प्लवन , उत्प्लावक बल और प्लवन के नियम
Floatation , Buoyant force or Laws of Floatation in Hindi
द्रव का उत्क्षेप या उत्प्लावन बल (Upthrust or Buoyant force of a liquid) :-
- जब कोई ठोस वस्तु द्रव में डुबोयी जाती है तो उसके भार में कुछ कमी प्रतीत होती है | भार में यह आभासी कमी द्रव द्ववारावस्तु पर ऊपर की ओर लगाये गये बल के कारण होती है | इस बल को उत्प्लावन बल (Buoyant force) या उत्क्षेप (Upthrust) कहते है | उत्क्षेप वस्तु द्वारा हटाए गये द्रव के गुरुत्व केंद्र पर कार्य करता है जिसे उत्प्लावन केंद्र (Centre of buoyancy) कहते है | जल के उत्क्षेप का अध्ययन सर्वप्रथम आर्किमिडिज़ ने किया और एक सिध्दांत दिया जिसे आर्किमिडिज़ का सिध्दांत कहते है |
आर्किमिडिज़ का सिध्दांत :-
- जब कोई वस्तु किसी द्रव में पूरी अथवा आंशिक रूप से डुबोई जाती है , तो उसके भार में आभासी कमी होती है | भार में यह आभासी कमी वस्तु द्वारा हटाए गये द्रव के भार के बराबर होती है | अत: इस सिध्दांत के अनुसार —
1. किसी ठोस का आपेक्षित घनत्व = (ठोस का वायु में भार) / (जल में ठोस के भार में कमी)
2. किसी द्रव का आपेक्षित घनत्व = (द्रव में ठोस के भार में कमी) / (जल में ठोस के भार में कमी)
प्लवन (Floatation) :-
- जब कोई वस्तु वस्तु किसी द्रव में डुबोई जाती है तो उस पर दो बल कार्य करते है — 1. वस्तु का भार (w) नीचे की ओर 2. द्रव का उत्क्षेप या उत्प्लावन बल ऊपर की ओर तो निम्न तीन अवस्थाएं हो सकती है |
- जब w > w1 अर्थात् वस्तु का भार उसके उत्क्षेप या उत्प्लावन बल से अधिक हो | इस अवस्था में वस्तु द्रव में डूब जायेगी |
- जब w = w1अर्थात् वस्तु का भार उसके द्वारा हटाए गये द्रव के भार यानी उसके उत्क्षेप के बराबर हो | इस स्थिति में वस्तु पर परिणामी बल w-w1 =0 होता है | इस स्थिति में वस्तु ठीक द्रव की सतह के नीचे तैरती रहती है |
- जब w-w1, अर्थात् वस्तु का भार उस पर लगने वाले उत्क्षेप या उत्प्लावक बल से कम हो | इस स्थिति में परिणामी बल ऊपर की ओर लगता है , अत: वस्तु का कुछ भाग द्रव के ऊपर रहता है और वस्तु द्रव में तैरती रहती है | ऐसी अवस्था में वस्तु का घनत्व द्रव के घनत्व से कम होता है | अत: द्रव में आंशिक रूप से डूबकर तैरने वाले वस्तु के लिए —
- (वस्तु का घनत्व)/(द्रव का घनत्व) = वस्तु का द्रव में डूबा हुआ आयतन / वस्तु का कुल आयतन
- जैसे – जब बर्फ़ पानी में तैरती है तो उसके आयतन का 1/10 भाग पानी के ऊपर 9/10 भाग पानी के नीचे रहता है | अत: बर्फ़ का घनत्व 0.9 ग्राम/सेमी3 होता है | [शुद्ध जल का घनत्व 1 ग्राम/सेमी3 या 1000 किग्रा/मी.3 होता है ] इसी सिध्दांत द्वारा पानी मिले हुए अशुद्ध दूध में दुग्धमापी (Lactometer) को डुबाकर दूध में मिश्रित जल की प्रतिशत मात्रा ज्ञात की जाती है |
हाइड्रोमीटर (Hydrometer) :-
- इससे तरल पदार्थों का आपेक्षित घनत्व मापा जाता है | यह प्लवन के सिध्दांत पर आधारित है |
आर्किमिडिज़ के सिध्दांत व प्लवन के नियम के दैनिक जीवन में अनेक उदाहरण देखने को मिलते है | जैसे – - (a) लोहे का जहाज पानी पर तैरता है परन्तु लोहे की कील पानी में डूब जाती है | इसका कारण जहाज की विशेष बनावट है | जहाज की विशेष बनावट के कारण इसके हटाए गये पानी का भार, जहाज के भार से अधिक होता है जिसके कारण इस पर अधिक उत्प्लावन बल लगता है व जहाज तैरता रहता है | कील द्वारा हटाए गये द्रव का भार कील के स्वयं के भार से कम होता है फलत कील पानी में डूब जाती है |
