बल आणि दाब (Force and Pressure)

कोणत्याही वस्तूची स्थिती, वेग, दिशा किंवा आकार बदलण्यासाठी कार्य करणाऱ्या कारणाला बल (Force) म्हणतात.

न्यूटनच्या पहिल्या गतीच्या नियमानुसार, जर एखाद्या वस्तूवर कोणतेही बाह्य असंतुलित बल कार्यरत नसेल तर स्थिर वस्तू स्थिर राहते आणि गतिमान वस्तू समान वेगाने सरळ रेषेत गतिमान राहते.

बल (Force)

वस्तूवर लावलेले ढकलणे (Push) किंवा ओढणे (Pull) म्हणजे बल होय.

• SI एकक : न्यूटन (N)
• मापन : स्प्रिंग बॅलन्स

बलाचे प्रकार

1. संपर्क बल (Contact Forces)

जेव्हा दोन वस्तूंमध्ये प्रत्यक्ष संपर्क असतो तेव्हा निर्माण होणाऱ्या बलाला संपर्क बल म्हणतात.

उदाहरणे :

• मोटार ढकलणे
• दोरी ओढणे
• चेंडूला लाथ मारणे
• टेबलावर पुस्तक ठेवणे

प्रमुख संपर्क बले :

• स्नायू बल (Muscular Force)
• घर्षण बल (Frictional Force)
• ताण बल (Tension Force)
• अभिलंब बल (Normal Force)

2. असंपर्क बल (Non-Contact Forces)

दोन वस्तूंमध्ये प्रत्यक्ष संपर्क नसतानाही कार्य करणाऱ्या बलाला असंपर्क बल म्हणतात.

बलाचा प्रकार	उदाहरण
गुरुत्वीय बल	फळ झाडावरून खाली पडणे
चुंबकीय बल	चुंबक लोखंड आकर्षित करतो
स्थिरविद्युत बल	कंगवा कागदाचे तुकडे आकर्षित करतो

संतुलित आणि असंतुलित बले

संतुलित बले (Balanced Forces)

जेव्हा वस्तूवर कार्य करणारी विरुद्ध दिशेतील बले समान असतात तेव्हा परिणामी बल शून्य होते.

• वस्तूची गती बदलत नाही.
• वस्तू स्थिर किंवा समान वेगाने चालते.

असंतुलित बले (Unbalanced Forces)

जेव्हा वस्तूवर कार्य करणारी बले समान नसतात तेव्हा परिणामी बल शून्य राहत नाही.

• वस्तू हालू लागते.
• वेग बदलतो.
• दिशा बदलते.

जडत्व (Inertia)

वस्तू ज्या स्थितीत आहे त्याच स्थितीत राहण्याच्या प्रवृत्तीला जडत्व म्हणतात.

जडत्वाचे प्रकार

प्रकार	उदाहरण
विराम अवस्थेचे जडत्व	बस सुरू झाल्यावर प्रवासी मागे झुकतात
गतीचे जडत्व	बस थांबल्यावर प्रवासी पुढे झुकतात
दिशेचे जडत्व	वाहन वळल्यावर प्रवासी एका बाजूला झुकतात

दाब (Pressure)

एकक क्षेत्रफळावर लंब दिशेने कार्य करणाऱ्या बलाला दाब म्हणतात.

सूत्र

दाब = बल ÷ क्षेत्रफळ

P = F / A

दाबाचे SI एकक

• पास्कल (Pa)
• 1 Pa = 1 N/m²
• 1 bar = 100000 Pa
• 1 atm = 101325 Pa

क्षेत्रफळ आणि दाब

• क्षेत्रफळ वाढल्यास दाब कमी होतो.
• क्षेत्रफळ कमी झाल्यास दाब वाढतो.

उदाहरणे :

• उंटाचे पाय रुंद असल्यामुळे वाळूवर कमी दाब पडतो.
• सुरीची धार बारीक असल्यामुळे जास्त दाब निर्माण होतो.
• उंच टाचेच्या सँडलमुळे जमिनीवर जास्त दाब पडतो.

घन पदार्थावरील दाब

घन पदार्थावर पडणारा दाब वस्तूचे वजन आणि संपर्क क्षेत्रफळावर अवलंबून असतो.

• वजन वाढले → दाब वाढतो.
• क्षेत्रफळ वाढले → दाब कमी होतो.

वायूचा दाब (Gas Pressure)

वायूचे रेणू सतत हालचाल करतात व पात्राच्या भिंतींवर बल लावतात. त्यामुळे वायू सर्व दिशांना दाब निर्माण करतो.

• फुगा फुगतो.
• टायर कठीण होतात.
• गॅस सिलिंडरमध्ये दाब निर्माण होतो.

द्रव आणि वायू (Fluids)

द्रव आणि वायू यांना एकत्रितपणे द्रायू (Fluids) म्हणतात.

• प्रवाही असतात.
• सर्व दिशांनी दाब लावतात.
• पात्राचा आकार धारण करतात.

वातावरणीय दाब (Atmospheric Pressure)

पृथ्वीभोवती असलेल्या हवेच्या आवरणाला वातावरण म्हणतात. हवेच्या वजनामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर निर्माण होणाऱ्या दाबाला वातावरणीय दाब म्हणतात.

समुद्रसपाटीवर 1 वातावरणीय दाब (1 atm) = 101325 Pa असतो.

• उंची वाढल्यास वातावरणीय दाब कमी होतो.
• पर्वतांवर हवा विरळ असते.
• हवामानाचा अंदाज घेण्यासाठी वातावरणीय दाब महत्त्वाचा असतो.

परीक्षेसाठी महत्त्वाचे मुद्दे

• बलाचे SI एकक – न्यूटन (N)
• दाबाचे SI एकक – पास्कल (Pa)
• 1 Pa = 1 N/m²
• 1 bar = 10⁵ Pa
• 1 atm = 101325 Pa
• गुरुत्वीय, चुंबकीय व स्थिरविद्युत बले ही असंपर्क बले आहेत.
• स्नायू बल व घर्षण बल ही संपर्क बले आहेत.
• जडत्वाचे तीन प्रकार – विराम, गती आणि दिशा.
• द्रव आणि वायू यांना द्रायू (Fluid) म्हणतात.