बल र चाल

धकेलुन्जेल किताबको स्थान बदलिइरहन्छ। त्यस बेला किताब चालमा छ भनिन्छ।

बगिरहेको पानी, उडिरहेको चरा, गुडिरहेको बस, हिँडिरहेको मानिस र गुडिरहेको साइकल सबै चालमा हुन्छन्। घरबाट विद्यालय हिँडेर जाँदा हामी पनि चालमा हुन्छौँ: बाटोका घर र रुखको तुलनामा हाम्रो स्थान बदलिइरहन्छ।

वरिपरिका वस्तुको तुलनामा कुनै वस्तुले आफ्नो स्थान बदलिरहेको अवस्थालाई चाल भनिन्छ।

कक्षाकोठाका टेबुल, कुर्सी, बेन्च र डेस्क जहाँको तहीँ छन्। यिनको स्थान बदलिएको छैन। यी विश्राममा छन्। घर, पुल र बिजुलीको खम्बा पनि विश्राममा हुन्छन्। विश्राममा रहेको वस्तुलाई स्थिर वस्तु पनि भनिन्छ।

वरिपरिका वस्तुको तुलनामा कुनै वस्तुले आफ्नो स्थान नबदलेको अवस्थालाई विश्राम भनिन्छ।

यसरी कुनै वस्तु “चालमा” छ कि “विश्राममा” भन्ने कुरा त्यसलाई कुन वस्तुसँग तुलना गरिन्छ भन्नेमा भर पर्छ। त्यसैले चाल र विश्रामलाई सापेक्षित (सापेक्षिक) भनिन्छ। तुलना गर्न प्रयोग गरिने वस्तु वा ठाउँलाई सन्दर्भ विन्दु भनिन्छ। प्रायः वरिपरिको जमिन, रुख र घरसँग तुलना गरिने भएकाले “बस गुडिरहेको छ” मात्र भनिन्छ।

चालका प्रकार

सबै वस्तु एउटै किसिमले चल्दैनन्। खसेको ढुङ्गा सिधै तल झर्छ। पुतली कहिले यता, कहिले उता उड्छ। वस्तुको चाललाई सिधारेखीय चाल र वक्ररेखीय चाल गरी मुख्य दुई प्रकारमा छुट्याइन्छ।

क. सिधारेखीय चाल

कुनै वस्तु सिधा रेखामा चल्दा हुने चाललाई सिधारेखीय चाल भनिन्छ। (अङ्ग्रेजीमा यसलाई rectilinear motion पनि भनिन्छ। “सिधारेखीय” शब्दजस्तै यसमा पनि recti को अर्थ “सिधा” र linear को अर्थ “रेखीय” हो।)

उदाहरण: सिधा सडकमा गुडिरहेको गाडी, समतल चउरमा गुडिरहेको भकुन्डो, सिधै तल खसिरहेको ढुङ्गा, बन्दुकबाट निस्केको गोली।

ख. वक्ररेखीय चाल

सिधा रेखामा नचली दिशा बदल्दै चल्ने वस्तुको चाललाई वक्ररेखीय चाल भनिन्छ। घुमाउरो बाटोमा हुने चाल नै वक्ररेखीय चाल हो।

उदाहरण: मोडमा घुमिरहेको गाडी, घडीका सुईका टुप्पा, पिङ, फरफराउँदै उडिरहेको पुतली र घस्रिरहेको सर्प। हावा चल्दा धुलो, पात र कागजका टुक्रा उड्छन्। यिनीहरूको कुनै निश्चित दिशा हुँदैन: उड्दै जाँदा यिनको दिशा बदलिइरहन्छ। यिनको चाल पनि वक्ररेखीय हो।

हरेक काम गर्न बल चाहिन्छ। तर बल भनेको वास्तवमा के हो?

