गती (Motion )

* गतीचे तीन प्रकार पडतात.
०१. स्थानांतरणीय गती (Transiation Motion) या गती मध्ये वस्तूमधील प्रत्येक कणाचे विस्थापन समान अंतरातून होत असते. त्यामध्ये वस्तुचे चलन सरळ रेषेत होत असले तर रेखीय विस्थापन किंवा एकरेषीय विस्थापन म्हणतात. चलन जर वक्र होत असेल तर वक्ररेषी विस्थापन म्हणतात. एकाच दिशेने जाणारी आगगाडी, रस्त्यावरून न वळता चालणारा मनुष्य इ. याची उदाहरणे आहेत. याला यादृच्छिक गती किंवा ब्राऊनची गती असेही म्हणतात.

०२. परिवलन गती (Rotational Motion) यामध्ये वस्तुमधील सर्व कण एकाच आसाभोवती परिवलन मार्गाने फिरत असतात. यालाच घुर्णन गती असेही म्हणतात. पृथ्वीचे परिवलन, कप्पी भोवरा, पंखा, पवनचक्की इ. या गतीची उदाहरणे आहेत.

३. कंपन गती(Vibrational Motion ) ठराविक कालामध्ये पदार्थामध्ये पुन्हा पुन्हा होणारी एकाच प्रकारची हालचाल यालाच कंपन गती असे म्हणतात. लंबकाच्या घड्याळातील लंबकाची गती, शिवणयंत्रातील सुईची गती, तंतुवाद्यातील तार छेडली असता तारेत कंपनगती निर्माण होते. स्थायू किंवा द्रव पदार्थातील अणुरेणूंची गती ही कंपन गतींची उदाहरणे आहेत.


* विस्थापन (Dispacement)
०१. एखाद्या वस्तुच्या स्थान बदलास विस्थापन असे म्हणतात. विस्थापन व अंतर यामध्ये फरक आहे. अंतर म्हणजे प्रवासात आक्रमिलेल्या मार्गाची प्रत्यक्ष लांबी आणि विस्थापन म्हणजे मूळ स्थानापासून अंतिम ठिकाणापर्यंतच्या मार्गाची एकरेषीय लांबी होय. 

०२. मूळ स्थान व अंतिम स्थान यांना जोडणाऱ्या किरणाची दिशा निश्चित होते. म्हणून विस्थापन ही सदिश राशी आहे. परंतु अंतर ही अदिश राशी आहे. विस्थापन हे लांबीच्या एककामध्ये cm, m, km मध्ये मोजतात

०४. जर अंतराला दिशेचा उल्लेख केला तर मात्र ते सदिश म्हणावे लागेल. उदा २०० मी अंतर पूर्व दिशेने. 


* चाल (Speed)
 ०१. एकक कालावधीमध्ये वस्तूने आक्रमिलेल्या अंतरास त्या वस्तुची चाल असे म्हणतात. चाल = अंतर/काळ. MKS पध्दतीत चालीचे एकक मीटर/सेकंद (m /s) तर CGS पध्दतीत चालीचे एकक सेमी /सेकंद (cm /s) हे आहे.

०२. चाल मोजतांना आपण विस्थापनाची दिशा विचारात घेत नाही म्हणून चाल ही अदिश राशी आहे. सृष्टीत आढळणा-या काही चालींची अदमासे मूल्ये खालील सारणीत तक्त्यात आहे.

०३. तक्ता
किटक व इतर सूक्ष्मजीव 152 m /s
बैलगाडी किंवा चालणारा माणूस 1 m /s
ध्वनी ( हवेतून जाताना ) 340 m / s
स्वनातीत जेट विमान 1000 m / s
पृथ्वीचे सूर्याभोवती भ्रमण 104 m / s
इलेक्ट्रॉनचे अणुकेंद्रकाभोवती भ्रमण 106 m /s
प्रकाश (हवेतून जाताना ) 3 X 108 m / s
चित्ता (सर्वात जलद धावणारे जनावर ) 29 m / s
ससाणा ( सर्वात जलद उडणारा पक्षी ) 78 m / s
बंदुकीची गोळी 860 m / s
प्रकाश लहरी व रेडिओ लहरी 3 X 105 m / s

०४. एखाद्या वस्तुने आक्रमिलेले एकूण अंतर, ते कापण्यासाठी लागलेला एकूण कालावधी यांच्या भागाकारास त्या वस्तुची सरासरी चाल असे म्हणतात.


