१०. बल व बलाचे प्रकार

१. वल्ह्याच्या साहाय्याने रेटा न देता नाव पाण्यात पुढे जाईल का ?

२. बैलगाडी पुढे जाण्यासाठी जोर कोण लावतो?

३. फुटबॉल खेळत असताना चेंडू कशामुळे गतिमान होतो ? त्याची दिशा कशी बदलते?

४. काठीने न ढकलता चाक पुढे जाईल का?

आपल्या दिशेने येणारा फुटबॉल गोलाच्या दिशेने ढकलण्यासाठी आपण त्याला गोलाच्या दिशेने पायाने ढकलतो म्हणजेच बल लावतो. दैनंदिन जीवनात आपण उचलणे, ओढणे, सायकल चालवणे व वेळप्रसंगी ती थांबवणे, ओझे ढकलणे, पिळणे, वाकवणे, गाडी चालवणे अशा अनेक क्रिया करतो. त्या करण्यासाठी जोर लावण्याची आवश्यकता असते. वस्तूवर कोणत्याही प्रकारे ओढणे व ढकलण्यासाठी लावलेल्या जोरास बल म्हणतात.

कोणतीही वस्तू आपणहून जागा बदलत नाही. वस्तू हलवण्यासाठी बलाची आवश्यकता असते. गतिमान वस्तूची दिशा बदलण्यासाठी, तिला थांबवण्यासाठी बलाचा वापर होतो.

सांगा पाहू !

१. एखादी स्प्रिंग आपल्या हातांत घेऊन ताणली की काय दिसेल ?

२. लोहाराने तापून लाल झालेल्या लोखंडी वस्तूवर हातोडा मारल्यास काय होते?

वस्तूचा आकार बदलण्यासाठी बलाची आवश्यकता असते.

बलाचे प्रकार

१. स्नायू बल

चित्र १०.१ मध्ये होणाऱ्या सर्व क्रियांमध्ये शरीरातील हाडे व स्नायूंच्या साहाय्याने हालचाली घडून येतात. शेजारील चित्रामध्ये वजन उचलणारी व्यक्ती स्नायू बलाचा वापर करून वजन उचलते.

स्नायूंच्या साहाय्याने लावलेल्या बलाला स्नायू बल म्हणतात.

२. यांत्रिक बल

अनेक कामे करण्यासाठी आपण वेगवेगळ्या यंत्रांचा वापर करतो. काही यंत्रे चालवण्यासाठी स्नायू बलाचा वापर होतो. काही यंत्रे ही विजेचा अथवा इंधनांचा वापर करून चालवली जातात. अशा यंत्रांना ‘स्वयंचलित यंत्रे’ म्हणतात. कारण या ठिकाणी यांत्रिक बल वापरले जाते. उदाहरणार्थ, शिलाई मशीन, विद्युत पंप, वॉशिंग मशीन, मिक्सर इत्यादी. यंत्रांचा वापर करून आपण अनेक कामे करतो. त्यांची यादी करा.

३. गुरुत्वीय बल

एखादी वस्तू बल लावून वर फेकली, की थोड्या उंचीवर जाऊन ती परत खाली येते. असे का होते ?

झाडावरील फळे जमिनीवर का पडतात ?

पृथ्वी सर्व वस्तू स्वतः कडे खेचते.

पृथ्वी जे बल लावून वस्तूंना आपल्याकडे खेचते त्यास गुरुत्वीय बल म्हणतात.

असे होऊन गेले

गुरुत्वाकर्षणाचा शोध सर आयझॅक न्यूटन यांनी १७ व्या शतकात लावला. पृथ्वीचे गुरुत्वीय बल हे नेहमी वर जाणाऱ्या वस्तूच्या विरुद्ध दिशेने असते वर फेकलेल्या वस्तूची गती कमी कमी होत जाते व शेवटी ती शून्य होते. मग ती वस्तू आणखी वर न जाता खाली पडायला लागते. खाली पडताना तिच्या गतीत गुरुत्वीय बलामुळेच सतत वाढ होत जाते.

१. एक लहान दगड आणि बादलीभर पाणी घ्या.बादलीपासून साधारणपणे २० सेमी उंचीवरून तो दगड पाण्यात टाका. दगड पाण्यात पडण्याचा आवाज ऐकू येईल.

आता तोच दगड साधारणपणे १०० सेमी उंचीवरून पाण्यात टाका. पुन्हा दगड पाण्यात पडताच आवाज ऐकू येईल.

वरील दोन कृतीतील आवाजांत काय फरक आढळतो ? यावरून काय समजते ?

