బలం యొక్క ప్రమాణం

బలం యొక్క ప్రమాణం#

బలం యొక్క ప్రమాణం

బలం అనేది ఒక భౌతిక పరిమాణం, ఇది ఒక వస్తువు యొక్క చలనాన్ని మార్చగల ఒక పరస్పర చర్యను వివరిస్తుంది. బలం యొక్క SI ప్రమాణం న్యూటన్ (N), ఇది సర్ ఐజాక్ న్యూటన్ పేరు మీదుగా పెట్టబడింది. ఒక న్యూటన్ అనేది ఒక కిలోగ్రాము ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు ఒక మీటర్ వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలం.

బలం యొక్క ఇతర సాధారణ ప్రమాణాలలో పౌండ్ (lb) ఉంటుంది, ఇది ఆంగ్ల కొలత వ్యవస్థలో బలం యొక్క ప్రమాణం, మరియు డైన్, ఇది సెంటీమీటర్-గ్రామ్-సెకను (CGS) కొలత వ్యవస్థలో బలం యొక్క ప్రమాణం.

న్యూటన్, పౌండ్ మరియు డైన్ మధ్య సంబంధం క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

1 N = 0.2248 lb 1 lb = 4.448 N 1 dyne = 10^-5 N

బలం అనేది ఒక సదిశ రాశి, అంటే దీనికి పరిమాణం మరియు దిశ రెండూ ఉంటాయి. ఒక బలం యొక్క పరిమాణం న్యూటన్లలో కొలుస్తారు, అయితే బలం యొక్క దిశను ఒక సూచన బిందువుకు సాపేక్షంగా ఒక కోణం ద్వారా నిర్దేశిస్తారు.

బలం యొక్క SI ప్రమాణం#

బలం యొక్క SI ప్రమాణం న్యూటన్ (N), ఇది సర్ ఐజాక్ న్యూటన్ పేరు మీదుగా పెట్టబడింది. ఇది ఒక కిలోగ్రాము ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు ఒక మీటర్ వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలంగా నిర్వచించబడింది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, మీరు ఒక న్యూటన్ బలాన్ని ఒక కిలోగ్రాము వస్తువుపై ప్రయోగిస్తే, అది సెకనుకు ఒక మీటర్ వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందుతుంది.

న్యూటన్ ఒక ఉత్పన్న ప్రమాణం, అంటే ఇది ఇతర SI ప్రమాణాల పరంగా నిర్వచించబడింది. ఈ సందర్భంలో, న్యూటన్ కిలోగ్రాము, మీటర్ మరియు సెకను పరంగా నిర్వచించబడింది.

న్యూటన్లలో కొలవబడే బలాలకు ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:

• ఒక కిలోగ్రాము వస్తువుపై గురుత్వాకర్షణ బలం సుమారు 9.8 న్యూటన్లు.
• ఒక కిలోగ్రాము వస్తువును ఎత్తడానికి అవసరమయ్యే బలం కూడా సుమారు 9.8 న్యూటన్లు.
• ఒక కిలోగ్రాము వస్తువును స్థిరమైన వేగంతో సమతల ఉపరితలంపై నెట్టడానికి అవసరమయ్యే బలం ఆ వస్తువుపై పనిచేసే ఘర్షణ బలానికి సమానం.

న్యూటన్ బలాన్ని కొలవడానికి చాలా ఉపయోగకరమైన ప్రమాణం ఎందుకంటే ఇది ఒక స్థిరమైన ప్రమాణం. దీని అర్థం ఒకే బలానికి న్యూటన్లలో ఒకే విలువ ఉంటుంది, అది ఎక్కడ కొలవబడిందనే దానిపై ఆధారపడి ఉండదు. ఇది పౌండ్-ఫోర్స్ వంటి బలం యొక్క కొన్ని ఇతర ప్రమాణాలకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది, ఇవి అవి కొలవబడే స్థానాన్ని బట్టి మారుతూ ఉంటాయి.

న్యూటన్ బలాన్ని కొలవడానికి చాలా సౌకర్యవంతమైన ప్రమాణం కూడా ఎందుకంటే ఇది ద్రవ్యరాశి, పొడవు మరియు సమయం యొక్క SI ప్రమాణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది న్యూటన్లు మరియు బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాల మధ్య మార్పిడి చేయడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది.

