वसंत मानव इंजीनियरिंग और रचनात्मकता का चमत्कार है। बदले में ये कार्य कई मानव निर्मित वस्तुओं के निर्माण की अनुमति देते हैं, जिनमें से अधिकांश 17 वीं और 18 वीं शताब्दी के अंत में वैज्ञानिक क्रांति के हिस्से के रूप में सामने आए।
एक लोचदार वस्तु के रूप में यांत्रिक ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है, उनके लिए अनुप्रयोग व्यापक हैं, जिससे ऑटोमोटिव सस्पेंशन सिस्टम, पेंडुलम घड़ियां, हाथ किन्नर, विंड-अप खिलौने, घड़ियां, चूहा जाल, डिजिटल माइक्रोमीटरर उपकरण, और निश्चित रूप से ऐसी चीजें संभव हो जाती हैं। , स्लिंकी।
सदियों से आविष्कार किए गए कई अन्य उपकरणों की तरह, मैकेनिक्स की एक बुनियादी समझ की आवश्यकता है, इससे पहले कि यह व्यापक रूप से उपयोग किया जा सके। स्प्रिंग्स के संदर्भ में, इसका अर्थ है कि लोच, मरोड़ और बल के नियमों को समझना जो खेल में आते हैं - जिन्हें एक साथ हुक के नियम के रूप में जाना जाता है।
हुक का नियम भौतिकी का एक सिद्धांत है जिसमें कहा गया है कि वसंत को कुछ दूरी तक बढ़ाने या संपीड़ित करने के लिए आवश्यक बल उस दूरी के लिए आनुपातिक है। कानून का नाम 17 वीं शताब्दी के ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट हूक के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने वसंत और इसकी लोच पर लागू बलों के बीच संबंधों को प्रदर्शित करने की मांग की थी।
उन्होंने पहले कानून को 1660 में लैटिन एनाग्रम के रूप में बताया और फिर 1678 में समाधान प्रकाशित किया ut दसियो, सिक वी - जिसका अनुवाद किया गया है, जिसका अर्थ है "विस्तार के रूप में, इसलिए बल" या "विस्तार बल के समानुपाती है")।
इसे गणितीय रूप से व्यक्त किया जा सकता है F = -kX, कहाँ पे एफ वसंत के लिए लागू बल है (या तो तनाव या तनाव के रूप में); एक्स वसंत का विस्थापन है, एक नकारात्मक मूल्य के साथ जो यह दर्शाता है कि वसंत का विस्थापन एक बार खिंचने के बाद होता है; तथा क वसंत स्थिरांक है और विवरण है कि यह कितना कठोर है।
हुक का नियम लोच की व्याख्या का पहला शास्त्रीय उदाहरण है - जो किसी वस्तु या सामग्री की संपत्ति है जो विकृति के बाद इसे अपने मूल आकार में बहाल करने का कारण बनता है। विकृति का अनुभव करने के बाद सामान्य आकार में लौटने की यह क्षमता एक "बहाल करने वाली शक्ति" के रूप में संदर्भित की जा सकती है। हुक के नियम के संदर्भ में, यह बहाल करने वाली शक्ति आम तौर पर अनुभवी "खिंचाव" की मात्रा के समानुपाती होती है।
स्प्रिंग्स के व्यवहार को नियंत्रित करने के अलावा, हुक का नियम कई अन्य स्थितियों में भी लागू होता है जहां एक लोचदार शरीर विकृत होता है। इनमें एक गुब्बारे को फुलाए जाने और रबर बैंड पर खींचने से हवा की मात्रा को मापने के लिए एक लंबी इमारत मोड़ने और बोलबाला करने के लिए कुछ भी शामिल हो सकता है।
इस कानून में कई महत्वपूर्ण व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं, जिनमें से एक संतुलन पहिया का निर्माण है, जिसने यांत्रिक घड़ी, पोर्टेबल घड़ी, वसंत पैमाने और मैनोमीटर (उर्फ दबाव नापने का यंत्र) के निर्माण को संभव बनाया है। इसके अलावा, क्योंकि यह सभी ठोस निकायों (जब तक विकृति की ताकतें काफी छोटी हैं) का एक निकट सन्निकटन है, विज्ञान और इंजीनियरिंग की कई शाखाओं के रूप में भी इस कानून के साथ आने के लिए हुक का ऋणी है। इनमें सीस्मोलॉजी, आणविक यांत्रिकी और ध्वनिकी के अनुशासन शामिल हैं।