नधकेलुन्जेल वा नतानुन्जेल झोला विश्राममा रहन्छ। धकेल्दा वा तान्दा मात्र यो चल्छ। धक्का वा तान नै बल हो।

धकेल्दा वा तान्दा वस्तुको विश्राम वा चालको अवस्थामा परिवर्तन आउन सक्ने भएकाले बललाई यसरी परिभाषित गरिन्छ:

वस्तुको विश्राम वा चालको अवस्थामा परिवर्तन ल्याउने वा ल्याउन खोज्ने बाहिरी धक्का वा तानलाई बल भनिन्छ।

“ल्याउन खोज्ने” किन भनिएको हो? कक्षाकोठाको भित्तालाई जोडले धकेलेर हेरौँ। बल त लगाइन्छ, तर भित्ता सर्दैन। यहाँ बलले भित्तालाई सार्न मात्र खोज्छ।

हिँड्न, दौडिन, भारी बोक्न, फुटबल खेल्न, साइकल चलाउन र ढोका खोल्न हामी बल प्रयोग गर्छौँ। बलबिना कुनै काम हुँदैन। स्थिर वस्तुलाई चालमा ल्याउन र चलिरहेको वस्तुलाई स्थिर बनाउन बल चाहिन्छ।

बलको नाप

कमानी तराजुलाई स्प्रिङ ब्यालेन्स वा स्प्रिङ तराजु पनि भनिन्छ। यसभित्र एउटा कमानी (स्प्रिङ) हुन्छ। यसको हुक जति बढी बलले तानिन्छ, कमानी उति बढी तन्किन्छ र यसको सूचक (पोइन्टर) स्केलमा उति नै तल सर्छ। स्केलमा न्युटनका चिह्न लगाइएका हुनाले यसबाट बलको नाप सिधै थाहा हुन्छ।

बलको SI एकाइ न्युटन (N) हो। वैज्ञानिक आइज्याक न्युटनको नामबाट यो नाम राखिएको हो।

तौल पनि एक प्रकारको बल नै भएकाले यसलाई पनि न्युटनमा नापिन्छ। पृथ्वीले कुनै वस्तुलाई आफ्नो सतहतिर तान्ने बललाई त्यस वस्तुको तौल भनिन्छ। पृथ्वीको सतहमा 1 किलोग्राम पिण्ड भएको वस्तुको तौल करिब 9.8 न्युटन हुन्छ।

बलका असर

बलले वस्तुमा धेरै किसिमका असर गर्छ। तीमध्ये छओटा यहाँ दिइएका छन्।

क. बलले स्थिर वस्तुलाई चालमा ल्याउन सक्छ। जमिनमा राखिएको भकुन्डोलाई हान्दा त्यो गुड्न थाल्छ। पाइडल थिच्दा साइकल गुड्छ। ठेलागाडालाई धकेल्दा त्यो गुड्न थाल्छ।

ख. बलले चलिरहेको वस्तुलाई स्थिर बनाउन सक्छ। गुडिरहेको भकुन्डो रोक्न बल चाहिन्छ। गुडिरहेको साइकल वा बसमा ब्रेक लगाउँदा त्यो रोकिन्छ। फुटबल खेल्दा गोलकिपरले भकुन्डो रोक्न बल लगाउँछन्।

ग. बलले चलिरहेको वस्तुको वेग घटबढ गर्न सक्छ। (कतिपय पुस्तकमा यसलाई वस्तुको गतिको मात्रामा घटबढ भनिन्छ। गति भनेको कुनै निश्चित दिशामा हुने वेग हो। त्यसैले गतिको मात्रा भनेको वेग नै हो।) मच्चिरहेको पिङलाई धकेल्दा त्यो झन् छिटो मच्चिन्छ। पाइडल छिटो घुमाउँदा साइकल पनि छिटो गुड्छ। बलले वस्तुलाई ढिलो पनि बनाउन सक्छ: ब्रेक लगाउँदा साइकल रोकिनुअघि ढिलो हुन्छ।

