घर्षण -

📘 अध्याय 9: घर्षण

🔹 घर्षण क्या है?

यह एक बल है जो दो सतहों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है।
यह सतहों के बीच के खुरदुरेपन और उनके एक-दूसरे पर दाब पर निर्भर करता है।

🔹 घर्षण के प्रकार

स्थैतिक घर्षण – जब वस्तु स्थिर है और उसे गति में लाने की कोशिश की जाती है।
सर्पी (सरकने वाला) घर्षण – जब वस्तु सतह पर सरक रही होती है।
लोटनिक (लुढ़कने वाला) घर्षण – जब वस्तु लुढ़क रही होती है।

📌 घर्षण बल का क्रम:
स्थैतिक > सर्पी > लोटनिक

🔹 घर्षण बल को प्रभावित करने वाले कारक

सतह की खुरदुरी या चिकनी स्थिति
वस्तु का भार (वजन जितना अधिक, घर्षण उतना अधिक)
सतहों के बीच का सामग्री गुण
स्नेहक (lubricant) प्रयोग से घर्षण कम हो सकता है

🔹 घर्षण के लाभ (मित्र)

चलने और खड़े रहने में सहायक
लिखने, पकड़ने, टायरों की पकड़, कील ठोकने में मददगार
भवन निर्माण संभव बनाता है

🔹 घर्षण के हानिकारक प्रभाव (शत्रु)

वस्तुएँ घिसती हैं (जैसे जूते के सोल, मशीन पार्ट्स)
घर्षण से ऊष्मा उत्पन्न होती है जिससे ऊर्जा की हानि होती है

🔹 घर्षण कम करने के उपाय

स्नेहक (तेल, ग्रीस) का प्रयोग
बॉल बेयरिंग, हवा के टायर
सुव्यवस्थित आकृति (aerodynamic design)

🔹 LPG, स्केट्स, स्पाइक्स आदि में घर्षण का प्रयोग

खिलाड़ी स्पाइक्स पहनते हैं जिससे ज़मीन में पकड़ मजबूत हो
स्केटिंग में कम घर्षण से तेज़ी से फिसल सकते हैं
लिक्विड्स और गैस में गति करते वस्तुओं पर भी घर्षण बल लगता है (तरल या वायवीय घर्षण)

🔹 महत्वपूर्ण उदाहरण व प्रयोग

साबुन वाला गीला फर्श → घर्षण कम → फिसलने का खतरा
संगमरमर, तौलिया आदि सतहों पर चलती कार से तुलना करके घर्षण का अनुभव
स्लोप पर रखी किताब का पीछे खिसकना – घर्षण बल ऊपर की दिशा में लगता है

🔹 तरल में गति करने वाली वस्तुओं की आकृति

पक्षी, मछली, हवाई जहाज आदि की आकृति streamlined (सुव्यवस्थित) होती है ताकि तरल घर्षण कम हो

📘 अभ्यास प्रश्नों के उत्तर

1. रिक्त स्थानों की पूर्ति कीजिए

(क) घर्षण एक दूसरे के सम्पर्क में रखी दो वस्तुओं के पृष्ठों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है।
(ख) घर्षण पृष्ठों के खुरदुरेपन पर निर्भर करता है।
(ग) घर्षण से ऊष्मा उत्पन्न होती है।
(घ) कैरम बोर्ड पर पाउडर छिड़कने से घर्षण कम हो जाता है।
(ङ) सर्पी घर्षण स्थैतिक घर्षण से कम होता है।

2. चार बच्चों को लोटनिक, स्थैतिक तथा सर्पी घर्षण के कारण बलों को घटते क्रम में व्यवस्थित करने के लिए कहा गया। उनकी व्यवस्था नीचे दी गयी है। सही व्यवस्था का चयन कीजिए

(क) लोटनिक, स्थैतिक, सर्पी
(ख) लोटनिक, सर्पी, स्थैतिक
(ग) स्थैतिक, सर्पी, लोटनिक ✅
(घ) सर्पी, स्थैतिक, लोटनिक

स्थैतिक घर्षण सबसे अधिक होता है क्योंकि यह किसी वस्तु को विराम से गति में लाने के लिए आवश्यक बल है।
सर्पी घर्षण स्थैतिक घर्षण से कम होता है क्योंकि एक बार जब वस्तु सरकना शुरू कर देती है, तो संपर्क बिंदुओं को एक दूसरे में धँसने का उतना समय नहीं मिलता है।
लोटनिक घर्षण सर्पी घर्षण से भी कम होता है क्योंकि लुढ़कने वाली वस्तु में संपर्क समय बहुत कम होता है।

3. आलिदा अपनी खिलौना कार को संगमरमर के सूखे फर्श, संगमरमर के गीले फर्श, फर्श पर बिछे समाचार पत्र तथा तौलिए पर चलाती है। कार पर विभिन्न पृष्ठों द्वारा लगे घर्षण बल का बढ़ता क्रम होगा

(क) संगमरमर का गीला फर्श, संगमरमर का सूखा फर्श, समाचारपत्र, तौलिया ✅
(ख) समाचारपत्र, तौलिया, संगमरमर का सूखा फर्श, संगमरमर का गीला फर्श
(ग) तौलिया, समाचारपत्र, संगमरमर का सूखा फर्श, संगमरमर का गीला फर्श
(घ) संगमरमर का गीला फर्श, संगमरमर का सूखा फर्श, तौलिया, समाचारपत्र

