आर्कमिडीज का सिद्धांत-Archimedes Ka Siddhant Kya Hai
Archimedes of Syracuse, एक Ancient Greek Mathematciian, Physicst और Engineer है। इनहोने एक Science के Field में बहुत ही महत्वपूर्ण योगदान दिया है। इनके कई Discovery में एक महत्वपूर्ण Discovery – Archimedes Principle शामिल है।
इनका यह Fundamental Concept, Fluid Mechanics के छेत्र में Objects Fluid के अंदर किस तरह से Behave करता है यह दर्शाता है। इनका यह Concept, Theory और Practical दोनों में ही Implications होता है।
आर्कमिडीज का सिद्धांत (Archimedes Principle) क्या होता है? । Archimedes Ka Siddhant Kya Hai
Archimedes Principle यह बतलाता है की अगर किसी भी Object को Fully या फिर Partially, Fluid के अंदर Submerged किया जाए तो उसपे Upward Buoyant Force लगेगा। जो की जितना Fluid Obejct का Dispalced में लगेगा, उतना ही Weight का Force उस Fluid द्वारा Object पर लगेगा।
अगर इसे और सरल शब्दों में समझे तो अगर किसी Object को Fluid के अंदर Pushes किया जाये तो उस पर Fluid के द्वारा Force लगेगा, और जितना Fluid Displaced होगा उस Object के Submerged के दौरान, उतना ही उस Object पर Force लगेगा।
वही इसका अंग्रेजी में और हिंदी में भी शुद्ध Definition (परिभाषा) आइये जानते हैं। Archimedes Priniciple को हिंदी में आर्कमिडीज के सिद्धांत के नाम से भी जाना जाता है। साथ ही इसे उत्प्रेरण का सिद्धांत (Archimedes Priniciple) भी कहा जाता है।
आर्कमिडीज का सिद्धांत के उदाहरण
जब कोई वस्तु (Object) किसी तरल (Fluid) में डूबती है, तो उस पर एक ऊपर की ओर बल (Force) लगता है, जिसे “उत्प्रेरण बल” (Buyoance Force) कहते हैं। यह बल (Force) उस तरल के द्वारा वस्तु के द्वारा विस्थापित किए गए तरल के वजन (Weight) के बराबर होता है।
English Definition of Archimedes Prinicple –
Archimedes’ Principle states that any object, fully or partially submerged in a fluid, experiences an upward buoyant force equal to the weight of the fluid displaced by the object.
आर्कमिडीज का सिद्धांत (Archimedes Principle) Mathematical Formulation
Fb=ρ⋅V⋅g
- FbF = buoyant force (उत्प्रेरण बल)
- ρ = density of the fluid (तरल का घनत्व)
- V = volume of the fluid displaced by the object (वस्तु द्वारा विस्थापित तरल का आयतन
- g = acceleration due to gravity (गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण)
जब भी किसी Object को Fluid के अंदर Submerged किया जाता है, Buyonce Force अगर Object से ज्यादा है तो ऐसे में Object Fluid के ऊपर Float करती है।
जब किसी Object का Weight, Fluid में Buyonce Force के Equal यानी बराबर रहेगा तो Object ना तो तेरता है और ना ही डूबता है बल्कि वह पानी की ऊपर स्थिर रहता है।
वही जब Object का Weight, Fluid का Buyonce Force से ज्यादा है तो ऐसे में वह Object Fluid में डूब जाती है यानी की Submerged हो जाती है।
आर्कमिडीज का सिद्धांत के उपयोग । Archimedes Principle का Application
Archimedes Principle ऐसा Concept नहीं है जो केवल Theoretical नहीं बल्कि इसका Practical Application भी बहुत महत्वपूर्ण है। ऐसे में कई Sector में Archimedes Principle (आर्कमिडीज का सिद्धांत) का नियम का इस्तेमाल किया जाता है। आइये हम आपको कुछ महत्वपूर्ण Sector जहाँ पर Archimedes Prinicple का नियम इस्तेमाल होता है के बारे में बतालाते हैं।