*वेग
०१. एखाद्या वस्तुच्या विस्थापनाचा दर म्हणजे वस्तुचा वेग होय. वेगाचे एकक MKS पध्दतीत मीटर / सेकंद आणि CGS मध्ये सेमी / सेकंद ही आहेत.


* त्वरण(Acceleraction)
०१. जेव्हा एखाद्या वस्तुचा वेग बदलत जातो, तेव्हा त्या वस्तुच्या गतीला त्वरणीत गती म्हणतात. एकक कालात होणारा वेगातील बदल म्हणजे त्वरण होय. किंवा वेगाच्या परिवर्तनाचा दर म्हणजे त्वरण होय. स्टेशनजवळ आल्यानंतर आगगाडीचा वेग कमी होत जातो व गाडी सुटते तेव्हा वेग वाढत जातो. वेगात जाणारी बस वळणे घेत असते. ही त्वरणची उदाहरणे आहेत.

०२. त्वरण हे वेगातील बदलाशी संबधीत असते. वेग ही सदिश राशी असल्याने त्वरण ही सुध्दा सदिश राशी आहे.


* न्यूटनचे गतिविषयक नियम
अवकाशातील ग्रह व तारे यांची गती, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील वस्तुची गती तसेच  अणू, रेणू, इलेक्ट्रॉन या सारख्या सूक्ष्म कणांची गती यासारख्या विभिन्न गतीच्या स्पष्टीकरणासाठी गतिविषयक नियम सर्वप्रथम आयझॅक न्युटन (१६४२ – १७२७ AD ) याने आपल्या “Mathematical Principles of Natural Philosophy” (The Principle) या विख्यात ग्रंथात प्रसिध्द केले. न्यूटनच्या गतिविषयक नियमांची गणना भौतिक शास्त्रातील मुलभूत नियमांमध्ये केली जाते.

न्यूटनचा गतिविषयक पहिला नियम 
०१. एखाद्या वस्तुवर कोणतेही असंतुलीत बल क्रिया करीत नसेल तर ती वस्तु अचल अवस्थेत असल्यास अचल अवस्थेत राहील अथवा सरळ रेषेत एक समान गतीत असल्यास एका समान गतीतच राहील.

०२. स्वतःहून आपली अवस्था न बदलण्याची जी नैसर्गिक प्रवृत्ती प्रत्येक वस्तूत असते, त्या प्रवृत्तीला जडत्व असे म्हणतात. जडत्वाच्या व्याख्येवरून न्यूटनच्या पहिल्या नियमास जडत्वाचा नियम असेही म्हटले जाते.

०३. गुळगुळीत कॅरम बोर्डवरील कॅरम बोर्डची सोंगटी टिचकी मारल्यानंतर बोर्डवर सरकत राहते. तसेच काचेच्या पृष्ठभागावर फिरणारी घर्षणहीन चकती. त्याप्रमाणे बस वेगात असताना अचानक ब्रेक दिल्यानंतर प्रवासी पुढे ढकलले जातात. खेळाचे मैदान सपाट करण्यासाठी वापरला जाणारा रोलर प्रथम जोर लावून ओढावा लागतो. ही न्युटनच्या पहिल्या नियमाची उदाहरणे आहेत.

न्यूटनचा दुसरा गतिविषयक नियम
०१. संवेग परिवर्तनाचा दर प्रयुक्त बलाशी समानुपाती असतो आणि संवेगाचे परिवर्तन बलाच्या दिशेने होते. संवेग (Momentum) म्हणजे वस्तुमान व वेग यांचा गुणाकार होय.

