୀକରଣ (m/s2) । ଏହି ନିୟମ ଆମକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ କହିଥାଏ ଯେ ଏକ ବସ୍ତୁ କେତେ ଶୀଘ୍ର ଗତି କରିବ, ଧୀର ହେବ କିମ୍ବା ଦିଗ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବ ଯେତେବେଳେ ଏକ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ ।
ଫର୍ମୁଲା ଭାଙ୍ଗିବା
- ଫ୍ଲଟ-୧ଃ ନେଟ-୨ଃ ଫ୍ଲଟ-୩ ହେଉଛି ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ସମସ୍ତ ଶକ୍ତିର ଭେକ୍ଟର ସମୂହ। ଯଦି ଏକାଧିକ ଶକ୍ତି ଭିନ୍ନ ଦିଗରେ ଚାଲୁଥାଏ, ତେବେ ନେଟ ଶକ୍ତି ଗତି ନିର୍ଦ୍ଧାରଣ କରେ।
- ]m ହେଉଛି ବସ୍ତୁର ଗତିଶୀଳତା ମାଟୀର ଏକ ମାପ ଯାହା ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଏହା ଗତିକୁ କେତେ ବିରୋଧ କରେ ।
- ]a ହେଉଛି ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ, ଯାହା ନେଟ ବଳ ସହିତ ସମାନ ଦିଗରେ ସୂଚାଏ ।
ଧ୍ୟାନ ଦିଅନ୍ତୁ ଯେ ନିୟମ ଅନୁଯାୟୀ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା ସିଧାସଳଖ ନେଟ ଫୋର୍ସ ସହିତ ଅନୁପାତୀୟ: ଶକ୍ତିକୁ ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କରନ୍ତୁ ଏବଂ ଆପଣ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତାକୁ ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କରନ୍ତୁ (ସମାନ ବଳ ପାଇଁ) । ବିପରୀତ ଭାବରେ, ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା ଭାରସାମ୍ୟିକ: ମାସ୍ ଦୁଇଗୁଣିତ କରନ୍ତୁ, ଏବଂ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତାର ଅଧା (ସମାନ ବଳ ପାଇଁ) ।
ବ୍ୟବହାରିକ ଉପଯୋଗ
- ଯାନର ଡିଜାଇନ୍ଃ ଯାନର ଗତି ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସମୟ ମଧ୍ୟରେ 0 ରୁ 60 mph ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବଢ଼ାଇବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ହେଉଥିବା ଇଞ୍ଜିନର ଶକ୍ତି ଗଣନା କରିବା ପାଇଁ ଯାନର ଡିଜାଇନ୍ F = ma ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି ।
- [[ସ୍ପୋର୍ଟଃ [[ବେସବଲ ପିଚର]] ଏକ ଛୋଟ ଦୂରତା ଉପରେ ବଲ ଉପରେ ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରେ। ବଳ (ଶକ୍ତ ବଳ) ବୃଦ୍ଧି କରି କିମ୍ବା ମାଟ (ଲାଭ ବଲ) ହ୍ରାସ କରି, ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ଏବଂ ତେଣୁ ଅନ୍ତିମ ବେଗ ବଢ଼ିଥାଏ।
