F = ma ગતિશાસ્ત્રનો પાયો છે. 1 ન્યૂટન 1 કિલોગ્રામને 1 મીટર/સેકન્ડ² ના દરે પ્રવેગિત કરે છે. તમે જે દરેક બળ અનુભવો છો તે દળ છે જે પ્રવેગનો વિરોધ કરે છે.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• બમણું બળ → બમણો પ્રવેગ
• બળ એક સદિશ છે (દિશા ધરાવે છે)
• ચોખ્ખું બળ ગતિ નક્કી કરે છે

વજન ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે: W = mg. તમારું દળ સ્થિર છે, પરંતુ વજન ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે બદલાય છે. ચંદ્ર પર, તમારું વજન પૃથ્વી પરના વજનનો 1/6 ભાગ છે.

• દળ (kg) ≠ વજન (N)
• વજન = દળ × ગુરુત્વાકર્ષણ
• 1 kgf = પૃથ્વી પર 9.81 N
• કક્ષામાં વજનહીનતા = હજી પણ દળ છે

સંપર્ક બળો વસ્તુઓને સ્પર્શે છે (ઘર્ષણ, તણાવ). બિન-સંપર્ક બળો અંતરથી કાર્ય કરે છે (ગુરુત્વાકર્ષણ, ચુંબકત્વ, વીજળી).

• તણાવ દોરડા/કેબલ સાથે ખેંચે છે
• ઘર્ષણ ગતિનો વિરોધ કરે છે
• સામાન્ય બળ સપાટીઓ પર લંબરૂપ હોય છે
• ગુરુત્વાકર્ષણ હંમેશા આકર્ષક હોય છે, ક્યારેય અપાકર્ષક નથી

ન્યૂટન (N) એ SI નો મૂળભૂત એકમ છે. મૂળભૂત અચળાંકો પરથી વ્યાખ્યાયિત: kg, m, s. તમામ વૈજ્ઞાનિક કાર્યોમાં વપરાય છે.

• 1 N = 1 kg·m/s² (ચોક્કસ)
• kN, MN મોટા બળો માટે
• mN, µN ચોકસાઈવાળા કામ માટે
• ઇજનેરી/ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સાર્વત્રિક

પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ પર આધારિત બળના એકમો. 1 kgf = 1 કિલોગ્રામને ગુરુત્વાકર્ષણ સામે પકડી રાખવા માટેનું બળ. સાહજિક પરંતુ સ્થાન-આધારિત.

• kgf = કિલોગ્રામ-ફોર્સ = 9.81 N
• lbf = પાઉન્ડ-ફોર્સ = 4.45 N
• tonf = ટન-ફોર્સ (મેટ્રિક/શોર્ટ/લોંગ)
• પૃથ્વી પર ગુરુત્વાકર્ષણ ±0.5% બદલાય છે

ડાઇન (CGS) નાના બળો માટે: 1 ડાઇન = 10⁻⁵ N. પાઉન્ડલ (ઇમ્પિરિયલ નિરપેક્ષ) ભાગ્યે જ વપરાય છે. ક્વોન્ટમ સ્કેલ માટે અણુ/પ્લાન્ક બળો.

• 1 ડાઇન = 1 g·cm/s²
• પાઉન્ડલ = 1 lb·ft/s² (નિરપેક્ષ)
• અણુ એકમ ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• પ્લાન્ક બળ ≈ 1.2×10⁴⁴ N

પહેલો: પદાર્થો ફેરફારનો પ્રતિકાર કરે છે (જડતા). બીજો: F=ma તેને માપે છે. ત્રીજો: દરેક ક્રિયાની સમાન અને વિરુદ્ધ પ્રતિક્રિયા હોય છે.

• નિયમ 1: કોઈ ચોખ્ખું બળ નહીં → કોઈ પ્રવેગ નહીં
• નિયમ 2: F = ma (ન્યૂટનને વ્યાખ્યાયિત કરે છે)
• નિયમ 3: ક્રિયા-પ્રતિક્રિયાની જોડીઓ
• નિયમો તમામ ક્લાસિકલ ગતિની આગાહી કરે છે

બળો સદિશ તરીકે જોડાય છે, સરળ સરવાળા તરીકે નહીં. 90° પર બે 10 N બળો 14.1 N (√200) બનાવે છે, 20 N નહીં.

• માન + દિશા જરૂરી
• લંબરૂપ માટે પાયથાગોરસ પ્રમેયનો ઉપયોગ કરો
• સમાંતર બળો સીધા ઉમેરાય/બાદ થાય છે
• સંતુલન: ચોખ્ખું બળ = 0

ચાર મૂળભૂત બળો બ્રહ્માંડ પર શાસન કરે છે: ગુરુત્વાકર્ષણ, વિદ્યુતચુંબકત્વ, મજબૂત પરમાણુ, નબળું પરમાણુ. બાકી બધું સંયોજનો છે.

• ગુરુત્વાકર્ષણ: સૌથી નબળું, અનંત શ્રેણી
• વિદ્યુતચુંબકીય: વિદ્યુતભારો, રસાયણશાસ્ત્ર
• મજબૂત: પ્રોટોનમાં ક્વાર્કને બાંધે છે
• નબળું: કિરણોત્સર્ગી ક્ષય

ઇમારતો પ્રચંડ બળોનો સામનો કરે છે: પવન, ભૂકંપ, ભાર. સ્તંભો, બીમ kN થી MN બળો માટે ડિઝાઇન કરાયેલા છે.

• પુલના કેબલ: 100+ MN તણાવ
• ઇમારતના સ્તંભો: 1-10 MN સંકોચન
• ગગનચુંબી ઇમારત પર પવન: 50+ MN પાર્શ્વીય
• સલામતી પરિબળ સામાન્ય રીતે 2-3×

રોકેટનો થ્રસ્ટ મેગાન્યૂટનમાં માપવામાં આવે છે. વિમાનના એન્જિન કિલોન્યૂટન ઉત્પન્ન કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણમાંથી બચવા માટે દરેક ન્યૂટન ગણાય છે.

• Saturn V: 35 MN થ્રસ્ટ
• Boeing 747 એન્જિન: દરેક 280 kN
• Falcon 9: ઉડાન સમયે 7.6 MN
• ISS રિબૂસ્ટ: 0.3 kN (સતત)

ટોર્ક રેન્ચ, હાઇડ્રોલિક્સ, ફાસ્ટનર્સ બધા બળમાં રેટેડ છે. સલામતી અને કામગીરી માટે નિર્ણાયક.

• કારના લુગ નટ્સ: 100-140 N·m ટોર્ક
• હાઇડ્રોલિક પ્રેસ: 10+ MN ક્ષમતા
• બોલ્ટ તણાવ: kN શ્રેણી લાક્ષણિક
• સ્પ્રિંગ કોન્સ્ટન્ટ્સ N/m અથવા kN/m માં

અંદાજ માટે 10 વડે ભાગો: 100 N ≈ 10 kgf (ચોક્કસ: 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (ચોક્કસ)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• ઝડપી: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N. N ને 4.5 વડે ભાગીને lbf મેળવો.

• 1 lbf = 4.448 N (ચોક્કસ)
• 100 N ≈ 22.5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• માનસિક રીતે: N ÷ 4.5 → lbf

1 N = 100,000 ડાઇન. ફક્ત દશાંશ ચિહ્ન 5 સ્થાન ખસેડો.

• 1 ડાઇન = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ ડાઇન
• CGS થી SI: ×10⁻⁵
• આજે ભાગ્યે જ વપરાય છે

શનિ V રોકેટનો થ્રસ્ટ: 35 MN. પાઉન્ડ-ફોર્સમાં રૂપાંતરિત કરો.

35 MN = 35,000,000 N. 1 N = 0.22481 lbf. 35M × 0.22481 = 7.87 મિલિયન lbf

70 કિલોગ્રામનો વ્યક્તિ. પૃથ્વી વિરુદ્ધ મંગળ પર વજન (g = 3.71 m/s²)?

પૃથ્વી: 70 × 9.81 = 686 N. મંગળ: 70 × 3.71 = 260 N. દળ સમાન, વજન 38%.

પુલનો કેબલ 500 ટન વહન કરે છે. MN માં તણાવ શું છે?

500 મેટ્રિક ટન = 500,000 કિગ્રા. F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

જડબાનો મેસેટર સ્નાયુ 400 N (900 lbf) બળથી કરડે છે. મગર: 17 kN. લુપ્ત થયેલો મેગાલોડોન: 180 kN—એક કારને કચડી નાખવા માટે પૂરતું.

ચાંચડ 0.0002 N બળથી કૂદે છે પરંતુ 100g પર પ્રવેગિત થાય છે. તેના પગ સ્પ્રિંગ્સ છે જે ઊર્જા સંગ્રહ કરે છે, તેને સ્નાયુ સંકોચન કરતાં વધુ ઝડપથી મુક્ત કરે છે.

બ્લેક હોલની નજીક, ભરતી બળ તમને ખેંચે છે: તમારા પગ તમારા માથા કરતાં 10⁹ N વધુ અનુભવે છે. તેને 'સ્પેઘેટિફિકેશન' કહેવામાં આવે છે. તમને પરમાણુ-પરમાણુ ફાડી નાખવામાં આવશે.

ચંદ્રનું ગુરુત્વાકર્ષણ પૃથ્વીના મહાસાગરો પર 10¹⁶ N બળથી ભરતીઓ બનાવે છે. પૃથ્વી ચંદ્રને 2×10²⁰ N બળથી પાછો ખેંચે છે—પરંતુ ચંદ્ર હજી પણ 3.8 સે.મી./વર્ષે દૂર જાય છે.