०२. वेगाने जाणारा क्रिकेटच्या चेंडूपेक्षा टेनीसचा चेंडु सहज अडविता येतो. एखाद्या लाकडी ठोकळ्यावर बंदूकीची गोळी झाडल्यास ती ठोकळ्यात घुसते. थोडक्यात वस्तुचे वस्तुमान व वेग या दोन्हीशी संबधित असलेल्या कोणत्यातरी भौतिक राशीवर आघाताची तीव्रता अवलंबून असते.ही संवेगाची उदाहरणे आहेत.

०३. कोणत्याही बाह्य बलाची क्रिया होत नसतांना, जेव्हा दोन किंवा अधिक वस्तु मध्ये टक्कर होत असते, तेव्हा त्या वस्तुंचा आघातापुर्वी एकूण संवेग हा त्यांच्या आघातानंतरच्या एकूण संवेगाइतका असतो. यालाच संवेग अक्षयतेचा नियम (Law of conservation of momentum) म्हणतात. बंदुकीतुन गोळी उडविल्यानंतर गोळी प्रचंड वेगाने पुढे जाते याच वेळेला बंदुक कमी वेगाने मागे सरकते. 

न्यूटनचा गतिविषयक तिसरा नियम
०१. क्रिया बल व प्रतिक्रिया बल यांची परिमाणे समान असतात, कारण त्यांच्या दिशा परस्परविरूध्द असतात किंवा कोणत्याही एका वस्तुवर बलाची क्रिया होत असताना बल निर्माण करणा-या (दुस-या) वस्तुवर विरूध्द दिशेने तेवढ्याच परिमाणाचे बल प्रतिक्रिया करीत असते. (Every action has equal & opposite reaction)

०२. जेव्हा चेंडूवर बॅटचा तडाखा बसतो त्यावेळी चेंडूवर क्रिया केलेल्या बलामुळे तो अत्यंत वेगाने फेकला जातो. त्याचवेळी बॅटवर तेवढ्याच परिमाणाचे बल विरूध्द दिशेने क्रिया करीत असल्याने बॅटची पुढे जाण्याची गती कमी होत असते. बंदुकीतून गोळी सुटल्यानंतर बंदुक जोराने मागे ढकलली जाते. गोलंदाज बॉउंस बॉल टाकताना खेळपट्टीवर जोराने आपटून बॉल टाकतो त्यामुळे बॉलला इच्छित उसळी भेटते. ही तिसऱ्या नियमाची दैनंदिन उदाहरणे आहेत.


०३. अग्निबाणातील इंधनाचे जेव्हा ज्वलन होते, त्यावेळी रासायनिक क्रियेमुळे फार मोठे बल निर्माण होते. अग्निबाणातील द्रवरूप ऑक्सिजन अथवा ऑक्सिजन निर्माण करणा-या रसायनांचा साठा करावा लागतो. हे जळणारे वायू बारीक नळकांड्यांतून बाहेर फेकले जातात. परिणामी अग्निबाण उर्ध्व दिशेने ढकलला जातो. हे व्यावहारिक जीवनातील एक उदाहरण आहे.

०४. जेट इंजिनास सतत हवेचा पुरवठा आवश्यक असतो नाही तर पृथ्वीच्या वातावरणाबाहेर जाण्यासाठी उपयोगी पडत नाही. त्याचप्रमाणे अति उंचीवरील विरळ हवेतही जेट विमान जाऊ शकत नाही.

०५. गॅलिलिओ या इटालियन शास्त्रज्ञाने प्रयोगाद्वारे सिध्द केले की, एखादी वस्तू एक समान वेगाने जात असेल तर त्या वस्तुवर क्रिया करणारे परिणामी बल शून्य असते. म्हणजेच एक समान वेग चालू असातो तेव्हा बलाची आवश्यकता नसते.