- ଏୟାରବ୍ୟାଗଃ ଏକ ଧକ୍କା ସମୟରେ, ଏକ ଏୟାରବ୍ୟାଗ ଚାଲୁଥାଏ ଯାହା ବଳ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିବା ସମୟକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ, ଯାତ୍ରୀଙ୍କ ଉପରେ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ (ଏବଂ ତେଣୁ ବଳ) କୁ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ । ଏହା F = ma ର ସିଧାସଳଖ ପ୍ରୟୋଗ ଅଟେ: ଏକ ଦୀର୍ଘ ସମୟର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ସମାନ ଗତି ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ ଏକ ଛୋଟ ହାରାହାରି ବଳ ।
- ଫ୍ଲଟଃ୦ଃ ଫ୍ଲଟଃ୧ ଗ୍ରାଭିଟି ଏକ ନିରନ୍ତର ତଳକୁ ଚାଲୁଥିବା ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରିଥାଏ (ଫ୍ଲଟଃ୨ ମିଲିଗ୍ରାଫ୍ଟଃ୩), ତେଣୁ ପୃଥିବୀର ଉପରିସ୍ଥ ସମସ୍ତ ବସ୍ତୁ ମାଟୀର ନିର୍ବିଶେଷରେ ୯.୮ ମିଟର/ସେକ୍ସିରେ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୋଇଥାଏ ।
ସାଧାରଣ ଗଣନା ଉଦାହରଣ
ଯଦି ଆପଣ ୧୦ କିଲୋଗ୍ରାମର ଏକ ବକ୍ସକୁ ୫୦ ନୋଟ୍ ହରିଜୋଣ୍ଟାଲ୍ ଫୋର୍ସ ସହିତ ଚାଳନା କରନ୍ତି, ତେବେ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା ହେଉଛି a = F/m = ୫୦ N / 10 kg = ୫ m/s2 । ଯଦି ଆପଣ ଶକ୍ତିକୁ ୧୦୦ N କୁ ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କରନ୍ତି, ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା ୧୦ m/s2 ହୋଇଯାଏ । ଯଦି ଆପଣ ଶକ୍ତିକୁ ୫୦ N ରେ ରଖନ୍ତି କିନ୍ତୁ ଭାରକୁ ୨୦ କିଲୋଗ୍ରାମକୁ ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କରନ୍ତି, ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା ୨.୫ m/s2 କୁ ହ୍ରାସ ପାଇଥାଏ ।
ଗଭୀର ଗଣିତ ଏବଂ ସିମୁଲେସନ୍ ଉପକରଣ ପାଇଁ, ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ଦ୍ୱିତୀୟ ନିୟମକୁ ଖାନ୍ ଏକାଡେମୀର ଗାଇଡ୍ ଦେଖନ୍ତୁ ।
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ତୃତୀୟ ନିୟମ: କାର୍ଯ୍ୟ ଓ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ନିୟମ
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ତୃତୀୟ ନିୟମ ଅନୁଯାୟୀ, ପ୍ରତ୍ୟେକ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ସମାନ ଏବଂ ବିପରୀତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ରହିଥାଏ । ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଯେ ଶକ୍ତି ସର୍ବଦା ଯୋଡିରେ ହୁଏ । ଯେତେବେଳେ ବସ୍ତୁ A ବସ୍ତୁ B ଉପରେ ଏକ ଶକ୍ତି ପ୍ରୟୋଗ କରେ, ବସ୍ତୁ B ଏକାସଙ୍ଗରେ ବସ୍ତୁ A ଉପରେ ସମାନ ପରିମାଣର ଶକ୍ତି ଏବଂ ବିପରୀତ ଦିଗ ପ୍ରୟୋଗ କରେ ।
କାର୍ଯ୍ୟ-ପ୍ରତିପ୍ରବାହ ଯୋଡ଼ିର ସ୍ପଷ୍ଟୀକରଣ
