दाब (PRESSURE) - https://www.mpsctoday.com/
दाब (PRESSURE) - https://www.mpsctoday.com/
  1. दाब (PRESSURE)

1)उत्प्लाविता (Thrust)

एखाद्या वस्तूवर पृष्ठभागाला लांब दिशेने प्रयुक्त झालेल्या बलास “उत्प्लाविता” म्हणतात.

उत्प्लाविता म्हणजे बलाचाच प्रकार आहे. परंतु ‘लंबरुपी बल’ म्हणजे उत्प्लाविता होय.

उदा. बोट लंब दिशेने वाळूवर ठेवणे.

2) दाब (Pressure)

दाब ही संकल्पना बलापासूनच मिळते, परंतु विशिष्ट क्षेत्रफळातील बल असे म्हणता येईल.

व्याख्या – एकक पृष्ठभागावर प्रयुक्त झालेली उत्प्लाविता म्हणजे “दाब” होय.’

. दाब = उत्प्लावित / क्षेत्रफल = Thrust / Area

SI पद्धतीत दाबाचे एकक = N/m2 यालाच “ब्लेस पास्कल” या शास्त्रज्ञाच्या स्मरणार्थ पास्कल (Pa) असेही म्हणतात.

म्हणजेच असे म्हणता येईल की जेवढे जास्त क्षेत्रफळ तेवढा कमी दाब.

ब्लेस पास्कल विषयी

ब्लेस पास्कल फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ व गणिती होते. ज्याला ‘पास्कलचा नियम असे म्हणतात, त्याची सूत्ररूपाने मांडणी त्यांनी केली. त्यांनी पाऱ्याच्या हवादाब मापीची रचना करून व हवेचा दाब मोजून वातावरणाच्या दाबावर आधारित प्रयोगांची पुर्न्निर्मिती व प्रवर्धन केले. ‘पास्कलचा नियम’ नावाने जो नियम प्रसिद्ध झाला त्यावर आधारित सिरींजचा शाध त्यांनी लावला.

3) प्लावक बल (Buoyant Force)

द्रवामध्ये बुडालेल्या एखाद्या वस्तूला द्रव वरच्या दिशेने ढकलतो म्हणजेच द्रव वरच्या दिशेने लंबरूप बल प्रयुक्त करते यालाच “प्लावक बल” म्हणतात.’

द्रवात बुडालेल्या वस्तूचे वजन घटल्याचे प्लावक बलामुळे समजते.

द्रवात बुडविलेल्या पदार्थावर वरच्या दिशेने बल प्रयुक्त करण्याच्या गुणधर्मास प्लावकता (buoyancy) म्हणतात.

वस्तूवर प्रयुक्त होणारे प्लावक बल पुढील गोष्टीवर अवलंबून असते :

अ) वस्तूचे आकारमान = जेवढे वस्तूचे आकारमान जास्त तेवढेच प्लावक बल जास्त.

ब) द्रवाची घनता = जेवढी जास्त घनता तेवढेच जास्त प्लावक बल.

द्रवात एखादी वस्तू बुडणार की तरंगणार हे प्लावक बलामुळे ठरते :

अ) प्लावक बल वस्तूंच्या वजनापेक्षा जास्त असल्यास वस्तू तरंगते.

ब) प्लावक बल वस्तूच्या वजनापेक्षा कमी असल्यास वस्तू बुडते.

क) प्लावक बल वस्तूच्या वजनाइतकेच असल्यास वस्तू द्रवात अर्धवट बुडते व अर्धा भाग तरंगतो.

4) आर्किमिडीजचे तत्व (Archimede’s Principle) :

आर्किमिडीज विषयी :

आर्किमिडीज हे ग्रीक शास्त्रज्ञ व गणिती होते. बाथटब मध्ये उतरल्यावर बाहेर साडणारे पाणी पाहून त्यांना वरील तत्वाचा शोध लागला. ‘युरेका’ म्हणजेच ‘मला मिळाले’ असे ते आनंदाने ओरडले. या ज्ञानाचा उपयोग त्यांना राजमुकुटातील सोन्याची शुद्धता काढण्यासाठी झाला.