- (b) जीवन रक्षा पेटी (Life belt) , पनडुब्बी भी इसी सिध्दांत पर काम करती है | आर्कमिडीज का सिध्दांत गैसों के लिए भी सत्य है |
तैरते के नियम :
- नियम वस्तु किसी द्रव में तैरती है तो उसका भार उसके द्वारा हटाए गये द्रव के भार के बराबर होता है तथा वस्तु का गुरुत्व केंद्र तथा हटाए गये द्रव का गुरुत्व केंद्र दोनों एक ही ऊधर्वाधर रेखा में होते है |
मित केंद्र (meta centre) :-
- तैरती हुई वस्तु द्वारा विस्थापित द्रव केगुरुत्व केंद्र को ” उत्प्लावन केंद्र ” कहते है | उत्प्लावन केंद्र से जाने वाली उधर्व रेखा जिस बिंदु पर वस्तु के गुरुत्व केंद्र से जाने वाली प्रारम्भिक ऊधर्व रेखा को काटती है उसे ” मित केंद्र ” कहते है | तैरने वाली वस्तु के स्थायी संतुलन के लिए मित केंद्र , गुरुत्व केंद्र के ऊपर होना चाहिए |
- किसी बर्तन में पानी भरा है और उस पर बर्फ़ तैर रही है | जब बर्फ़ पूरी तरह पिघल जायेगी तो पात्र में पानी का तल अपरिवर्तित रहता है अर्थात पानी का तल पहले के समान ही रहता है |
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Physics Questions in Hindi
1.सौरमंडल का सबसे बड़ा ग्रह है-
(a) शनि
(b) बृहस्पति
(c) मंगल
(d) प्लूटो [Bihar Polytechnic 2007]
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2.निम्नलिखित में से कौन-सा एक तारा पृथ्वी के सर्वाधिक समीप है ?
(a) ध्रुवतारा
(b) धूमकेतु
(c) सूर्य
(d) लुब्धक
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3.मंगल और बृहस्पति की कक्षाओं के बीच सूर्य के चारों ओर परिक्रमा करने वाले शैल के छोटे टुकड़ों के समूह को क्या कहते हैं ?
(a) उल्का
(b) धूमकेतु
(c) उल्का पिण्ड
(d) क्षुद्र ग्रह
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4. ‘हैली’ का धूमकेतु सूर्य की परिक्रमा करता है
(a) 40 वर्षों में
(b) 46 वर्षों में
(c) 60 वर्षों में
(d) 76 वर्षों में
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5. मनूष्य ने पहली बार किस वर्ष चांद पर कदम रखा ?
(a) 1963 ई०
(b) 1965 ई०
(c) 1969 ई०
(d) 1972 ई०
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6.अंतरिक्ष यात्री को आकाश का रंग दिखाई देता है
(a) नीला
(b) लाल
(c) सफेद
(d) काला
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7. ‘लाल ग्रह’ (Red Planet) के नाम से जाना जाता है
(a) बुध
(b) शुक्र
(b) शक
(c) मंगल
(d) शनि [Utt.B.Ed. 2013]
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8.पृथ्वी सूर्य का एक चक्कर कितने समय में पूरा करती है ?
(a) 360 दिन
(b) 364 दिन
(c) 365.25 दिन
(d) 24 घंटे
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9. पेरिस स्थित अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ (IAU) के माइनर प्लेनेट सेंटर ने प्लूटो को कौन-सा नया दिया है ?
(a) 134340
(b) 238380
(c) इरिस
(d) निक्स
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10.मिथेन जिसके वायुमंडल में उपस्थित है, वह है
(a) चन्द्रमा
(b) सूर्य
(c) बृहस्पति
(d) मंगल [UPPSC, 2010]
उत्तर :- ?????
इस प्रश्न का सही उत्तर क्या होगा? हमें अपना जवाब कमेंट सेक्शन में जरूर दें।
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