ଏହା ବୁଝିବା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଯେ ଏକ ଆକ୍ସନ-ରିଏକ୍ସନ ଯୋଡ଼ିରେ ଥିବା ଦୁଇଟି ଶକ୍ତି ବିଭିନ୍ନ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିଥାଏ । ସେମାନେ ପରସ୍ପରକୁ ବାତିଲ କରନ୍ତି ନାହିଁ କାରଣ ସେମାନେ ପୃଥକ ଶରୀରକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରନ୍ତି । ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଯେତେବେଳେ ଆପଣ କାନ୍ଥକୁ ଚାପି ଦିଅନ୍ତି, କାନ୍ଥ ସମାନ ଶକ୍ତି ସହିତ ପଛକୁ ଚାପିଥାଏ । କାନ୍ଥ ଉପରେ ଆପଣ ପ୍ରୟୋଗ କରୁଥିବା ଶକ୍ତି ଆପଣଙ୍କୁ ଗତି କରିବାକୁ ବାଧ୍ୟ କରେ ନାହିଁ; ଏହା କାନ୍ଥ ଉପରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଶକ୍ତି ଆପଣଙ୍କୁ ପଛକୁ ଟାଣିଥାଏ ।
ବାସ୍ତବ ଦୁନିଆର ଉଦାହରଣ
- ପାଦ ମାଟି ଉପରେ ପଛକୁ ଚାପିଥାଏ, ମାଟି ଆପଣଙ୍କ ପାଦ ଉପରେ ଆଗକୁ ଚାପିଥାଏ। ସେହି ଆଗକୁ ଚାପି ଆପଣଙ୍କୁ ଆଗେଇଥାଏ।
- ] ସ୍ବିମିଂଃ ] ଆପଣ ପାଣିକୁ ପଛକୁ ଟାଣି ନିଅନ୍ତି; ପାଣି ଆପଣଙ୍କୁ ଆଗକୁ ଟାଣି ନେଇଥାଏ ।
- ରକେଟ୍ ଆଗମନଃ ଏକ ରକେଟ୍ ନିଷ୍କାସନ ଗ୍ୟାସକୁ ତଳକୁ ବହିଷ୍କାର କରେ; ନିଷ୍କାସନ ଗ୍ୟାସ ରକେଟ୍ କୁ ଉପରକୁ ଟାଣିଥାଏ । ଏହା ମହାକାଶର ଭ୍ୟାକ୍ୟୁମରେ କାମ କରେ କାରଣ କୌଣସି ବାହାର ବାୟୁ ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ ନାହିଁ ।
- ବଲ୍ ମାରିବା: ଆପଣଙ୍କ ପାଦ ବଲ୍ ଉପରେ ଶକ୍ତି ପ୍ରୟୋଗ କରି ଏହାକୁ ଆଗକୁ ବଢ଼ାଇଥାଏ; ବଲ୍ ଆପଣଙ୍କ ପାଦ ଉପରେ ସମାନ ଶକ୍ତି ପ୍ରୟୋଗ କରିଥାଏ (ଯାହା ଆପଣ ଏକ ଚକ୍କର ଭଳି ଅନୁଭବ କରନ୍ତି) ।
କାହିଁକି ଆକ୍ସନ-ରିଏକ୍ସନ ଯୋଡ଼ିମାନେ ବାତିଲ କରନ୍ତି ନାହିଁ
ଅନେକ ଛାତ୍ର ଭୁଲରେ ଭାବନ୍ତି ଯେ ଯଦି ପ୍ରତ୍ୟେକ କାର୍ଯ୍ୟର ସମାନ ବିପରୀତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଥାଏ, ତେବେ ସମସ୍ତ ଶକ୍ତି ବାତିଲ ହୁଏ ଏବଂ କିଛି ମଧ୍ୟ କେବେ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୋଇପାରିବ ନାହିଁ । ଭୁଲ୍ ହେଉଛି ଭୁଲିବା ଯେ ଦୁଇଟି ଶକ୍ତି ବିଭିନ୍ନ ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ । ଯେକୌଣସି ଏକ ବସ୍ତୁ ଉପରେ ନେଟ ଫୋର୍ସ ହେଉଛି ସେହି ବସ୍ତୁ ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ବସ୍ତୁ ର ସମୁଦାୟ । ଭୂମି ଆପଣଙ୍କୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରିବା ପାଇଁ ଆପଣଙ୍କୁ ଧକ୍କା ଦେବା ଉଚିତ୍ _ ଏବଂ ସେହି ଶକ୍ତି ଭୂମି ଉପରେ ଆପଣଙ୍କର ଧକ୍କା ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅଟେ _ ଭୂମି ଏହାର ଗଣତି ବହୁତ ବଡ଼ ହେତୁ ଆଖିଦୃଶିଆ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୁଏ ନାହିଁ, ତେଣୁ ସେହି ଶକ୍ତି ଏହା ଉପରେ ଅଳ୍ପ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ସୃଷ୍ଟି କରେ _