घ. बलले चलिरहेको वस्तुको दिशा बदल्न सक्छ। गुडिरहेको भकुन्डो भित्ता वा खम्बामा ठोकिँदा अर्कै दिशातिर उछिट्टिन्छ। ब्याट्सम्यानले ब्याटले हान्दा क्रिकेटको भकुन्डो नयाँ दिशातिर उड्छ।

ङ. बलले वस्तुको आकार बदल्न सक्छ। हावा भरिएको बेलुनलाई थिच्दा त्यसको आकार बदलिन्छ। मुछेको पिठोलाई थिचेर र बेलेर गोलो, चेप्टो रोटी बनाइन्छ। कागज वा प्लास्टिकको थैलोलाई दुवै हातले थिच्दा त्यसको आकार बदलिन्छ।

च. बलले वस्तुको साइज बदल्न सक्छ। बेलुनलाई फुक्दा त्यो ठुलो हुन्छ। कागजलाई डल्लो बनाउँदा वा झोलामा लुगा खाँद्दा ती कम ठाउँमा अटाउँछन्।

यसरी बलले वस्तुको विश्राम वा चालको अवस्था, वेग र दिशा बदल्न सक्छ। यसले वस्तुको आकार र साइज पनि बदल्न सक्छ।

बलको स्थानान्तरण

हँसिया, खुकुरी वा बन्चरोले काठ काट्दा हामी बिँड समातेर बल लगाउँछौँ। तर काट्ने काम भने धारले गर्छ। बिँडमा लगाइएको बल औजार हुँदै धारसम्म पुग्छ र धारले काठ काट्छ। कोदालो वा कुटोले खेत खन्दा पनि यस्तै हुन्छ: बिँडमा बल लगाइन्छ र पातोले माटो खन्छ।

गुडिरहेको साइकल, मोटरसाइकल वा बस रोक्न ब्रेक लगाइन्छ। हातले ब्रेकको ह्यान्डल वा खुट्टाले ब्रेकको पाइडल थिचिन्छ। त्यो बल घुमिरहेको चक्कासम्म पुग्छ। त्यहाँ रबरका गट्टा (ब्रेक प्याड) चक्कामा थिचिन्छन्। गट्टा र चक्का घसिँदा उत्पन्न हुने घर्षणले चक्कालाई ढिलो बनाउँछ र रोक्छ। मोटरसाइकल, बस र हवाईजहाजमा पनि ब्रेकमा लगाइएको बल चक्कासम्म पुग्छ। यसरी ब्रेकका माध्यमबाट बल एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा पुग्छ।

एउटा सिरिन्जको पिस्टन धकेल्दा त्यो बल नलीको पानी हुँदै अर्को सिरिन्जसम्म पुग्छ। यसरी बललाई एक ठाउँबाट अर्को ठाउँमा पुर्‍याउने कार्यलाई बलको स्थानान्तरण भनिन्छ। (यसलाई बलको प्रसारण पनि भनिन्छ।)

दैनिक जीवनका धेरैजसो काममा हामी यसरी नै बलको स्थानान्तरण गर्छौँ। कुटो, कोदालो, चाँदे, हँसिया, खुकुरी, बन्चरो र फेसो जस्ता औजारले हामीले बल लगाएको ठाउँबाट काम हुने ठाउँसम्म बल पुर्‍याउँछ। बलको स्थानान्तरण गर्न हामी यस्ता विभिन्न साधन प्रयोग गर्छौँ।

हामी दिनहुँ धेरै किसिमका काम गर्छौँ र ती काम गर्न विभिन्न औजार प्रयोग गर्छौँ। यस्ता औजारले कामलाई सजिलो र छिटो बनाउँछ। यसरी काममा सघाउने औजारलाई सरल यन्त्र भनिन्छ।

गाउँघरमा घाँस र दाउरा काट्न हँसिया र खुर्पा प्रयोग गरिन्छ। दाउरा चिर्न र रुख काट्न बन्चरो प्रयोग गरिन्छ। खेत खन्न कोदालो र कुटो प्रयोग गरिन्छ। घरमा चुलेँसी, चिम्टा, चक्कु, सरौतो, साबेल र चर्खा जस्ता औजार प्रयोग गरिन्छन्। इनारबाट पानी झिक्न घिर्नी प्रयोग गरिन्छ। गह्रौँ सामान छड्के राखिएको फल्याकबाट ट्रकमा चढाइन्छ। पेचकसले पेच कस्न र खोल्न सकिन्छ।