हालांकि, अधिकांश शास्त्रीय यांत्रिकी की तरह, हुक का नियम केवल संदर्भ के सीमित दायरे में काम करता है। क्योंकि कोई भी सामग्री किसी निश्चित न्यूनतम आकार (या अधिकतम आकार से परे खिंची हुई) के बिना कुछ स्थायी विरूपण या राज्य के परिवर्तन से संपीड़ित नहीं हो सकती है, यह केवल इतने लंबे समय तक लागू होती है जब तक सीमित मात्रा में बल या विरूपण शामिल होता है। वास्तव में, कई सामग्री हुक की विधि से अच्छी तरह से विचलित हो जाएंगी, इससे पहले कि यह लोचदार सीमा तक पहुंच जाए।
फिर भी, अपने सामान्य रूप में, हुक का नियम न्यूटन के स्थिर संतुलन के नियमों के अनुकूल है। साथ में, वे उन संपत्तियों की आंतरिक सामग्री के संदर्भ में जटिल वस्तुओं के लिए तनाव और तनाव के बीच संबंधों को कम करना संभव बनाते हैं। उदाहरण के लिए, कोई यह काट सकता है कि समरूप क्रॉस सेक्शन के साथ एक सजातीय छड़ एक सरल वसंत की तरह व्यवहार करेगा जब खिंचाव, (कठोरता के साथ)क) अपने क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र के सीधे आनुपातिक और इसकी लंबाई के विपरीत आनुपातिक।
हुक के नियम के बारे में एक और दिलचस्प बात यह है कि यह थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून का एक आदर्श उदाहरण है। किसी भी वसंत जब संपीड़ित या विस्तारित होता है, उस पर लागू ऊर्जा को लगभग पूरी तरह से संरक्षित करता है। खो जाने वाली एकमात्र ऊर्जा प्राकृतिक घर्षण के कारण है।
इसके अलावा, हुक के नियम में यह एक लहर की तरह आवधिक कार्य है। एक विकृत स्थिति से जारी एक वसंत आवधिक कार्य में बार-बार आनुपातिक बल के साथ अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगा। गति की तरंग दैर्ध्य और आवृत्ति भी देखी जा सकती है और गणना की जा सकती है।
लोच का आधुनिक सिद्धांत हूक के नियम पर एक सामान्यीकृत भिन्नता है, जिसमें कहा गया है कि एक लोचदार वस्तु या सामग्री का तनाव / विरूपण उस पर लागू तनाव के समानुपाती होता है। हालांकि, चूंकि सामान्य तनाव और उपभेदों के कई स्वतंत्र घटक हो सकते हैं, इसलिए "आनुपातिकता कारक" अब केवल एक वास्तविक संख्या नहीं हो सकती है।
इसका एक अच्छा उदाहरण हवा से निपटने के दौरान होगा, जहां लागू तनाव तीव्रता और दिशा में भिन्न होता है। इस तरह के मामलों में, एक रेखीय मानचित्र (उर्फ। एक टेंसर) को नियोजित करना सबसे अच्छा है, जिसे एकल मान के बजाय वास्तविक संख्याओं के मैट्रिक्स द्वारा दर्शाया जा सकता है।
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ऑनलाइन कुछ महान संसाधन भी हैं, जैसे कि हुक के नियम पर यह व्याख्यान जिसे आप अकादमिक पर देख सकते हैं। Howstuffworks.com पर लोच की एक महान व्याख्या भी है।
आप अधिक जानकारी के लिए एस्ट्रोनॉमी कास्ट से एपिसोड 138, क्वांटम मैकेनिक्स भी सुन सकते हैं।
सूत्रों का कहना है:
Hyperphysics
भौतिकी 24/7
