भौतिक विज्ञान (रेलवे) भाग-I

किसी गतिशील वस्तु की गतिज ऊर्जा मुख्य रूप से दो कारकों पर निर्भर करती है:
1. वस्तु का द्रव्यमान: गतिज ऊर्जा वस्तु के द्रव्यमान के समानुपाती होती है। इसका अर्थ है कि यदि दो वस्तुएं एक ही वेग से चल रही हैं, तो भारी वस्तु की गतिज ऊर्जा अधिक होगी। उदाहरण: एक ही गति से चलते हुए एक ट्रक में कार की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है।

2. वस्तु का वेग: गतिज ऊर्जा वस्तु के वेग के वर्ग के समानुपाती होती है। यह सबसे महत्वपूर्ण कारक है क्योंकि वेग को दोगुना करने पर गतिज ऊर्जा चार गुना (2²) बढ़ जाती है।

जब वस्तु को अवतल दर्पण के मामले में वक्रता के केंद्र में रखा जाता है, तो इस मामले में बनाई गई छवि वक्रता के केंद्र में, वस्तु के समान आकार, वास्तविक और उल्टा होती है।

• अवतल दर्पण एक ऐसा दर्पण है जिसकी परावर्तक सतह अंदर की ओर, यानी धँसी हुई होती है।
इसका उपयोग शेविंग मिरर, मेकअप मिरर, सौर कुकर और दंत चिकित्सक के औजारों में होता है।

• उत्तल दर्पण एक ऐसा गोलीय दर्पण है जिसकी परावर्तक सतह बाहर की ओर उभरी हुई होती है। इसे अपसारी दर्पण भी कहते हैं।

यह देखते हुए कि तार के पार वोल्टेज (V) 2V है और इसके माध्यम से बहने वाला करंट (I) 1A है। ओम के नियम का उपयोग करके, R= V/I R=2/1 R= 2 ओम

एक सेल में रासायनिक ऊर्जा संग्रहीत होती है। सेल एक या एक से अधिक विद्युत सेलों के निर्माण से बनती है जो उपलब्ध रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है। पेस्ट के रूप में सेल में मौजूद इलेक्ट्रोलाइट, इसे जरूरी नमी की मात्रा को न्यूनतम करती है एवं इसके सुवाह्यता को सुगम करती है।

• स्थितिज ऊर्जा: किसी वस्तु की उसकी स्थिति (Position), आकार या अवस्था के कारण संचित ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा कहते हैं (जैसे: ऊँचाई पर रखा पत्थर या खिंचा हुआ धनुष)।

• नाभिकीय ऊर्जा: परमाणु के नाभिक (Nucleus) में संचित वह ऊर्जा जो नाभिकीय विखंडन (Fission) या संलयन (Fusion) की प्रक्रिया के दौरान मुक्त होती है, नाभिकीय ऊर्जा कहलाती है।

• गतिज ऊर्जा: किसी वस्तु में उसकी गति (Motion) के कारण कार्य करने की जो क्षमता होती है, उसे गतिज ऊर्जा कहते हैं (जैसे: बहती हुई हवा या चलती हुई कार)।

एक वाट को प्रति सेकंड, एक जूल की ऊर्जा खपत के दर के रूप में परिभाषित किया गया है। 1W = 1J / l s. यह शक्ति की इकाई (प्रतीकः W) है। वाट इकाई का नाम स्टीम इंजन के आविष्कारक जेम्स वाट के नाम पर रखा गया है। एक वाट को एक वोल्ट के वोल्टेज के साथ एक एम्पीयर के विद्युत प्रवाह के रूप में भी परिभाषित किया गया है।

यदि द्रव्यमान m₁ और m₂ के दो पिंडों को दूरी r से अलग किया जाता है, तो दो पिंडों पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण (F) का बल निम्न द्वारा दिया जाता है:
F = (Gm₁m₂/R²),जहाँ G सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है; G = 6.67 ×10⁻¹¹Nm²Kg⁻²
तो, F = (6.67×10⁻¹¹×20×50)/ 2²
=(6.67×10⁻¹¹×1000)/4
= 166.75×10⁻¹⁰N

जड़ता पदार्थ का गुण है जिसके द्वारा यह एक ही सीधी रेखा में आराम या एक समान गति में रहता है जब तक कि कुछ बाहरी बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है। यह एक निष्क्रिय गुण है और यह किसी भी सक्रिय एजेंटों और बलों के विरोधों को छोड़कर शरीर को कुछ भी करने में सक्षम नहीं करता है। न्यूटन के पहले गति के नियम में इसका वर्णन किया गया है।

फ्लोरोसेंट ट्यूब या नियॉन साइन बल्ब के भीतर जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो उसके अंदर भरी गैस (जैसे नियॉन या आर्गन) ऊष्मित होकर प्लाज्मा (Plasma) में बदल जाती है। प्लाज्मा पदार्थ की वह अवस्था है जिसमें गैस के परमाणु आयनित हो जाते हैं, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों और आयनों का एक चमकता हुआ मिश्रण तैयार होता है। इस प्रक्रिया के दौरान, गैस के अणु अत्यधिक ऊर्जा प्राप्त कर लेते हैं और जब वे अपनी सामान्य अवस्था में वापस आते हैं, तो वे प्रकाश के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं।

इस चमक का रंग पूरी तरह से ट्यूब में मौजूद गैस की प्रकृति पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यदि ट्यूब में नियॉन गैस भरी हो, तो वह एक विशिष्ट लाल-नारंगी रंग के साथ चमकती है, जबकि हीलियम गैस होने पर वह पीली या गुलाबी चमक पैदा करती है। साधारण घरों में इस्तेमाल होने वाली फ्लोरोसेंट ट्यूब में पारे की वाष्प (Mercury Vapor) का उपयोग किया जाता है, जो अदृश्य पराबैंगनी किरणें उत्पन्न करती है; ये किरणें जब ट्यूब की दीवार पर चढ़े 'फॉस्फर' (Phosphor) पाउडर से टकराती हैं, तब हमें सफेद रोशनी दिखाई देती है। अतः, यह प्लाज्मा ही वह 'विशेष पदार्थ' है जो गैस के गुणों के आधार पर रंगीन प्रकाश का सृजन करता है।

विद्युत धारा एक चालक में इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह है। बहते हुए इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक आवेश को वहन करते हैं। चूंकि धनात्मक चार्ज स्थिर होता है, यह ऋणात्मक चार्ज है जो प्रवाहित होता है। पारंपरिक विद्युत प्रवाह धनात्मक चार्ज के प्रवाह की दिशा में होते हैं।
• इलेक्ट्रॉन की खोज जे. जे. थॉमसन ने 1897 में की थी।
• प्रोटॉन की खोज अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने की थी।
• न्यूट्रॉन की खोज जेम्स चैडविक ने 1932 में की थी।

यांत्रिक तरंग एक तरंग है जो एक वैक्यूम के माध्यम से अपनी ऊर्जा संचारित करने में सक्षम नहीं है। अपनी तरंगों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुंचाने के लिए यांत्रिक तरंगों को एक माध्यम की आवश्यकता होती है। ध्वनि तरंग, यांत्रिक तरंग का एक उदाहरण है।