२. पोते उचलण्याच्या क्रिया चित्रात दाखवल्या आहेत. एक पोते लहान आहे, तर दुसरे मोठे आहे. दोन्ही पोती उचलताना काय फरक दिसतो ?

लहान पोत्यावरील गुरुत्वीय बल कमी आहे म्हणजेच त्याचे वजन कमी आहे. मोठ्या पोत्यावरील गुरुत्वीय बल जास्त आहे म्हणजेच त्याचे वजन जास्त आहे.

जास्त वजन उचलण्यासाठी जास्त बल लावावे लागते.

सूर्यमालेतील सूर्य आणि ग्रह यांमध्ये गुरुत्वाकर्षण बल कार्यरत असते. त्यामुळे ग्रह सूर्याभोवती सतत फिरत असतात. त्याचबरोबर ग्रह आणि उपग्रह यांमध्येही गुरुत्वाकर्षण बल कार्यरत असते. मग सर्व ग्रह आणि उपग्रह सूर्याकडे का झेपावत नाहीत ?

४. चुंबकीय बल

आकाशात झेपावणाऱ्या विमानावर कोणकोणती बले कार्यरत असतात ?

टेबलावर एक चुंबक ठेवा. एक मोठा लोखंडी खिळा चुंबकाजवळ न्या. तो चुंबकाला चिकटतो. आता चुंबक हवेत खिळ्यापासून दूर उभा धरा. काय होईल ? (da)

चुंबकामुळे लावल्या गेलेल्या बलाला ‘चुंबकीय बल’ म्हणतात.

 कॅरमच्या सोंगटीला हळूच टिचकी मारली असता ती कॅरम बोर्डवरून घसरत पुढे जाते, परंतु काही अंतरावर जाऊन थांबते.

सपाट जमिनीवरून घरंगळणारा चेंडू थोड्या अंतरावर जाऊन थांबतो. असे का होते ?

दोन पृष्ठभाग एकमेकांवर घासत असताना त्यांमध्ये घर्षण बल कार्य करू लागते. ते नेहमी गतीच्या विरोधात कार्य करते.

सायकल चालवताना ब्रेक लावला, की थोड्या अंतरावर जाऊन सायकल थांबते. ब्रेक कसा लागतो, कोणत्या भागांमध्ये घर्षण निर्माण होते ?

गुळगुळीत कागदाचे तसेच सँडपेपरचे दोन तुकडे घेऊन एकमेकांवर घासून पहा काय लक्षात येईल ?

गुळगुळीत पृष्ठभाग एकमेकांवरून सहज पासता येतात कारण त्यांमध्ये घर्षण बल कमी असते, तर खडबडीत पृष्ठभाग एकमेकावरून सहज घासता येत नाहीत कारण त्यांमधील घर्षण बल जास्त असते.

जमिनीवरून चालताना घर्षण बलामुळेच पुढे जाणे शक्य होते घर्षण, नसेल, तर आपण पाय घसरून पडतो. उदा. तेलकट किंवा ओल्या फरशीवरून चालताना घसरण्याची शक्यता जास्त असते.

चिखलात अडकलेल्या मोटारीला बाहेर काढण्यासाठी लाकडी फळी का टाकली जाते?

लाकडी फळी टाकल्याने चाक व फळीमध्ये घर्षण बल निर्माण होते आणि चिखलातून मोटार काढता येते. थोडक्यात, गरजेप्रमाणे घर्षण बल कमी-अधिक करता येते.

६. स्थितिक विदयुत बल

१. कागदाचे बारीक कपटे टेबलावर पसरा. धर्मोकोलचा तुकडा किंवा फुगवलेला फुगा रेशमी कापडावर घासून या कपट्यांजवळ आणा,

२. प्लॅस्टिकचा कंगवा तेल न लावलेल्या केसांवर घासून ही कृती पुन्हा करा.

३. मोराचे पीस वहीच्या दोन कागदात घासून ते बोटांजवळ आणून बघा.

काय आढळून येईल ? वरील कृतीत कागदाचे कपटे, दोरा, मोराचे पीस हे हालताना दिसतात. असे का होते ?

एकत्रित बले: एखादी क्रिया घडत असताना विविध प्रकारची बले वस्तूवर कार्य करतात व ती क्रिया पूर्ण होते. रोलर कोस्टर किंवा समुद्रकिनाऱ्यावर सेलबोर्डच्या कसरती तुम्ही पाहिल्या असतील. त्यांमध्ये विविध प्रकारची बले एकत्र आलेली असतात. त्याविषयी अधिक माहिती घेण्यासाठी इंटरनेटवर गुगल सर्चमध्ये Trickscience असे टाईप करा आणि माहिती मिळवा.