समुद्री नाव, जहाज इत्यादि को बनाने में Archimedes Prinicple (आर्कमिडीज का सिद्धांत) का इस्तेमाल किया जाता है। जिसमे Volume को इस तरह से बनाया जाता है की उसका वजन Distribute हो जाए और वह पानी के ऊपर इस प्रकार से वजन लगाए की किसी भी एक हिस्से पर वजन ना बढ़े और एरिया के अनुसार वजन सभी सरफेस एरिया पर बता रहे।
साथ ही नाव और जहाज बनाने वाले Matterial को भी उसके Density को चुन कर बनाया जाता है जिससे की नाव डूब ना सके। इसके अलावा भी Hydrometry जो की Instrument है जिससे की Liquid का Density को मापा जाता है। यह भी Instrument का अविष्कार भी Arhimedes Prinicple / आर्कमिडीज का सिद्धांत के आधार पर बनाया गया है।
साथ ही Submarine, का भी Design और Function को Archimedes Prinicple के आधार पर बनाया गया है। इसके साथ ही Swimming भी Body को Displaces और Buyant Force के आधार पर काम करती है। यानी की प्रत्येक Objects का पानी के ऊपर किस प्रकार से Float होता है उसमे Archimedes Principle (आर्कमिडीज का सिद्धांत) का इस्तेमाल किया जाता है।
Limitations of Archimedes Principle
Archimedes Principle का जहाँ Buyont Force के लिए इस्तेमाल किया जाता है। कई Sector में जैसे की Ship, Marine, Swimming, Hyrdrometry इत्यादि में इस्तेमाल किया जाता है। परन्तु साथ ही Archimedes Principle के कई Limitations भी है।
Archimedes Principle यह कहती है की Fluid है जो की Incompressible है। इस नियम के अनुसार, Fluid का Density Contant है। हालाँकि यह Liquids के उपर Valid होती है लेकिन यह Gases के उपर Valid नहीं होता है। Gas वास्तविक में Compressible होता है।
इसके साथ ही Surface Tension Effects में, Visosity Influence, Shape and Orientation, Non – Uniform Gravitational Fields, Dynamics Situations, Fluid Flow, Temperature Variations, इत्यादि में Archimedes Principle (आर्कमिडीज का सिद्धांत) का नियम लागू नहीं होता है।
FAQs Related Archimedes Ka Siddhant Kya Hai
Question : क्या Archimedes Principle (आर्कमिडीज का सिद्धांत), Irregularly Shaped Objects के लिए Appliciable होता है?
Answer – Archimedes Priniciple (आर्कमिडीज का सिद्धांत) irregularly Shaped Objects के लिए कार्य करती है। Buoyant Force, किसी भी Object Shape पर लागू होता है।
Question : क्या Buyancy Force, Temperature (तापमान) पर निर्भर करती है?
Answer – Buyoancy Force, Temperature (तापमान) पर निर्भर करता है। क्यूंकि इससे Fluid Density पर निर्भर करती है। क्यूंकि जब Fluid का Temperature कम होता है तो Fluid का Density बढ़ता है।
Question : Archimedes ने Archimedes Prniciple का खोज कैसे किया?
Answer – 246–250 BC में Archimedes, Bath में स्नान कर रहे थे। उनोहने यह पाया की पानी का Level, Rise हो रहा है जैसे ही वे Bath में प्रवेश कर रहे हैं। उनोहने यह पाया की उतना ही पानी ऊपर आ रहा है जितना उनका Volume और Weight अंदर जा रहा ही। इसके बाद उनोहने इसे Water और Buoyant Force से Relate किया और इसे Eureka का नाम दिया।
Question : किन – किन Factor पर यह बात निर्भर होता है की कोई Ojbect Float करेगी या नहीं?
Answer – कोई भी Ojbect तब ही Float करेगी जब उसका Weight, Liquid के Weight (Buyoant Force) से कम या बराबर होगा। अगर किसी Object का Weight, Liquid के Density से ज्यादा होता तो वो Object डूब जाएगी। ऐसे में वस्तु का तैरना मुख्य तौर पर Density और Surface Area पर भी निर्भर करती है।
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