गुरुत्वाकर्षण

मुक्तपतन

views

3:13

एक लहान दगड हातात धरा. त्यावर कोणकोणती बले प्रयुक्त होत आहेत, ते सांगा? आता तो दगड हळूच सोडून दया? तुम्हांला काय आढळेल? तुम्ही सोडून दिल्यावर त्या दगडावर कोणते बल प्रयुक्त झाले? दगड हातात धरला असताना त्यावर आपण प्रयुक्त केलेले बल व पृथ्वीचे गुरूत्वीय बल प्रयुक्त होते. आपण जर दगड हळूच सोडून दिला तर तो खाली पडेल. सोडून दिलेल्या दगडावर पृथ्वीचे गुरूत्वीय बल आणि हवेने प्रयुक्त केलेले बल असेल. मुलांनो, पृथ्वीचे गुरूत्वीय बल सगळया वस्तूंवर प्रयुक्त होते हे आपल्याला माहीतच आहे. आपण जेव्हा दगड हातात धरलेला असतो तेव्हादेखील हे बल प्रयुक्त होतच असते. परंतु आपण आपल्या हाताने विरुद्ध दिशेने बल लावले असल्यामुळे तो दगड स्थिर होतो. आपण जेव्हा दगड हातातून खाली सोडतो तेव्हा पृथ्वीचे गुरूत्वीय बल प्रयुक्त होऊन दगड जमिनीवर खाली पडतो. जेव्हा एखादी वस्तू केवळ गुरूत्वीय बलाच्या प्रभावाने गतिमान असेल तर त्या गतीला मुक्तपतन असे म्हणतात. म्हणजेच दगडाचे मुक्तपतन होते. मुक्त पतनात आरंभीचा वेग शून्य असतो. नंतर कालानुसार गुरुत्वीय त्वरणामुळे तो वाढत जातो. पृथ्वीवर मुक्त पतनाच्या वेळी हवेशी होणाऱ्या घर्षणामुळे वस्तूच्या गतीला विरोध होतो व वस्तूवर प्लावक बलही कार्य करते. प्लावक बल म्हणजे द्रवात बुडालेल्या किंवा वायूत असलेल्या वस्तुला वरच्या दिशेने ढकलणा-या बलाला प्लावक बल असे म्हणतात. यावरून असे लक्षात येते की, मुक्तपतन हे हवेत होवूच शकत नाही. कारण हवेचे बल दगडावर प्रयुक्त झाल्याने त्याच्या गतीला विरोध होईल. म्हणून मुक्तपतन हे केवळ निर्वातातच शक्य आहे. मुक्तपतनात वस्तूचा जमिनीवर पडतानाचा वेग व त्यास लागणारा कालावधी आपण न्यूटनचे समीकरण वापरून काढू शकतो. मुक्त पतनासाठी त्वरण हे g असते व आरंभीचा म्हणजेच (सुरूवातीचा) वेग u शून्य असतो, हे लक्षात घेवून ही समीकरणे तयार होतात. V=gt (येथे v=अंतिम वेग, t = कालावधी, g = त्वरण) आहे.