अध्याय 8: समय एवं गति का मापन

अध्याय 8 समय और गति के मापन के बारे में है। इसमें प्राचीन समय-मापन यंत्र (धूप-घड़ी, जल-घड़ी, रेत-घड़ी, मोमबत्ती-घड़ी), सरल लोलक और उसका दोलनकाल, समय का SI मात्रक, तथा चाल, औसत चाल और एकसमान एवं असमान रैखिक गति की अवधारणाएँ शामिल हैं।

प्राचीन यंत्रों में धूप-घड़ी (किसी वस्तु की परछाई की बदलती स्थिति से समय), जल-घड़ी (पात्र से जल का बाहर या भीतर प्रवाह), रेत-घड़ी (एक बल्ब से दूसरे में रेत का प्रवाह) और मोमबत्ती-घड़ी (अंशांकित मोमबत्तियाँ जो जलने पर समय बताती थीं) शामिल थे।

घटिका-यंत्र भारत में प्रयोग की जाने वाली डूबने वाले कटोरे प्रकार की जल-घड़ी थी जिसका उल्लेख सर्वप्रथम आर्यभट्ट ने किया था। कटोरे में इस प्रकार छिद्र किया जाता था कि वह 24 मिनट में भरकर डूब जाता था — यह समय-इकाई 'घटी' कहलाती थी। एक दिन 60 समान घटियों में बाँटा जाता था।

सम्राट यंत्र विश्व की सबसे बड़ी पत्थर की धूप-घड़ी है। इसे लगभग 300 वर्ष पहले राजस्थान के जयपुर में स्थित जंतर-मंतर (यूनेस्को विश्व धरोहर स्थल) में बनाया गया था। इसकी 27 मीटर की प्रभावी ऊँचाई के कारण इसकी छाया प्रत्येक सेकंड में लगभग 1 मिलीमीटर सरकती है और 2 सेकंड तक की अल्पावधि माप सकती है।

लोलक घड़ी का आविष्कार 1656 में हुआ और इसे 1657 में क्रिश्चियन हाइगेन्स (1629-1695) ने पेटेंट किया। वे गैलीलियो गैलीली के लोलक अन्वेषणों से प्रेरित थे। गैलीलियो ने एक चर्च में झूलते हुए लैंप का अवलोकन करते हुए पाया कि प्रत्येक दोलन में समान समय लगता है।

सरल लोलक का दोलनकाल वह समय है जो गोलक को एक पूर्ण दोलन पूरा करने में लगता है — माध्य स्थिति से एक चरम स्थिति तक, फिर दूसरी चरम स्थिति तक और वापस माध्य स्थिति पर। दोलनकाल लोलक की लंबाई पर निर्भर करता है, गोलक के द्रव्यमान पर नहीं।

नहीं। सरल लोलक का दोलनकाल उसकी लंबाई पर निर्भर करता है, गोलक के द्रव्यमान पर नहीं। समान लंबाई पर अलग-अलग द्रव्यमान का गोलक लगाने से दोलनकाल नहीं बदलता।

समय का SI मात्रक सेकंड है जिसका प्रतीक 's' है। बड़े मात्रक मिनट (प्रतीक 'min') और घंटा (प्रतीक 'h') हैं। 'sec' या 'hrs' लिखना अशुद्ध है। सभी मात्रक नाम और प्रतीक लोअरकेस में लिखे जाते हैं।

चाल = कुल तय दूरी ÷ कुल लिया गया समय। चाल का SI मात्रक मीटर प्रति सेकंड (m/s) है। इसे किलोमीटर प्रति घंटा (km/h) में भी व्यक्त किया जा सकता है। इस प्रकार प्राप्त चाल औसत चाल होती है।

एकसमान रैखिक गति में कोई वस्तु सीधी रेखा पर समान (अपरिवर्तित) चाल से चलती है और समान समयांतरालों में समान दूरी तय करती है। असमान रैखिक गति में चाल बदलती रहती है और सीधी रेखा पर समान समयांतरालों में असमान दूरियाँ तय होती हैं। वास्तविक जीवन में अधिकांश गतियाँ असमान होती हैं।

प्रारंभिक लोलक घड़ियाँ (जैसे हाइगेन्स की पहली घड़ियाँ) प्रतिदिन 10 सेकंड तक आगे-पीछे हो जाती थीं। आधुनिक परमाणु घड़ियाँ इतनी सटीक हैं कि वे लाखों वर्षों में केवल एक सेकंड खोती हैं। क्वार्ट्ज घड़ियाँ क्वार्ट्ज क्रिस्टल के तीव्र कंपनों का उपयोग करती हैं जबकि परमाणु घड़ियाँ विशिष्ट परमाणुओं के कंपनों का।

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