ସାଧାରଣ ଭୁଲ ଧାରଣା ଓ ସ୍ପଷ୍ଟୀକରଣ
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମକୁ ଅନେକ ସମୟରେ ଭୁଲ ବୁଝାଯାଏ କାରଣ ପାଠ୍ୟପୁସ୍ତକଗୁଡ଼ିକ ଏହାକୁ ସରଳ କରିଥାଏ କିମ୍ବା ଆମର ଦୈନନ୍ଦିନ ଅନୁଭବରେ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ଏବଂ ବାୟୁ ପ୍ରତିରୋଧ ଭଳି ଶକ୍ତି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ହୋଇଥାଏ ଯାହା ଆଦର୍ଶିତ ବ୍ୟବହାରକୁ ଲୁଚାଇଥାଏ । ଏଠାରେ କିଛି ସ୍ଥାୟୀ ମିଥ୍ ଅଛି, ସୁଧାରିତଃ
| Misconception | Correction |
|---|---|
| Objects in motion need a force to keep moving. | According to the First Law, objects maintain their velocity unless acted on by a net external force. Friction and air resistance are forces that slow them down. |
| Heavy objects fall faster than light ones. | In a vacuum, all objects fall at the same acceleration g because the gravitational force (mg) is proportional to mass, so the masses cancel in F=ma. Air resistance can cause different rates, but that’s a separate force. |
| Action and reaction forces cancel out, so no net motion is possible. | They act on different objects, so they don’t cancel for a single body. The net force on each object determines that object’s acceleration. |
| Newton’s laws are only true on Earth. | They apply anywhere in the universe, though they break down at very high speeds (near light speed) or very strong gravity (requiring relativity) and at atomic scales (requiring quantum mechanics). |
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମ ଆଜି ବି କାହିଁକି ଜରୁରୀ?
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମ କେବଳ ଐତିହାସିକ ଆକର୍ଷଣ ନୁହେଁ । ଏହା ଭିତ୍ତିଭୂମି ବିଶ୍ଳେଷଣ ଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ରୋବୋଟିକ୍ସ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଅଧିକାଂଶ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ବିଜ୍ଞାନର ଆଧାର । ଯେତେବେଳେ ଆପଣ ଏକ ପୋଲ ଡିଜାଇନ୍ କରନ୍ତି, ଆପଣ ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମ ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରତ୍ୟେକ ବିଚ୍ ଉପରେ ବଳ ଗଣନା କରନ୍ତି । ଯେତେବେଳେ ଆପଣ ଏକ ଭିଡିଓ ଗେମ୍ ପାଇଁ ଏକ ସିମୁଲେସନ୍ ପ୍ରୋଗ୍ରାମ କରନ୍ତି, ସେତେବେଳେ ଭୌତିକ ଇଞ୍ଜିନ ସାଧାରଣତ ନିଉଟନ୍ ମେକାନିକ୍ସ ବ୍ୟବହାର କରେ । ଏପରିକି ଅନ୍ତରୀକ୍ଷ ଏଜେନ୍ସିଗୁଡିକ ମଧ୍ୟ ଅନ୍ତରୀକ୍ଷ ଯାନ ପାଇଁ ଟ୍ରାକ୍ଟୋରୀ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ଏହି ନିୟମଗୁଡିକ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି, ଯଦିଓ ସେମାନେ ଅତିରିକ୍ତ ସଠିକତା ପାଇଁ ଆପେକ୍ଷିକ ସଂଶୋଧନ ଯୋଗ କରନ୍ତି ।
ଏହା ବ୍ୟତୀତ ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମଗୁଡ଼ିକ ଗଭୀର ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନର ଏକ ଦ୍ୱାର ଅଟେ । ଏହା ଗତି ସଂରକ୍ଷଣ (ତୃତୀୟ ନିୟମରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ) ଏବଂ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ (କାର୍ଯ୍ୟ-ଶକ୍ତି ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ମାଧ୍ୟମରେ, ଯାହା ଦ୍ୱିତୀୟ ନିୟମରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ) ର ସିଦ୍ଧାନ୍ତକୁ ସିଧାସଳଖ ନେଇଥାଏ । ଏହାକୁ ବୁଝିବା ଦ୍ୱାରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋମେଗ୍ନେଟିକ୍ସ, ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ସ ଏବଂ ବିଶେଷ ନିବିଡ଼ତାର ମୌଳିକ ବିଷୟକୁ ବୁଝିବା ସହଜ ହୋଇଥାଏ ।
ସୀମିତତାଃ ଯେତେବେଳେ ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମ ଲାଗୁ ହୁଏ ନାହିଁ
ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମଗୁଡ଼ିକ ଅବିଶ୍ୱସନୀୟ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ହୋଇଥିଲେ ମଧ୍ୟ ସବୁ ପରିସ୍ଥିତିରେ ସେଗୁଡ଼ିକ ସର୍ବବ୍ୟାପୀ ନୁହେଁ ।
- ବହୁତ ଉଚ୍ଚ ବେଗଃ ଯେତେବେଳେ ବସ୍ତୁ ଆଲୋକର ବେଗ ନିକଟରେ ପହଞ୍ଚେ, ସେତେବେଳେ ଏନ୍ଷ୍ଟାଇନ୍ଙ୍କ ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ଆପେକ୍ଷିକତା ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଆବଶ୍ୟକ _ ସମୟ ବିସ୍ତାର ଏବଂ ଆପେକ୍ଷିକ ଗଣତି ପ୍ରଭାବ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହୁଏ _
- ବହୁତ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣ କ୍ଷେତ୍ର: କଳାଘାଟ ନିକଟରେ କିମ୍ବା ବିଶାଳ ପରିମାପରେ ସମଗ୍ର ବ୍ରହ୍ମାଣ୍ଡରେ, ସାଧାରଣ ସାମାନ୍ୟତା ବିଜ୍ଞାନ ମାଧ୍ୟାକର୍ଷଣକୁ ସମୟ-ଅବସ୍ଥାନର ମୁହାଁ ବୋଲି ବର୍ଣ୍ଣନା କରେ ।