घर्षण सतहों के खुरदुरेपन पर निर्भर करता है, खुरदुरी सतहों पर अधिक घर्षण होता है।
संगमरमर का गीला फर्श: पानी एक स्नेहक के रूप में कार्य करता है, जिससे घर्षण सबसे कम होता है।
संगमरमर का सूखा फर्श: चिकना होने के कारण कम घर्षण होता है।
समाचार पत्र: संगमरमर की तुलना में अधिक खुरदुरा होता है, इसलिए अधिक घर्षण।
तौलिया: सबसे खुरदुरा होने के कारण सबसे अधिक घर्षण प्रदान करेगा।

4. मान लीजिए आप अपने डेस्क को थोड़ा झुकाते हैं। उस पर रखी कोई पुस्तक नीचे की ओर सरकना आरम्भ कर देती है। इस पर लगे घर्षण बल की दिशा दर्शाइए।

घर्षण बल की दिशा पुस्तक की गति की दिशा के विपरीत होगी।
यदि पुस्तक नीचे की ओर सरक रही है, तो घर्षण बल ऊपर की ओर कार्य करेगा।

5. मान लीजिए दुर्घटनावश साबुन के पानी से भरी बाल्टी संगमरमर के किसी फर्श पर उलट जाए। इस गीले फर्श पर आपके लिए चलना आसान होगा या कठिन। अपने उत्तर का कारण बताइए।

इस गीले फर्श पर आपके लिए चलना कठिन होगा।
कारण: साबुन का पानी एक स्नेहक के रूप में कार्य करेगा, जिससे फर्श और आपके जूतों के बीच घर्षण बहुत कम हो जाएगा।
घर्षण कम होने के कारण, आपको चलने के लिए आवश्यक पकड़ नहीं मिल पाएगी और आप फिसल जाएंगे।

6. खिलाड़ी कीलदार जूते (स्पाइक्स) क्यों पहनते हैं? व्याख्या कीजिए।

खिलाड़ी कीलदार जूते (स्पाइक्स) इसलिए पहनते हैं ताकि वे घर्षण को बढ़ा सकें।
स्पाइक्स जमीन में धँस जाते हैं, जिससे सतह के साथ उनकी पकड़ मजबूत होती है।
यह बढ़ा हुआ घर्षण उन्हें दौड़ते, कूदते या दिशा बदलते समय फिसलने से बचाता है, और उन्हें बेहतर प्रदर्शन करने में मदद करता है।

7. इकबाल को हलकी पेटिका धकेलनी है तथा सीमा को उसी फर्श पर भारी पेटिका धकेलनी है। कौन अधिक घर्षण बल अनुभव करेगा और क्यों?

सीमा अधिक घर्षण बल अनुभव करेगी।
कारण: घर्षण इस बात पर निर्भर करता है कि दो पृष्ठ एक दूसरे को कितने बलपूर्वक दबाते हैं।
चूंकि सीमा भारी पेटिका धकेल रही है, पेटिका फर्श पर अधिक बल लगाएगी, जिससे संपर्क सतहों के बीच अंतःबंधन बढ़ जाएगा।
परिणामस्वरूप, घर्षण बल भी बढ़ जाएगा।

8. व्याख्या कीजिए, सर्पी घर्षण स्थैतिक घर्षण से कम क्यों होता है।

सर्पी घर्षण स्थैतिक घर्षण से कम होता है क्योंकि जब कोई वस्तु सरकना शुरू कर देती है, तो उसके पृष्ठ के संपर्क बिंदुओं को फर्श के संपर्क बिंदुओं में पूरी तरह से धँसने का उतना समय नहीं मिल पाता है।
स्थैतिक घर्षण में, वस्तु विराम अवस्था में होती है और संपर्क बिंदु एक दूसरे में मजबूती से धँसे होते हैं, जिन्हें तोड़ने के लिए अधिक बल की आवश्यकता होती है।

9. वर्णन कीजिए, घर्षण किस प्रकार शत्रु एवं मित्र दोनों है।

घर्षण एक मित्र है क्योंकि:

यह हमें चलने और खड़े होने में मदद करता है।
यह हमें पेन या पेंसिल से लिखने में सक्षम बनाता है।
वाहनों के टायरों और सड़क के बीच घर्षण उन्हें गति शुरू करने, रोकने और दिशा बदलने में मदद करता है।
यह हमें दीवार में कील ठोकने या धागे में गांठ बांधने की अनुमति देता है।
इसके बिना भवनों का निर्माण संभव नहीं होगा।

घर्षण एक शत्रु है क्योंकि:

यह वस्तुओं को घिसता है, जैसे जूतों के सोल, पेंच, और मशीनों के पुर्जे।
यह गर्मी उत्पन्न करता है, जिससे मशीनों में ऊर्जा की हानि होती है।

10. वर्णन कीजिए, तरल में गति करने वाली वस्तुओं की आकृति विशेष प्रकार की क्यों बनाते हैं।

तरल (वायु या जल) में गति करने वाली वस्तुओं की आकृति विशेष प्रकार की इसलिए बनाई जाती है ताकि उन पर लगने वाले घर्षण बल (कर्षण) को कम से कम किया जा सके।
इस प्रक्रिया में वस्तु की ऊर्जा का क्षय कम होता है।
प्रकृति से प्रेरणा लेकर, जैसे पक्षियों और मछलियों की सुव्यवस्थित आकृति, वैज्ञानिक वाहनों और अन्य वस्तुओं को इस तरह से डिज़ाइन करते हैं कि वे तरल घर्षण पर प्रभावी ढंग से काबू पा सकें।

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