काइनेमेटिक्स भौतिकी की वह शाखा है जो पिडों की गति के विवरण के बारे में बात करती है। इस अध्याय में गतिमान पिडों जैसे विस्थापनऔर त्वरण की विशषेताओं पर चर्चा की जाएगी। एक कण की गति की मूलभूत अवधारणाओं के साथ-साथ दो आयामों पर भी चर्चा की जाएगी। मोशन को श्रेणियों के तहत समूहीकृत किया जा सकता है। वेग वेक्टर वह जगह है जहां भेद का बिन्दु बनाया जाता है। इसके आधार पर, गति को एक आयामी, द्वि-आयामी या त्रि-आयामी में विभाजित किया जाता है।
एक सीधी रेखा में गति
यदि कोई वस्तु समय के साथ अपने परिवेश के सबंधं में अपनी स्थिति बदलती है, तो उसे गति कहा जाता है। यह समय के साथ किसी वस्तु की स्थिति में परिवर्तन होता है। एक सीधी रेखा में गति और कुछ नहीं बल्कि रैखिक गति है। जैसा कि नाम से पता चलता है, यह एक विशषे सीधी रेखा में है,अतः कहा जा सकता है कि यह केवल एक आयाम का उपयोग करता है।
रैखिक गति के प्रकार
रैखिक गति , जिसे रेक्टिलिनियर मोशन भी कहा जाता है, दो प्रकार की होती है :
● स्थिर वेग या शून्य त्वरण के साथ एकसमान रैखिक गति: यदि कोई पिडं एक सीधी रेखा में यात्रा करता है और समान समय अतंराल में समान दूरी तय करता है, तो इसे एक समान गति कहा जाता है। सरल शब्दों में, यदि किसी पिडं के वेग में परिवर्तन की दर स्थिर रहती है, तो उसे एक समान त्वरण कहते हैं।
● चर वेग या गैर- शून्य त्वरण के साथ गैर-समान रैखिक गति: एकसमान त्वरण के विपरीत, शरीर को एक गैर-समान गति कहा जाता है जब शरीर का वेग असमान मात्रा में समय के समान अतंराल में बदलता है – परिवर्तन की दर गति के दौरान अलग-अलग समय पर इसके वेग में परिवर्तन होता है।
पथ की लबंई
उस पथ की कुल लम्बाई है जिसे वस्तु द्वारा पार किया जाना है। गति में एक कण के लिए कण की प्रारंभिक और अतिंम स्थिति के बीच वास्तविक पथ की कुल लम्बाई को ‘कुल पथ लम्बाई ‘ या उसके द्वारा तय की गई दरूी के रूप में जाना जाता है।
विस्थापन
एक निश्चित समय में किसी कण के विस्थापन को उस समय के दौरान किसी वि शषे दिशा में कण की स्थिति में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है यह अपनी प्रारंभिक स्थिति से इसकी अतिंम स्थिति तक खींचे गए वेक्टर द्वारा दिया जाता है।
विस्थापन को दूरी से अलग करने वाले कारक :
—> विस्थापन की दिशा होती है। दूरी की दिशा नहीं होती।
—> विस्थापन का परिमाण धनात्मक और ऋणात्मक दोनों हो सकता है।
—> दूरी हमेशा सकारात्मक होती है। यह समय के साथ कभी कम नहीं होता।
—> दूरी | विस्थापन |
एकसमान गति
जब किसी वस्तु का विस्थापन समान समय अतंराल में समान होता है, तो गति को एक समान कहा जाता है, अन्यथा इसे असमान कहा जाता है।
औसत गति
औसत गति किसी विशेष समय अतंराल में वस्तु द्वारा तय की गई कुल दूरी है। औसत गति एक अदिश राशि है। यह परिमाण द्वारा दर्शाया गया है और इसकी कोई दिशा नहीं है। आइए जानते हैं कि औसत गति , औसत गति सूत्र और औसत गति पर हल किए गए उदाहरणों की गणना कैसे करें।
तात्कालिक वेग
यह वह वेग है जब औसत वेग की सीमा में समय का अनिश्चितकालीन छोटा अतंराल होता है। तात्कालिक वेग सूत्र का उपयोग किसी विशिष्ट क्षण में दिए गए पिडं के तात्कालिक वेग को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
औसत त्वरण
यह उस समय अतंराल के अनुरूप वेग में परिवर्तन है जिसके साथ परिवर्तन में तेजी आई है।
वेग और त्वरण
वस्तु के वेग को लगने वाले समय के अनसुार विस्थापन के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह एक सदिश राशि है और इसमें परिमाण और दिशा दोनों होते हैं। वेग के परिवर्तन की दर को त्वरण कहते हैं।
मोशन ग्राफ़
तीन प्रकार के मोशन ग्राफ़ हैं जिनका किनेमेटिक्स में अध्ययन किया जाता है।
1. विस्थापन – समय ग्राफ
2. वेग – समय ग्राफ
3. त्वरण – समय ग्राफ
गति आरेख
वस्तु की गति का सचित्र निरूपण गति आरेख कहलाता है। एक ही आरेख में, समान दूरी वाले अतंराल पर वस्तु की विभिन्न स्थितियों को गति आरेख में दर्शाया जाता है। आरेख से हम देख सकते हैं कि क्या वस्तु त्वरित, मदं या विरामावस्था में है। हम समझ सकते हैं कि समय बीतने के साथ वस्तओुं के बीच की जगह में वृद्धि होने पर वस्तु में तेजी आ रही है, और समय के साथ वस्तु के बीच की जगह कम होने पर वस्तु मदं हो रही है।