त्यांच्या भूमिती व यांत्रिकीमधील कामामुळे ते सुप्रसिद्ध झाले. तरफा, कप्पी, चाके व चाकाच्या आसासंबंधीचे त्याचे ज्ञान ग्रीक सैन्याला रोमन सैन्याशी युद्ध करताना उपयुक्त ठरले.

तत्व : जेव्हा एखादी वस्तू द्रव्यामध्ये पुर्णतः किंवा अंशत: बुडवली जाते तेव्हा वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रव्याच्या वजनाइतकेच बल वरच्या दिशेने प्रयुक्त होते.’

स्पष्टीकरण

या तत्वानुसार जर आपण एखादी वस्तू बुडवली असता, ती पाण्यात जागा व्यापते.

  • समजा ती वस्तू पाण्यात अर्धवट बुडाली आहे. जेवढी बुडाली तेवढे पाणी ती बाजूला सारेल.
  • जेवढे पाणी बाजूला सारले आहे त्याच्या वजनाइतकेच बल, पाणी वरच्यादिशेने वस्तूवर प्रयुक्त करते.

आर्किमिडीजच्या तत्वाचे उपाययोजनः

1) जहाजे व पाणबुड्यांच्या रचनेसाठी ते उपयोगी ठरते. पाणबुडी म्हणजे असे जहाज की जे समुद्राच्या पृष्ठभागावर तरंगू शकते किंवा आवश्यकतेनुसार पाण्यात बुडून पुनः पृष्ठभागावर येऊ शकते. त्याला पुढे आणि मागे अशा दोन्हीकडे मोठ्या टाक्या असतात . या टाक्यांमध्ये समुद्राचे पाणी किंवा हवा दाब साठ्याद्वारे हवा भरलेली असते.

जर टाक्या पाण्याने भरल्या तर जहाजाचे वजन वाढते आणि त्यामुळे आवश्यकतेनुसार ते बुडते. जर टाकीतील पाणी काढून पंपाच्या सहाय्याने त्यात हवा भरली तर जहाल हलके होऊन पृष्ठभागावर येते. अशाप्रकारे टाक्या भरण्याने किंवा रिकाम्या करण्याने आवश्यकतेनुसार जहाज बुडविता किंवा वर आणता येते.

2) दुग्धतामापी (लॅक्टोमीटर), आर्द्रतामापी (हायड्रोमीटर) यासारखी विविध उपकरणे या तत्वावर आधारित आहेत. पूर्वी दुग्धतामापी हे उपकरण दुधाच्या नमुन्याची शुद्धता ठरविण्यात तर आर्द्रतामापी हवेतील द्रवाची घनता काढण्यास उपयुक्त असे.

5) घनता (Density):

पदार्थाची घनता म्हणजे त्याचे वस्तुमान व आकारमान यांचे गुणोत्तर होय.

SI पद्धतील एकक

दाब = वस्तुमान/आकारमान =किलोग्रॅम / (मीटर)3

पदार्थाची घनता ही प्रत्येक पदार्थासाठी ठराविक असते. हे पदार्थाच्या शुद्धीकरणाचे निर्देशक आहे.

जर वस्तूची घनता द्रव्याच्या घनतेपेक्षा जास्त असेल तर ती द्रवात बुडते.

जर वस्तूची घनता द्रवाच्या घनतेपेक्षा कमी असेल तर ती द्रवावर तरंगते.

सापेक्ष घनता (Relative Density)

कोणत्याही पदार्थाच्या घनतेचे पाण्याच्या घनतेशी असलेले गुणोत्तर म्हणजेच सापेक्ष घनता होय.

सापेक्ष घनता = पदार्थाची घनता /पाण्याची घनता

यालाच ‘विशिष्ट गुरुत्व’ (Specific Gravity) म्हणतात.

पास्कल चा सिद्धांत (Pascal’s Law)

बंद डब्यामध्ये भरलेल्या द्रवातील एका बिंदूवर दाब दिल्यास तो द्रव सर्व दिशांना समान प्रमाणात प्रवाहित होतो.

