दाब (Pressure)

* दाब 
०१. भौतिक शास्त्रात दाब ही संकल्पना द्रव व वायू या प्रवाही पदार्थाबाबत वापरण्यात आली आहे.

०२. एकक क्षेत्रफळाच्या पृष्ठभागावर लंब दिशेने क्रिया करणाऱ्या बलाच्या परिणामाला त्या पृष्ठ भागावरील दाब असे म्हणतात.

०३. दाबामधील बदल दर्शविण्यासाठी दाबमापी (बॅरोमीटर ) हे एक साधे व सोपे उपकरण वापरले जाते

०४. द्रवातील कोणत्याही बिंदुवरील दाब त्या बिंदुच्या द्रवातील खोलीवर अवलंबून असतो.

०५. वस्तूवर लावलेल्या बलाची दिशा वस्तूच्या पृष्ठभागाला लंब असेल तर त्या बलाचा वस्तूवर होणारा परिणाम सर्वाधिक असतो.एखाद्या पृष्ठभागावर लावलेल्या बलाचा परिणाम किती होतो हे लावलेल्या बलाचे परिमाण, बलाची दिशा आणि बल लावलेल्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ यावर अवलंबून असते. बलाच्या अशा एकत्रित परिणामाला दाब म्हणतात.

०६. दाब म्हणजेच एकक क्षेत्रफळावर असणारे लंबरूप बल होय.
दाब = लंबरूप बल / क्षेत्रफळ

०७. लंब दिशेने प्रयुक्त झालेल्या बलास उत्प्लाविता (thrust) असे म्हणतात. एकक पृष्ठभागावर प्रयुक्त झालेली उत्प्लाविता म्हणजे दाब होय. दाब = उत्प्लाविता / क्षेत्रफळ

०८. SI पद्धतीमध्ये दाब N/m२ मध्ये मोजतात. त्यालाच ब्लेस पास्कल या शास्त्रज्ञाच्या सन्मानार्थ ‘पास्कल’ (Pa) असेही म्हणतात. 

०९. बल वाढल्यास दाब वाढतो. बल ग्रहण करणारे क्षेत्रफळ कमी झाल्यास दाब वाढतो.फळे कापायच्या सुरीला धार लावल्यामुळे सूरीवर लावलेले बल किमान क्षेत्रफळावर कार्य करते अन फळ चटकन कापले जाते.


* पास्कलचा नियम
०१. बंदिस्त द्रवाला लावलेला दाब हा कमी न होता द्रवाच्या प्रत्येक भागावर सारखाच पारेषित होतो. यालाच पास्कलचा दाब पारेषणाचा नियम म्हणतात.

०२. व्यवहारात या नियमांवरून द्रविक दाबयंत्र (Hydraulic press) व द्रविक ब्रेक्स (Hydraulic Breaks) यांचे कार्य चालते.


* प्लावक बल
०१. बोटांनी दाबून पाण्याच्या तळाशी नेलेला लाकडी ठोकळा बोट काढताच उसळी मारून पाण्याच्या पृष्ठभागाशी येतो. पाण्यात बुडलेला असल्याने ठोकळ्यावर कार्य करणारे पाण्याचे बल ठोकळ्याला वर ढकलते.

०२. द्रवात बुडलेल्या वस्तूला वर ढकलणाऱ्या बलाला प्लावी बल असे म्हणतात. प्लावी बलालाच प्लावक बल किंवा उत्प्रनोद असेही म्हणतात. द्रवात बूडालेल्या वस्तूचे आकारमान जास्त असल्यास प्लावक बल अधिक असते. द्र्वाची घनता जास्त असल्यास प्लावक बल अधिक असते.

०३. द्र्वामध्ये एखादा पदार्थ तरंगणार की बुडणार हे प्लावाकबल ठरविते. प्लावक बल वस्तूच्या वजनापेक्षा जास्त असल्यास वस्तु तरंगते. प्लावक बल वस्तूच्या वजनापेक्षा कमी असल्यास वस्तु बुडते. प्लावक बल वस्तूच्या वजना इतके असल्यास वस्तु द्रवाच्या आतमध्ये तरंगते.


* वातावरण व त्याचा दाब
०१. पृथ्वीच्या सभोवतालच्या हवेच्या आवरणाला पृथ्वीचे वातावरण असे म्हणतात. हवेला वजन असल्याने हवा पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर दाब निर्माण करते. हा दाब म्हणजेच वातावरणाचा दाब होय.

