न्यूटन के गति विषयक नियम (Newton’s Laws of Motion)
गैलीलियो के कथन तथा अपने प्रेक्षणों (observations) के आधार पर, सर आइजक न्यूटन ने रैखिक गति के तीन नियम प्रतिपादित किये, जिन्हें न्यूटन के गति के नियम (Newton’s Laws of Motion) कहा जाता है।
ये नियम बिना किसी प्रमाण के दिये गये थे, लेकिन इन नियमों को जहाँ भी लगाया जाता है, फल सही प्राप्त होते हैं। सही फल का प्राप्त होना ही इन नियमों के सत्य होने का प्रमाण है। इन तीनों नियमों का वर्णन इस अध्याय में किया गया है।
1. न्यूटन का गति विषयक का प्रथम नियम (Newton’s First Law of Motion) :
सन् 1686 में दिये गये इस नियम के अनुसार, “यदि कोई स्वतन्त्र वस्तु/कण ‘स्थिर’ अथवा ‘गतिशील’ है तो क्रमशः स्थिर अथवा सरल रेखा में गतिशील ही रहेगी, जब तक उस पर कोई बाह्य बल (असन्तुलित अथवा नेट) न लगाया जाये”
According to this law given in the year 1686, “If a free object/particle is ‘stationary’ or ‘moving’, it will remain in motion in a stationary or straight line, respectively, unless an external force (unbalanced or net) is applied to it.” go”
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अर्थात् हो सकता है कि वस्तु पर कई बल कार्यरत हों लेकिन वे सन्तुलित हों अर्थात् उन सबका नेट बल शून्य हो, तब वस्तु की अवस्था (विराम अथवा गति) में परिवर्तन नहीं होता है अथवा किसी असन्तुलित अथवा नेट बाह्य बल की अनुपस्थिति में, यदि कोई वस्तु स्थिर है तो वह स्थिर ही रहती है, और यदि गति कर रही है तो अपनी गति की दिशा में नियत चाल से गति करती रहती है।
That is, there may be many forces acting on the object but they are balanced i.e. all of them have zero net force, then there is no change in the state of the object (rest or motion) or in the absence of any unbalanced or net external force, if any If an object is stationary, it remains stationary, and if it is moving, it continues to move with a constant speed in the direction of its motion.
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इस नियम से यह स्पष्ट होता है कि केवल बाह्य बल ही एकमात्र कारक है जो किसी वस्तु की अवस्था (विराम अथवा गति) को परिवर्तित करता है, अर्थात् स्वतन्त्र वस्तु में ऐसा कोई भी आन्तरिक गुण नहीं होता है जो उसकी अवस्था को बदल दे। इसी कारण किसी स्वतन्त्र वस्तु की अवस्था परिवर्तन के लिए बाह्य नेट बल की आवश्यकता होती है।
It is clear from this law that only external force is the only factor that changes the state (rest or motion) of an object, that is, an independent object does not have any intrinsic property that changes its state. For this reason, external net force is required for the change of state of a free object.
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2. न्यूटन का गति का द्वितीय नियम (Newton’s Second Law of Motion) :
गति का प्रथम नियम बल को परिभाषित करता है (Ist law of motion defines force) अर्थात् गति का प्रथम नियम बताता है कि बल क्या है? गति का द्वितीय नियम बल की माप करता है (IInd law of motion measures force).
विभिन्न प्रयोग इस तथ्य की पुष्टि करते हैं कि किसी वस्तु का संवेग ( वस्तु के द्रव्यमान तथा वेग का गुणनफल) ही वस्तु की गति पर किसी बल के प्रभाव का मूल आधार है अर्थात् किसी वस्तु पर आरोपित बल का प्रभाव, वस्तु के संवेग पर होता है।
First law of motion defines force (Ist law of motion defines force) i.e. first law of motion tells what is force? The second law of motion measures force (IInd law of motion measures force).
Various experiments confirm the fact that the momentum of an object (the product of mass and velocity of the object) is the basic basis of the effect of a force on the motion of the object, that is, the effect of a force on an object is on the momentum of the object. .
• From 2nd Newton’s Laws of Motion
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माना भिन्न-भिन्न द्रव्यमान के दो पिण्डों, जो आरम्भ में विराम अवस्था में हैं, पर कोई नियत बाह्य बल एक निश्चित समयान्तराल के लिए आरोपित किया जाता है, तो भारी (अधिक द्रव्यमान वाला) पिण्ड की तुलना में हल्का (कम द्रव्यमान वाला) पिंण्ड अधिक वेग (चाल) ग्रहण कर लेता है परन्तु. उस निश्चित समयान्तराल के अन्त में, प्रेक्षणों द्वारा यह ज्ञात होता है कि प्रत्येक पिण्ड समान संवेग उपार्जित करता है।
इस प्रकार, समान समयान्तराल के लिए लगाया गया समान बाह्य बल विभिन्न पिण्डों में समान संवेग परिवर्तन करता है। यह गति के द्वितीय नियम का प्रामाणिक मार्गदर्शक सिद्धान्त है। इस गुणात्मक प्रेक्षण (qualitative observation) के आधार पर ही गति का द्वितीय नियम बल की माप करता है।
Thus, the same external force applied for the same interval of time causes the same change of momentum in different bodies. This is the authentic guiding principle of the second law of motion. On the basis of this qualitative observation, the second law of motion measures the force.
Thus, the same external force applied for the same interval of time causes the same change of momentum in different bodies. This is the authentic guiding principle of the second law of motion. On the basis of this qualitative observation, the second law of motion measures the force.
• From 2nd Newton’s Laws of Motion
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3. न्यूटन का गति का तृतीय नियम (Newton’s Third Law of Motion) :
गति का प्रथम नियम बल को परिभाषित करता है। गति का द्वितीय नियम बल का मापन करता है। गति का तृतीय नियम यह स्पष्ट करता है कि किसी पिण्ड/वस्तु पर बल किस प्रकार आरोपित होता है।
न्यूटनी यांत्रिकी (Newtonian Mechanics) में किसी पिण्ड पर लगने वाला बाह्य बल सदैव ही किसी अन्य पिण्ड द्वारा आरोपित होता है। न्यूटन के नियमानुसार, यह दोनों ही पिण्ड एक दूसरे पर बराबर तथा विपरीत बल आरोपित करते हैं। अतः प्रकृति में किसी अकेले विलगित बल (single isolated force) की उपस्थिति सम्भव नहीं होती है।
The first law of motion defines force. The second law of motion measures force. The third law of motion explains how a force is applied to a body/object.
In Newtonian mechanics, the external force acting on a body is always exerted by another body. According to Newton’s law, both these bodies exert equal and opposite forces on each other. Therefore, the presence of a single isolated force is not possible in nature.
• From 3th Newton’s Laws of Motion
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बल सदैव युग्म (pair) में उपस्थित रहते हैं, जो दो पिण्डों के मध्य परस्पर अन्योन्य क्रिया बल (mutual interaction forces) होते हैं। दो पिण्डों के मध्य युग्म में लगने वाले ये दोनों बल समान परिमाण के होते हैं किन्तु इनकी दिशायें विपरीत होती हैं तथा ये अलग-अलग पिण्ड पर आरोपित होते हैं। इस धारणा को न्यूटन ने गति के तृतीय नियम के रूप में व्यक्त किया, जो इस प्रकार है –
Forces are always present in pairs, which are mutual interaction forces between two bodies. These two forces acting in the pair between two bodies are of equal magnitude but their directions are opposite and they are applied on different bodies. Newton expressed this notion in the form of third law of motion, which is as follows –
• From 3th Newton’s Laws of Motion
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