- ବହୁତ ଛୋଟ ମାପକାଠିଃ ଆଣବିକ ଏବଂ ଉପ-ଆତ୍ମା ସ୍ତରରେ, କୁଆଣ୍ଟମ ମେକାନିକ୍ସ ବ୍ୟବହାରକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରେ _ ନ୍ୟୁଟୋନୀୟ ମେକାନିକ୍ସ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ ଅର୍ବିଟାଲ୍ ଏବଂ କୁଆଣ୍ଟମ ଟନେଲ ଭଳି ଘଟଣାକୁ ବୁଝିବାରେ ବିଫଳ ହୁଏ _
ତଥାପି, ଅଧିକାଂଶ ଦୈନନ୍ଦିନ ଘଟଣା ପାଇଁ କାର୍, କ୍ରୀଡ଼ା, ବିଲ୍ଡିଂ ନିର୍ମାଣ, ପାଣିପାଗ ବ୍ୟବସ୍ଥା ଏବଂ ଏପରିକି ଉପଗ୍ରହ କକ୍ଷପଥରେ ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମଗୁଡିକ ସଠିକ୍ ଏବଂ ଯଥେଷ୍ଟ ।
ତିନିଟି ନିୟମର ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ବିବରଣୀ
- ପ୍ରଥମ ନିୟମ (ଇନର୍ସିୟା): ବସ୍ତୁଗୁଡିକ ଗତିର ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ପ୍ରତିରୋଧ କରେ । ବିଶ୍ରାମ ସ୍ଥଳରେ ଥିବା ଶରୀର ବିଶ୍ରାମରେ ରହିଥାଏ; ଏକସଙ୍ଗତ ଗତିରେ ଥିବା ଶରୀର ଏହା ଉପରେ ଏକ ନେଟ ବାହ୍ୟ ଶକ୍ତି କାର୍ଯ୍ୟ ନକରିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଗତିରେ ରହିଥାଏ ।
- ଦ୍ବିତୀୟ ନିୟମ (ଶକ୍ତି ଓ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ): କୌଣସି ବସ୍ତୁ ଉପରେ ନେଟ ଫୋର୍ସ ବସ୍ତୁର ମାସ୍ ସହିତ ଏହାର ତ୍ୱରାନ୍ୱିତତା (F = m × a) କୁ ସମାନ ହୋଇଥାଏ । ଏହି ନିୟମ ବସ୍ତୁଗୁଡିକ କିପରି ଗତି ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିଥାଏ ତାହା ପରିମାଣର କରିଥାଏ ।
- ତୃତୀୟ ନିୟମ (କାର୍ଯ୍ୟ) (କାର୍ଯ୍ୟ) (FLT:1): ବସ୍ତୁ A ଦ୍ବାରା ବସ୍ତୁ B ଉପରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇଥିବା ପ୍ରତ୍ୟେକ ଶକ୍ତି ପାଇଁ ବସ୍ତୁ B ବସ୍ତୁ A ଉପରେ ସମାନ ଏବଂ ବିପରୀତ ଶକ୍ତି ପ୍ରୟୋଗ କରେ । ଏହି ଶକ୍ତିଗୁଡିକ ବିଭିନ୍ନ ଶରୀର ଉପରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ।
ଏହି ତିନିଟି ନିୟମକୁ ବୁଝିବା ଦ୍ୱାରା ଆପଣ ବୁଝିପାରିବେ ଯେ, ଗୋଟିଏ ଖସିଥିବା ଆପଲ୍ ଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ଏକ ରେସିଂ କାର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସବୁକିଛି କିପରି ଗତି କରିଥାଏ। ଆପଣ ହୋମୱାର୍କର ସମସ୍ୟାକୁ ସମାଧାନ କରୁଛନ୍ତି କି, ଏକ ମେସିନ୍ ଡିଜାଇନ୍ କରୁଛନ୍ତି କି, କିମ୍ବା ଆପଣ ହଠାତ୍ ବ୍ରେକ୍ କରିବା ସମୟରେ ଆପଣଙ୍କ କଫି କାହିଁକି ବୁଡି ଯାଉଛି ତାହା ଜାଣିବା ପାଇଁ କେବଳ ଆଗ୍ରହୀ ଅଛନ୍ତି, ନିଉଟନ୍ଙ୍କ ନିୟମଗୁଡ଼ିକ ସ୍ପଷ୍ଟ, ଗଣିତିକ ବ୍ୟାଖ୍ୟା ପ୍ରଦାନ କରେ।
ଅଧିକ ପଢ଼ିବା ପାଇଁ, ନାସା ଗ୍ଲେନ୍ ରିସର୍ଚ୍ଚ ସେଣ୍ଟର ଫ୍ଲଟ-୧ରେ ଜଣେ ଭଲ ଶିକ୍ଷାର୍ଥୀ ପାଇଁ ଏକ ଉତ୍ତମ ବିବରଣୀ ଅଛି ଏବଂ ଫ୍ଲଟ-୨ ବ୍ରିଟିନିକା ପ୍ରବେଶ ଫ୍ଲଟ-୩ରେ ଏକ ଐତିହାସିକ ଗଭୀରତା ରହିଛି ।