यी औजार हेर्दा सरल देखिन्छन्, तर यिनको प्रयोगले काम छिटो र कम बलमा पूरा हुन्छ। कुनै पनि कामलाई सजिलो, छिटो र सुविधाजनक तरिकाले गर्न सघाउने सरल बनोटका औजारलाई सरल यन्त्र भनिन्छ।

सरल यन्त्र एउटा मात्र औजार हो र यसलाई हाम्रो आफ्नै बलले चलाइन्छ। यसमा डिजेल वा कोइला जस्ता इन्धन प्रयोग हुँदैनन्। धेरैओटा सरल यन्त्र मिलाएर बनाइएको र तिनले एकैसाथ काम गर्ने यन्त्रलाई जटिल यन्त्र भनिन्छ। साइकल जटिल यन्त्र हो: यसका पाइडल र गियर “पाङ्ग्रा र बिँड” हुन्, ब्रेकका ह्यान्डल उत्तोलक हुन् र बोल्ट पेच हुन्।

सरल यन्त्रको उपयोगिता

दैनिक जीवनमा विभिन्न काम गर्न सरल यन्त्रको प्रयोग गरिन्छ। यिनबाट काम गर्न धेरै सहयोग मिल्छ। यिनका मुख्य उपयोगिता यस्ता छन्:

• क.थोरै बल लगाएर गह्रौँ लोड उठाउन सकिन्छ।
• ख.थोरै समयमा धेरै काम गर्न सकिन्छ।
• ग.सुविधाजनक तरिकाले (सजिलो दिशामा वा सजिलो ठाउँबाट) बल लगाउन सकिन्छ।

हरेक काम गर्न बल चाहिन्छ। तर कहिलेकाहीँ धेरै ठुलो बलका विरुद्ध काम गर्नुपर्छ। उदाहरणका लागि, करिब 1000 kg पिण्ड भएको ढुङ्गा पल्टाउनुपर्‍यो भने एक्लैले हातले यो काम गर्न सकिँदैन। तर सरल यन्त्रको प्रयोग गरेमा यसलाई पल्टाउन सकिन्छ।

एउटा लामो फलामको डन्डी (गल) वा बलियो काठलाई ढुङ्गामुनि घुसारिन्छ। डन्डीमुनि एउटा सानो ढुङ्गा राखिन्छ। डन्डी यही ढुङ्गामा अडेर घुम्छ। यस्तो विन्दुलाई फलक्रम भनिन्छ। अब डन्डीको अर्को छेउमा थोरै बल लगाएर तलतिर थिचिन्छ। डन्डीले ठुलो ढुङ्गालाई माथितिर धकेल्छ र ढुङ्गा पल्टिन्छ। यसरी थोरै बलले धेरै ठुलो बलका विरुद्ध काम गर्न सकिन्छ। डन्डीले कामलाई सजिलो बनाउँछ। यसले बलको दिशा पनि बदल्छ: हामी तलतिर थिच्छौँ, ढुङ्गा माथितिर धकेलिन्छ।

यसै गरी कैँचीलाई थोरै बलले थिचेर कागज र कपडा काटिन्छ। साबेलले माटो र बालुवा फालिन्छ। गहिरो इनारबाट घिर्नीले पानी झिकिन्छ।

1. खाली ठाउँमा मिल्दो शब्द भर्नुहोस्

बल, चाल, सिधारेखीय, न्युटन, सजिलो, सरल यन्त्र

2. फरक लेख्नुहोस्

3. तलका प्रश्नको उत्तर लेख्नुहोस्

4. तलका सरल यन्त्रको सफा चित्र बनाउनुहोस्