ग्रैविटी केंद्र
शिक्षक टूलबॉक्स
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इस पाठ का उद्देश्य
यह STEM प्रयोगशाला, असमान सतहों पर चलते समय रोबोट पर भार की स्थिति को बदलने के लिए क्लॉबोट की भुजा में हेरफेर करके गुरुत्वाकर्षण के केंद्र (CoG) की खोज पर ध्यान केंद्रित करती है - जिससे इसका CoG प्रभावित होता है। इस प्रथम वाचन का उद्देश्य गुरुत्वाकर्षण केंद्र की अवधारणा से परिचित कराना है, जिसमें यह पता लगाया जाएगा कि पीसा की झुकी हुई मीनार को बिना गिरे कैसे झुकाया जा सकता है।
गुरुत्वाकर्षण केंद्र पर विचार करते हुए
प्रत्येक वस्तु का एक गुरुत्व केन्द्र (CoG) होता है। यह वस्तु पर वह स्थान है जहां किसी एक ओर गुरुत्वाकर्षण बल विपरीत दिशा में गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा संतुलित होता है। इसे सोचने का दूसरा तरीका किसी वस्तु के भार का औसत स्थान है। यदि CoG वस्तु के आधार (जमीन पर टिका हुआ भाग) से ऊपर रहेगा, तो वस्तु नहीं गिरेगी।
चित्र में पीसा की प्रसिद्ध झुकी हुई मीनार दिखाई गई है। यह टावर अपने अत्यंत स्पष्ट झुकाव के लिए जाना जाता है, जो पूर्णतः ऊर्ध्वाधर (सीधे ऊपर और नीचे) होने से लगभग 4 डिग्री अधिक है। आप चित्र में दिखाए गए तीर की तुलना टावर पर स्थित स्तंभों से कर सकते हैं कि यह कितना झुका हुआ है। यद्यपि टावर इतना झुका हुआ है, फिर भी CoG टावर के आधार से ऊपर है और इसलिए टावर खड़ा रहता है! यदि आप उपरोक्त चित्र में झुकते हुए टॉवर को और अधिक धकेलें, जिससे यह अधिक से अधिक झुक जाए, जब तक कि तीर टॉवर के आधार को पार न कर जाए, तब यह गिर जाएगा।
आप सीसॉ या स्केल के बारे में भी सोच सकते हैं। फुलक्रम, सीसॉ पर वह बिंदु जहां बोर्ड टिका होता है, सीसॉ के CoG के ठीक नीचे होता है। यदि ऐसा न होता तो झूला ऊपर-नीचे होने के बजाय एक ओर गिर जाता।
अपनी शिक्षा का विस्तार करें
इस गतिविधि को विस्तारित करने के लिए, अपने विद्यार्थियों से अपनी तर्जनी उंगली पर एक पेंसिल को संतुलित करने को कहें। अपने विद्यार्थियों से कहें कि वे अपने हाथों को हथेली ऊपर की ओर मोड़ें और एक पेंसिल को अपनी तर्जनी उंगली के लंबवत रखें। यदि/जब छात्र इसे संतुलित करने में सफल हो जाते हैं, तो उन्होंने पेंसिल का CoG पा लिया है।
छात्र किसी वस्तु जैसे कप के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र को वस्तु के केंद्र में एक धागे को टेप करके और रबड़ या अन्य हल्के वजन वाली वस्तु का उपयोग करके धागे के नीचे वजन लगाकर भी देख सकते हैं। कप को किसी किताब या डेस्क पर रखें और उसे थोड़ा झुकाएं। विद्यार्थियों से कहें कि वे देखें कि वस्तु के आधार के संबंध में डोरी किस प्रकार गति करती है।
विद्यार्थियों को यह देखने को कहें कि जब वस्तु गिरने लगती है तो डोरी कहाँ होती है। विद्यार्थियों को ध्यान देना चाहिए कि जब डोरी वस्तु के आधार से गुजरती है तो वस्तु गिरने लगती है।