న్యూటన్లు మరియు బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాల మధ్య మార్పిడి ఎలా చేయాలో ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:

• న్యూటన్ల నుండి పౌండ్-ఫోర్స్‌కు మార్చడానికి, న్యూటన్లలో ఉన్న బలాన్ని 0.2248 తో గుణించండి.
• పౌండ్-ఫోర్స్ నుండి న్యూటన్లకు మార్చడానికి, పౌండ్-ఫోర్స్‌లో ఉన్న బలాన్ని 4.448 తో గుణించండి.

న్యూటన్ భౌతిక శాస్త్రం మరియు ఇంజనీరింగ్లో చాలా ముఖ్యమైన ప్రమాణం. ఇది గురుత్వాకర్షణ బలం నుండి భారీ వస్తువును ఎత్తడానికి అవసరమయ్యే బలం వరకు వివిధ రకాల బలాలను కొలవడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాలు#

బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాలు

న్యూటన్ (N) బలం యొక్క SI ప్రమాణం. అయితే, ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడే బలం యొక్క మరికొన్ని ప్రమాణాలు ఉన్నాయి. ఈ ప్రమాణాలలో కొన్ని ఇవి:

• పౌండ్-ఫోర్స్ (lbf) ఆంగ్ల ప్రమాణ వ్యవస్థలో ఉపయోగించబడే బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక పౌండ్ ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు 32.2 అడుగులు వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలంగా నిర్వచించబడింది.
• కిలోగ్రామ్-ఫోర్స్ (kgf) మెట్రిక్ ప్రమాణ వ్యవస్థలో ఉపయోగించబడే బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక కిలోగ్రాము ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు 9.8 మీటర్లు వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలంగా నిర్వచించబడింది.
• డైన్ cgs ప్రమాణ వ్యవస్థలో ఉపయోగించబడే బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక గ్రాము ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు ఒక సెంటీమీటర్ వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలంగా నిర్వచించబడింది.

బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాల ఉదాహరణలు

వివిధ సందర్భాలలో బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాలు ఎలా ఉపయోగించబడతాయో ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:

• యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో, పౌండ్-ఫోర్స్ అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించబడే బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది వస్తువుల బరువును కొలవడం, వస్తువులను ఎత్తడానికి అవసరమయ్యే బలాన్ని లెక్కించడం మరియు ద్రవాల పీడనాన్ని నిర్ణయించడం వంటి వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• యూరప్‌లో, కిలోగ్రామ్-ఫోర్స్ అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించబడే బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది వస్తువుల బరువును కొలవడం, వస్తువులను ఎత్తడానికి అవసరమయ్యే బలాన్ని లెక్కించడం మరియు ద్రవాల పీడనాన్ని నిర్ణయించడం వంటి వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• శాస్త్రీయ పరిశోధనలో, డైన్ అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించబడే బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది గురుత్వాకర్షణ బలాన్ని కొలవడం, వస్తువులను కదిలించడానికి అవసరమయ్యే బలాన్ని లెక్కించడం మరియు వాయువుల పీడనాన్ని నిర్ణయించడం వంటి వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

బలం యొక్క ప్రమాణాల మధ్య మార్పిడి

న్యూటన్, పౌండ్-ఫోర్స్, కిలోగ్రామ్-ఫోర్స్ మరియు డైన్ మధ్య మార్పిడి కారకాలను క్రింది పట్టిక చూపిస్తుంది:

ప్రమాణం	మార్పిడి కారకం
న్యూటన్ (N)	1 N = 0.2248 lbf
పౌండ్-ఫోర్స్ (lbf)	1 lbf = 4.448 N
కిలోగ్రామ్-ఫోర్స్ (kgf)	1 kgf = 9.807 N
డైన్ (dyn)	1 dyn = 10^-5 N

ముగింపు

న్యూటన్ బలం యొక్క SI ప్రమాణం, కానీ ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడే బలం యొక్క మరికొన్ని ప్రమాణాలు ఉన్నాయి. ఈ ప్రమాణాలలో పౌండ్-ఫోర్స్, కిలోగ్రామ్-ఫోర్స్ మరియు డైన్ ఉన్నాయి. ఈ ప్రమాణాల మధ్య మార్పిడి కారకాలు పైన ఉన్న పట్టికలో చూపబడ్డాయి.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు – FAQs#

CGS వ్యవస్థలో బలం యొక్క ప్రమాణం ఏమిటి?#

CGS వ్యవస్థలో బలం యొక్క ప్రమాణం డైన్. ఇది ఒక గ్రాము ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు ఒక సెంటీమీటర్ వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలంగా నిర్వచించబడింది. సమీకరణ రూపంలో, దీనిని ఇలా వ్యక్తపరచవచ్చు:

1 dyne = 1 g * 1 cm/s²

డైన్లలో ఉన్న బలాలకు ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:

• భూమి ఉపరితలంపై 1-గ్రాము ద్రవ్యరాశిపై గురుత్వాకర్షణ బలం సుమారు 980 డైన్లు.
• 1-గ్రాము ద్రవ్యరాశిని నిలువుగా స్థిరమైన వేగంతో ఎత్తడానికి అవసరమయ్యే బలం కూడా 980 డైన్లు.
• 1-గ్రాము ద్రవ్యరాశిపై 1-న్యూటన్ బలం చేసే ప్రభావం 100,000 డైన్లు.