०२. शितपेये पिताना वापरल्या जाणाऱ्या स्ट्रॉमध्ये द्रव खेचला जातो. दौतीतून ड्रॉपरने शाई खेचली जाते. पाण्याने काठोकाठ भरलेला पेला पुठ्ठा लावून उपडा केला तरी पाणी खाली पडत नाही. ही उदाहरणे वातावरणाचा दाब दर्शवितात.

०३. हवेचा दाब दर्शविणार्याव उपकरणाला साधा हवा दाबमापी म्हणतात. समुद्रसपाटीवर हवादाबमापीच्या नळीमधील पाऱ्याची उंची ७६० मीमी. असते. म्हणजेच समुद्रसपाटीवर हवेचा दाब ७६० मीमी. समुद्रसपाटीवरील हवेचा दाब प्रमाणदाब मानला जातो. तो १ वातावरणदाब म्हणून गणला जातो. ७६० मी मी. पाऱ्याच्या स्तंभाच्या वजनावरून समुद्रसपाटीवरील हवेचा दाब १०१४०० N/m2 एवढा भरतो.

०४. समुद्रसपाटीवरून जसजसे वर जावे तसतसे त्या जागेवरील हवेच्या स्तंभाची उंची कमी होते. त्यामुळे हवेचा दाब कमी होतो. खूप उंचावर गेले की हवेचा दाब कमी झाल्याने दोन दाबातील फरक वाढतो. त्यामुळे नाकातील रक्तवाहिन्या फुटून रक्तस्त्राव होण्याची शक्यता असते. ढोबळमानाने पाहिल्यास समुद्रसपाटीवरील हवेत समान दाबाचे आडवे पट्टेच तयार झाल्याचे दिसून येते.

०५. समुद्रसपाटीवर विषुववृत्ताजवळचा प्रदेश हा कमी वातावरणीय दाबाचा पट्टा आहे. ३०0 उत्तर आणि ३०0 दक्षिण या अक्षवृत्ताजवळ अधिक दाबाचे, तर आर्क्टिक आणि अंटार्क्टिक ध्रुवाजवळ कमी दाबाचे पट्टे आहेत. उत्तर दक्षिण ध्रुवाजवळ अधिक दाबाचे प्रदेश आहेत. 

०६. तापमान बदलाबरोबरच हवेचा दाबही कमी जास्त होतो. जमीन सूर्याच्या उष्णतेने तापली की तेथील हवा तापून प्रसरण पावते. ती वरवर जाते. आजूबाजूला पसरते. तेथे हवेचा दाब कमी होतो. याउलट रात्री जमीन थंड झाल्यावर हवेचा दाब पारत वाढतो.

०७. दुपारी जमीनीवरील हवेचा दाब पाण्यावरच्या हवेच्या दाबापेक्षा कमी होतो. त्यामुळे समुद्राकडून जमिनीकडे खारे वारे वाहतात. सूर्यास्तानंतर जमीन लवकर थंड होतो. त्यामानाने समुद्रावरील हवा उष्ण राहते. म्हणून रात्री जमीनीवरील हवेचा दाब अधिक होतो. त्यामुळे मतलई वारे जमीनिकडून समुद्राकडे वाहतात.


* पाऱ्याचा हवा दाब मापी 
०१. वातावरणाचा दाब हा पाऱ्याच्या स्तंभाच्या उंचीने दर्शविला जातो. समुद्रसपाटीवर वातावरणाचा दाब ७६ सेमी उंचीच्या पाऱ्याच्या स्तंभाने दिलेल्या दाबाएवढा असतो. 

०२. शून्य अंश सेल्सिअस तापमानाला ७६ सेमी उंची असलेल्या पाऱ्याच्या स्तंभाने दिलेला दाब म्हणजेच एक वातावरण दाब होय (g= 9.8 cm /s2)

०३. O० C तापमानास पाऱ्याची घनता p=13595 kg / m3 
म्हणून १ वातावरण दाब = hpg = 1.013X105 n/m2

०४. पारा हा पाण्यापेक्षा १३.५९५ पट जड असल्याने पाऱ्याच्या ऐवजी पाणी वापरल्यास एक वातावराण दाब मोजण्यासाठी ६.७६X १३.५९५ =१०.३३ मी एवढ्या उंचीचा जलस्तंभ लागेल


* आर्किमिडीजचे तत्व
०१. कोणताही पदार्थ कोणत्याही द्रवात अंशतः अथवा पुर्णतः बुडविला असता त्याचे वजन कमी होते. त्याच्या वजनात येणारी तुट ही त्याच्या द्रवव्याप्त भागाने उत्सारलेल्या द्रवाच्या वजनाएवढी असते.