उदा. द्रवचालीत द्वार (Hydraylic Gate)

द्रवचालित ब्रेक (Hydraulic Brake)

2) पाण्याची घनता 1000kg/m3 असते. तर सोन्याची घनता 19300 kg/m3 असते.

3) वातावरणीय दाब = हवेने सामान्य परिस्थितीत पृथ्वीवर प्रयुक्त केलेला दाब म्हणजे “वातावरणीय दाब” होय.

हवेचा दाब मोजण्यासाठी “हवादाबमापी” (Barometer) हे उपकरण वापरतात.

समुद्रसपाटीवर हवेचा दाब 760 मिमी किंवा 76 सेमी पाऱ्याची उंची एवढा असतो.

101400 न्यूटन प्रतिचौरस मिटर (105 पास्कल)

समुद्रसपाटीपासून जसजसे वर जावे तसतसे दाब कमी होत जातो.

एवढा दाब आपल्या पृथ्वीवर असतो म्हणूनच आपले शरीर स्थिर आहे, कारण आपल्या शरीरातील दाब वातावरणातील दाबाला संतुलित करतो.

जर दाब नसता तर आपल्या रक्तवाहिन्या फुटल्या असत्या.

4) एअर ब्रेक: ट्रक, बस, रेल्वे, विमाने इत्यादीमध्ये एअर ब्रेकचा वापर करतात 5 मार्च 1872 मध्य जाॅर्ज वेस्टिंगहाउस या संशोधकाने रेल्वेसाठी हे ब्रेक सर्वप्रथम वापरले.

5) ऑटोव्हाॅनगेरिक या जर्मन शास्त्रज्ज्ञाने 51 सेमी व्यासाचे दोन धातूचे पोकळ अर्धगोल एकमेकांना जोडून, त्यातील हवा काढून घेतली. वातावरणीय दाबामुळे हे दोन गोल कुठल्याही बाह्यबलाने वेगळे करता आले नाहीत.

6) घनता : जसजसे पदार्थाचे तापमान वाढवावे तसतसे त्याची घनता कमी होते व आकारमान वाढते किंवा याउलट.

7) जर एखाद्या द्रावणाचे तापमान वाढवले तर पृष्ठताण (surface tension) कमी होतो. तसेच मीठ पाण्यात टाकले तर पृष्ठताण वाढतो तर सोडा पाण्यात टाकला तर पृष्ठताण कमी होतो.

8) डॅनिअल बर्नोली या स्वीडिश शास्त्रज्ञाने १७२६ साली महत्त्वाचे तत्व मांडले, की हवेचा वेग वाढला तर तीचा दाब कमी होतो (आणि याउलट). एखादी वस्तु हवेमधून गतिमान असल्यास त्या वस्तुच्या गतीच्या लंब दिशेला हवेचा दाब कमी होतो.

9) हवेतील अर्द्रतेचे प्रमाण हे तिच्या बाष्प धरुण ठेवण्याच्या क्षमतेनुसार ठरते रात्री किंवा पहाटे जेव्हा हवेचे तापमान कमी असते तेव्हा तीची बाष्प धरुण ठेवण्याची क्षमता कमी होते अशावेळी हवेतल्या जास्तीच्या बाष्पाचे पाण्याच्या थेंबात रुपांतर होते यालाच दवबिंदू म्हणतात,

10) 4° सेल्सिअस पर्यंत जसजसे पाण्याचे तापमान कमी होते तसतसे त्याची घनता वाढते व आकारमान कमी होते परंतु जर 4° सेल्सिअस पेक्षा कमी तापमान होत असताना त्याची घनता कमी होऊन आकारमान वाढते यालाच पाण्याचे असंगत वर्तन (Anomalous behaviour of water) असे म्हणतात.

MPSC Current Affairs चे नियमित अपडेट मिळवण्यासाठी MPSC Today ला फेसबुक, ट्विटर आणि टेलिग्राम वर फॉलो करा.