કરોળિયાનો જાળો ~1 GPa તણાવ પર તૂટે છે. 1 mm² ક્રોસ-સેક્શન ધરાવતો દોરો 100 કિગ્રા (980 N) પકડી શકે છે—વજનની દ્રષ્ટિએ સ્ટીલ કરતાં વધુ મજબૂત.

AFM 0.1 નેનોન્યૂટન (10⁻¹⁰ N) સુધીના બળો અનુભવી શકે છે. તે એકલ અણુના બમ્પને શોધી શકે છે. જાણે કે કક્ષામાંથી રેતીનો દાણો અનુભવવો.

ન્યૂટને પ્રિન્સિપિયા મેથેમેટિકા પ્રકાશિત કરી, જેમાં F = ma અને ગતિના ત્રણ નિયમો સાથે બળની વ્યાખ્યા કરવામાં આવી.

પિયર બુગેરે પર્વતો પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ માપ્યું, પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં ભિન્નતા નોંધી.

કેવેન્ડિશે ટોર્સિયન બેલેન્સનો ઉપયોગ કરીને પૃથ્વીનું વજન કર્યું, દળો વચ્ચે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ માપ્યું.

બ્રિટીશ એસોસિએશને 'ડાઇન' (CGS એકમ) ને 1 g·cm/s² તરીકે વ્યાખ્યાયિત કર્યું. પાછળથી, ન્યૂટનને SI માટે અપનાવવામાં આવ્યો.

CGPM એ ન્યૂટનને SI સિસ્ટમ માટે kg·m/s² તરીકે વ્યાખ્યાયિત કર્યું. જૂના kgf અને તકનીકી એકમોને બદલે છે.

SI ને વૈશ્વિક સ્તરે સત્તાવાર રીતે અપનાવવામાં આવ્યો. ન્યૂટન વિજ્ઞાન અને ઇજનેરી માટે સાર્વત્રિક બળનો એકમ બન્યો.

અણુ બળ માઇક્રોસ્કોપની શોધ થઈ, જે પિકોન્યૂટન બળોને શોધી કાઢે છે. નેનોટેકનોલોજીમાં ક્રાંતિ લાવે છે.

SI પુનઃવ્યાખ્યા: ન્યૂટન હવે પ્લાન્ક અચળાંકમાંથી મેળવવામાં આવે છે. મૂળભૂત રીતે ચોક્કસ, કોઈ ભૌતિક કલાકૃતિ નથી.

દળ (કિલોગ્રામ) એ પદાર્થનો જથ્થો છે; વજન (ન્યૂટન) તે દળ પર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ છે. દળ સ્થિર રહે છે; વજન ગુરુત્વાકર્ષણ સાથે બદલાય છે. તમારું વજન ચંદ્ર પર 1/6 હોય છે પરંતુ તમારું દળ સમાન રહે છે.

ન્યૂટન નિરપેક્ષ છે—તે ગુરુત્વાકર્ષણ પર આધાર રાખતું નથી. kgf/lbf પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ (9.81 m/s²) ધારે છે. ચંદ્ર અથવા મંગળ પર, kgf/lbf ખોટા હશે. ન્યૂટન બ્રહ્માંડમાં દરેક જગ્યાએ કામ કરે છે.

સરેરાશ વ્યક્તિ: 400 N ધક્કો, 500 N ખેંચાણ (ટૂંકા ગાળા માટે). તાલીમબદ્ધ રમતવીરો: 1000+ N. વિશ્વ-સ્તરીય ડેડલિફ્ટ: ~5000 N (~500 kg × 9.81). કરડવાનું બળ: 400 N સરેરાશ, 900 N મહત્તમ.

કિપ = 1000 lbf (કિલોપાઉન્ડ-ફોર્સ). યુ.એસ.ના માળખાકીય ઇજનેરો મોટી સંખ્યાઓ લખવાનું ટાળવા માટે પુલ/ઇમારતના ભાર માટે કિપનો ઉપયોગ કરે છે. 50 કિપ = 50,000 lbf = 222 kN.

ભાગ્યે જ. ડાઇન (CGS એકમ) જૂના પાઠ્યપુસ્તકોમાં દેખાય છે. આધુનિક વિજ્ઞાન મિલિન્યૂટન (mN) નો ઉપયોગ કરે છે. 1 mN = 100 ડાઇન. કેટલાક વિશિષ્ટ ક્ષેત્રો સિવાય CGS સિસ્ટમ અપ્રચલિત છે.

વજન બળ છે. સૂત્ર: F = mg. ઉદાહરણ: 70 કિલોગ્રામનો વ્યક્તિ → પૃથ્વી પર 70 × 9.81 = 686 N. ચંદ્ર પર: 70 × 1.62 = 113 N. દળ (70 કિલોગ્રામ) બદલાતું નથી.