०२. पदार्थ द्रवात बुडविला असता द्रवाच्या दाबामुळे पदार्थावर क्रिया करणारे बल उर्ध्वगामी असते. या उर्ध्वगामी बलाला द्रवामुळे क्रिया करणारे प्लावकबल अथवा उत्प्रणोद म्हणतात. द्रवाच्या या गुणधर्माला प्लावकता म्हणतात. यावरून आर्किमिडीजचे तत्व खालीलप्रमाणे मांडतात.

०३. कोणताही पदार्थ द्रवात अंशतः अथवा पुर्णतः बुडालेला असता तो, द्रव्यव्याप्त भागाने उत्सारलेल्या द्रवाच्या वजनाएवढ्या बलाने, वरच्या बाजूस प्लावित केला जातो.

०४. आर्किमिडीजच्या तत्वानुसार अद्रावणीय व पाण्यापेक्षा हलक्या पदार्थाची घनता काढता येते.

०५. पाण्यात द्रावणीय अशा स्थायू पदार्थाची घनता काढतांना पदार्थ ज्या द्रवात विरघळत नाही असा द्रव वापरावा लागतो.

०६. हा निष्कर्ष आर्किमिडीज या विख्यात शास्त्रज्ञाने इ.स.पूर्व ३३२ मध्ये प्रस्थापित केला. याला 'आर्किमिडीज तत्व' असे म्हणतात. आर्किमिडीज हे ग्रीक शास्त्रज्ञ व गणिती होते. बाथटबमध्ये उतरल्यावर बाहेर सांडणारे पाणी पाहून त्यांना हा शोध लागला. 'युरेका'असे म्हणजेच 'मला मिळाले' असे म्हणत ते बाहेर आले होते. 

०७. आर्किमिडीजचे तत्व जहाजे व पाणबुड्यांच्या रचनेसाठी उपयोगी पडते. दुग्धतामापी (Lactometer), आद्रतामापी (Hydrometer), यासारखी विविध उपकरणे याच तत्वावर आधारीत आहेत.

* तरणाचा नियम
०१. तरंगणाऱ्या वस्तुचे वजन तिच्या द्रवव्याप्त भागाने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाएवढे असते. यालाच तरणाचा नियम म्हणतात.

०२. लोखंडाची घनता पाण्याच्या घनतेपेक्षा जास्त असल्याने लोखंडी तुकडा पाण्यात बुडतो. परंतु तोच लोखंडी तुकडा पाऱ्यावर तरंगतो कारण पाऱ्याची घनता लोखंडापेक्षा जास्त असते.

०३. लाकडाचा ठोकळा पाण्यावर तरंगतो. पाण्यात जातांना तो पाणी बाजूला सारतो. सारलेल्या पाण्याचे वजन ठोकळ्याच्या वजनाएवढे होते. या वेळी ठोकळ्याचे वजन आणि ठोकळ्यावर कार्य करणारे प्लावीक बल समान असते.

०४. अॅल्युमिनियमची फॉईल पाण्यावर तरंगते पण त्याचीच चुरगळून बनविलेली गोळी मात्र पाण्यात बुडते आणि पार्यांवर तरंगते. यांचे कारण घनतेतील बदल होय.

०५. पदार्थाची घनता म्हणजे त्याचे वस्तुमान व आकारमान यांचे गुणोत्तर होय. त्याचे SI पद्धतीतील एकक किलोग्रॅम/मीटर3 असे आहे.

०६. जर वस्तूची घनता द्रवाच्या घनतेपेक्षा अधिक असेल तर ती द्रवात बुडते. मात्र जर वस्तूची घनता द्रवाच्या घनतेपेक्षा कमी असेल तर ती द्रवावर तरंगते.

०७. पदार्थाची सापेक्षा घनता म्हणजे त्याच्या घनतेचे पाण्याच्या घनतेशी असणारे गुणोत्तर होय. 
यालाच पदार्थाचे 'विशिष्ट गुरुत्व' म्हणतात. 
सापेक्ष घनता = पदार्थाची घनता / पाण्याची घनता