पृष्ठभूमि

जब वस्तुएं स्थिर अवस्था में होती हैं, तो छात्रों के लिए यह समझना आसान हो जाता है कि वे स्थिर अवस्था में क्यों हैं। हालांकि, जब वस्तुएं गतिमान होती हैं और फिर घर्षण या गुरुत्वाकर्षण जैसे कुछ बलों के कारण धीरे-धीरे धीमी हो जाती हैं या अचानक रुक जाती हैं, तो इन अवधारणाओं को अक्सर आसानी से नहीं देखा जा सकता है। इसलिए, इनकी अवधारणा करना अधिक कठिन है। किसी वस्तु का विराम अवस्था में होना अक्सर उस वस्तु पर लगने वाले बलों के संतुलन के कारण होता है। जब कोई वस्तु गतिमान होती है, तो वह तब तक गतिमान रहती है जब तक उस पर कोई असंतुलित या बाहरी बल कार्य न करे। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी गेंद को पहाड़ी से नीचे लुढ़काते हैं, तो वह तब तक लुढ़कती रहेगी जब तक कि वह किसी चीज से टकरा न जाए या किसी समतल सतह पर स्थिर न हो जाए और घर्षण और/या गुरुत्वाकर्षण के कारण उसकी गति धीमी न हो जाए।

न्यूटन का गति का दूसरा नियम

न्यूटन का गति का नियम: बताता है कि किसी वस्तु का त्वरण वस्तु के द्रव्यमान और उस पर लगने वाले बल पर निर्भर करता है। इस नियम के अनुसार, बल द्रव्यमान और त्वरण के गुणनफल के बराबर होता है। (अर्थात एफ = एम*ए)।

किसी वस्तु पर जितना अधिक बल लगाया जाता है, वह वस्तु उतनी ही अधिक प्रभावित होती है। कई बातों पर विचार करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, वस्तु कितनी भारी या कितनी बड़ी है? वस्तु जितनी भारी या बड़ी होगी, उसे हिलाने के लिए उतनी ही अधिक शक्ति की आवश्यकता होगी।

न्यूटन का गति का तीसरा नियम

न्यूटन का गति का नियम: कहता है कि प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। दूसरे शब्दों में, यदि वस्तु 1 वस्तु 2 पर बल लगाती है, तो वस्तु 2 भी वस्तु 1 पर समान बल लगाती है।

कुर्सी पर बैठने के बारे में सोचें। आपके बैठने से उत्पन्न बल का विरोध ऊपर की ओर लगने वाले बल द्वारा किया जाना चाहिए, अन्यथा कुर्सी टूट जाएगी। संतुलित और असंतुलित बलों के संदर्भ में, जब बल संतुलित होते हैं, तो कोई वस्तु गति नहीं करती और स्थिर रहती है। उदाहरण के लिए, दीवार पर अपना हाथ धकेलने के बारे में सोचें। स्थिर रहने के लिए आपकी बांह का बल दीवार द्वारा लगाए गए बल के साथ संतुलित होता है। बल असंतुलित भी हो सकते हैं। जब बल असंतुलित होते हैं, तो वस्तुएं गतिमान हो जाती हैं। इसका कारण यह है कि एक बल दूसरे बल से अधिक है।

गियर क्या होते हैं?

गियर ऐसे पहिये होते हैं जिनके किनारों पर दांत होते हैं जिनका उपयोग बल को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। यह समान बल को स्थानांतरित करने के लिए समान आकार के गियर का उपयोग करके या बल के स्थानांतरण के दौरान गति या शक्ति का लाभ प्राप्त करने के लिए अलग-अलग आकार के गियर का उपयोग करके किया जा सकता है।

गियर दो प्रकार के यांत्रिक लाभ उत्पन्न कर सकते हैं। लाभ तब होता है जब समान मात्रा में कार्य करने के लिए कम बल की आवश्यकता होती है क्योंकि लगाए गए बल की दिशा को बढ़ाने और बदलने के लिए एक सरल मशीन (इस मामले में: गियर) का उपयोग किया जाता है। यांत्रिक लाभ को विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप समायोजित किया जा सकता है। जब एक ही आकार के दो गियर आपस में जुड़ते हैं, तो इससे शक्ति का 1-1 अनुपात में स्थानांतरण होता है। गति और टॉर्क दो अन्य प्रकार के यांत्रिक लाभ हैं।

गियर के चलने के तरीके के संबंध में, एक ड्राइविंग गियर और एक ड्रिवन गियर होता है। ड्राइविंग गियर वह गियर होता है जो दूसरे गियर को शक्ति का संचार या हस्तांतरण करता है। चालित गियर वह गियर होता है जिसे दूसरा गियर आगे की ओर धकेलता है।

एक यांत्रिक लाभ है जो संचालित गियर या मशीन के आउटपुट को अधिक शक्तिशाली बनाता है। जब एक छोटा गियर एक बड़े गियर को चलाता है तो टॉर्क उत्पन्न होता है। बड़े गियर को एक पूरा चक्कर घुमाने के लिए छोटे गियर को अधिक चक्कर लगाने पड़ते हैं। नीचे दिए गए एनिमेशन को देखें जिसमें एक छोटा गियर एक बड़े गियर को घुमा रहा है।

किसी वस्तु द्वारा समय के साथ तय की गई दूरी है और यह एक यांत्रिक लाभ है जो संचालित गियर या मशीन के आउटपुट को तेज बनाता है। यह लाभ तब उत्पन्न होता है जब एक बड़ा गियर एक छोटे गियर को चला रहा होता है। नीचे दिए गए एनिमेशन को देखें जिसमें एक बड़ा गियर एक छोटे गियर को घुमा रहा है।

गति और टॉर्क का विपरीत संबंध होता है। यदि उत्पादन में गति वांछित है, तो टॉर्क को कम करना होगा। इसका विपरीत भी सत्य है, यदि आउटपुट के रूप में अधिक टॉर्क या शक्ति की आवश्यकता हो, तो गति कम हो जाएगी।

VEX GO किट में चार प्रकार के गियर होते हैं: लाल गियर में 8 दांत होते हैं, हरे गियर में 16 दांत होते हैं, नीले गियर में 24 दांत होते हैं और गुलाबी गियर में 24 दांत होते हैं।  लाल, हरे और नीले गियर गति और टॉर्क को स्थानांतरित कर सकते हैं। पिंक गियर के केंद्र में वर्गाकार छेद नहीं होता है और यह एक "आइडलर" गियर है। इसका उपयोग अक्सर गियर अनुपात को बदले बिना, एक स्थिति से दूसरी स्थिति में टॉर्क स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है।