8.1-Force- A Push or a Pull

8.1-Force- A Push or a Pull Important Formulae

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8.1 - Force: A Push or a Pull
  • Force is a push or a pull that can change the state of motion or shape of an object.
  • It is a vector quantity, meaning it has both magnitude and direction.
  • SI unit of force is Newton (N).
  • Formula for force: $F = ma$, where $m$ is mass and $a$ is acceleration.
  • Force can be contact (e.g., friction) or non-contact (e.g., gravitational force).
  • Common effects of force: moving an object, stopping a moving object, changing shape.
  • Force can also cause deformation or change the velocity of an object.

8.1 - Force - A Push or a Pull

Force is a physical quantity that can cause an object to move or stop moving, change its direction, or change its shape. It is defined as a push or a pull exerted on an object. In everyday language, we refer to a force whenever we push or pull something, but scientifically, force has a precise definition and effects.

Forces can be broadly categorized into two types:

  • Contact Forces: Forces that arise when objects are in physical contact with each other. Examples include friction, tension, and normal force.
  • Non-contact Forces: Forces that act at a distance without physical contact. Examples include gravitational force, magnetic force, and electrostatic force.
Types of Forces

There are different types of forces that can be applied to an object. The most common ones include:

  • Gravitational Force: This is the force of attraction between two objects due to their masses. It is always attractive in nature and is responsible for the weight of an object. The gravitational force is given by the formula:

    • Gravitational Force: $F = \dfrac{G m_1 m_2}{r^2}$

  • Frictional Force: This is the force that opposes the relative motion of two surfaces in contact. Friction depends on the nature of the surfaces and the force pressing them together.
  • Normal Force: The force exerted by a surface that supports the weight of an object resting on it. This force is perpendicular to the surface.
  • Tension Force: The force exerted by a string, rope, or cable when it is pulled tight.
  • Applied Force: The force that is directly applied to an object by a person or another object. This is the force one actively exerts on an object.
Measurement of Force

Force is measured in units called Newtons (N). One Newton is the force required to accelerate a 1 kg mass by 1 meter per second squared. The unit of force is named after Sir Isaac Newton, who formulated the laws of motion.

The force required to move or stop an object depends on its mass and the acceleration applied to it. This relationship is given by Newton's second law of motion:

Newton’s Second Law of Motion: $F = ma$

Where:

  • F: Force applied to the object (in Newtons, N)
  • m: Mass of the object (in kilograms, kg)
  • a: Acceleration of the object (in meters per second squared, m/s²)
Effects of Force

Force can have several effects on objects:

  • Change in Shape: When a force is applied to an object, it can change its shape. For example, a rubber ball deforms when compressed.
  • Change in Motion: A force can change the motion of an object. This includes speeding it up, slowing it down, or changing its direction.
  • Balance of Forces: If the forces acting on an object are balanced (equal in magnitude and opposite in direction), the object remains at rest or continues to move with constant velocity. If the forces are unbalanced, the object will accelerate in the direction of the net force.
Importance of Force

Forces are essential in the physical world and play a crucial role in daily life. Whether it is the force required to move a car, the gravitational pull that keeps us on Earth, or the friction that allows us to walk, force is at the center of many natural phenomena.


GMJuicy, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

8.1-Force- A Push or a Pull

बल, एक शारीरिक प्रभाव है जो किसी वस्तु की गति में परिवर्तन कर सकता है। इसे एक धक्का (push) या खींचना (pull) कहा जा सकता है। बल किसी वस्तु को गति देने, रुकवाने या दिशा बदलने के लिए लगाया जाता है।

बल के बारे में अधिक समझने के लिए, हमें पहले यह समझना होगा कि बल का क्या प्रभाव होता है। जब हम किसी वस्तु पर बल लगाते हैं, तो या तो उसकी गति में परिवर्तन होता है या उसकी स्थिति में बदलाव आता है।

बल की परिभाषा

बल वह प्रभाव है जो एक वस्तु को गति देने, उसकी गति को बढ़ाने, घटाने, या उसकी दिशा बदलने के लिए कार्य करता है। बल का सामान्य रूप से माप यूनिट न्यूटन (N) में किया जाता है। इसे वैज्ञानिकों ने प्रसिद्ध भौतिकीज्ञ सर आइज़ैक न्यूटन के नाम पर रखा है।

बल के प्रकार

बल दो प्रकार का हो सकता है:

  • संपर्क बल - यह बल तब लगता है जब दो वस्तुएं आपस में संपर्क करती हैं, जैसे कि कोई वस्तु को धक्का देना या खींचना।
  • गैर-संपर्क बल - यह बल तब लगता है जब वस्तुएं आपस में संपर्क किए बिना भी एक दूसरे पर बल लगाती हैं, जैसे गुरुत्वाकर्षण बल, विद्युत बल और चुंबकीय बल।
बल का माप

बल की माप न्यूटन (N) में की जाती है। 1 न्यूटन वह बल है जो 1 किलोग्राम की वस्तु को 1 मीटर प्रति सेकंड² की त्वरण देने के लिए आवश्यक है।

बल को मापने के लिए स्प्रिंग बैलेंस का उपयोग किया जाता है। यह यांत्रिक यंत्र है, जिसमें एक खींचने वाली स्प्रिंग होती है, जो बल के प्रभाव में बढ़ती है।

बल और गति का संबंध

यदि एक वस्तु पर बल नहीं लगता, तो वह वस्तु अपनी वर्तमान स्थिति में रहती है। इसे न्यूटन के पहले गति के नियम से समझा जा सकता है, जो कहता है कि:

"एक वस्तु स्थिर रहेगी या अपनी गति को तब तक बनाए रखेगी जब तक उस पर कोई बाहरी बल न लगे।"

न्यूटन का दूसरा नियम

न्यूटन का दूसरा नियम कहता है कि:

F = ma, जहां,

  • F = बल (Newton में),
  • m = वस्तु का द्रव्यमान (kg में),
  • a = वस्तु की त्वरण (m/s² में)।

यह सूत्र बल, द्रव्यमान और त्वरण के बीच संबंध को दर्शाता है। इसका मतलब है कि यदि वस्तु का द्रव्यमान बढ़ता है, तो उसे अधिक बल की आवश्यकता होगी ताकि उसकी त्वरण समान बनी रहे।

बल के प्रभाव

बल के प्रभाव से एक वस्तु की गति में परिवर्तन हो सकता है:

  • किसी वस्तु को धक्का देने से उसकी गति बढ़ सकती है।
  • किसी वस्तु को खींचने से उसकी दिशा बदल सकती है।
  • बल से किसी वस्तु को रोकने या उसकी गति को घटाने में भी मदद मिलती है।
बल का दिशा और आकार

बल की दिशा और आकार दोनों महत्वपूर्ण होते हैं। बल की दिशा वह दिशा होती है जिस दिशा में बल लगता है, और आकार बल की माप को दर्शाता है।

जब किसी वस्तु पर एक से अधिक बल लगते हैं, तो इन बलों का संयुक्त प्रभाव निकाला जाता है, जिसे कुल बल कहते हैं। यदि बलों की दिशा एक जैसी होती है, तो वे आपस में जोड़ दिए जाते हैं। यदि बलों की दिशा विपरीत होती है, तो वे एक दूसरे को काटते हैं और उनके प्रभाव को घटाते हैं।