డైన్ అనేది చాలా చిన్న బలం యొక్క ప్రమాణం, మరియు ఇది తరచుగా సూక్ష్మలోకంలోని బలాలను కొలవడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, రెండు అణువులు లేదా అణువుల మధ్య బలం సాధారణంగా డైన్లలో కొలవబడుతుంది.

డైన్ CGS వ్యవస్థలోని బలం యొక్క ఇతర ప్రమాణాలకు కూడా సంబంధించినది. ఉదాహరణకు, 1 న్యూటన్ 100,000 డైన్లకు సమానం, మరియు 1 పౌండ్-ఫోర్స్ సుమారు 444,822 డైన్లకు సమానం.

డైన్ ఇప్పటికీ కొన్నిసార్లు శాస్త్రీయ పరిశోధనలో ఉపయోగించబడుతుంది, కానీ ఇది ఇంటర్నేషనల్ సిస్టమ్ ఆఫ్ యూనిట్స్ (SI)లో బలం యొక్క ప్రామాణిక ప్రమాణంగా న్యూటన్ ద్వారా ఎక్కువగా భర్తీ చేయబడింది.

బలం యొక్క SI ప్రమాణం ఏమిటి?#

బలం యొక్క SI ప్రమాణం న్యూటన్ (N), ఇది ప్రసిద్ధ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు గణిత శాస్త్రజ్ఞుడైన సర్ ఐజాక్ న్యూటన్ పేరు మీదుగా పెట్టబడింది. న్యూటన్ అనేది ఒక కిలోగ్రాము ద్రవ్యరాశిని సెకనుకు ఒక మీటర్ వర్గం రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి అవసరమయ్యే బలం మొత్తంగా నిర్వచించబడింది. సరళంగా చెప్పాలంటే, ఇది ఒక కిలోగ్రాము వస్తువు దాని వేగాన్ని ప్రతి సెకను ఒక మీటర్ ప్రతి సెకనుకు మార్చడానికి కారణమయ్యే బలం.

న్యూటన్ భావనను వివరించడానికి ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి:

1. 20 న్యూటన్ల బలంతో 10-కిలోగ్రాముల వస్తువును నెట్టే వ్యక్తి: ఈ దృశ్యంలో, వ్యక్తి వస్తువుపై 20 N బలాన్ని ప్రయోగిస్తున్నారు, ఇది వస్తువును 2 m/s² రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి సరిపోతుంది.

2. 1000 కిలోగ్రాముల బరువున్న కారు 5 m/s² వద్ద త్వరణం చెందుతుంది: ఈ త్వరణాన్ని సాధించడానికి, కారు యొక్క ఇంజిన్ 5000 N (1000 kg * 5 m/s²) బలాన్ని ప్రయోగించాలి.

3. ఒక వస్తువు యొక్క బరువును కొలిచే స్ప్రింగ్ స్కేల్: మీరు ఒక వస్తువును స్ప్రింగ్ స్కేల్పై ఉంచినప్పుడు, గురుత్వాకర్షణ వల్ల వస్తువు చేసే బలాన్ని స్కేల్ కొలుస్తుంది. వస్తువు 5 కిలోగ్రాముల బరువు ఉంటే, స్కేల్ 49 N (5 kg * 9.8 m/s²) చూపుతుంది.

న్యూటన్ అనేది ఇంటర్నేషనల్ సిస్టమ్ ఆఫ్ యూనిట్స్ (SI)లో ఒక ప్రాథమిక ప్రమాణం మరియు బలాన్ని పరిమాణాత్మకంగా తెలుసుకోవడానికి వివిధ శాస్త్రీయ మరియు ఇంజనీరింగ్ రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది వస్తువులపై పనిచేసే బలాలను కలిగి ఉన్న ఖచ్చితమైన కొలతలు మరియు గణనలను అనుమతిస్తుంది.

బలం యొక్క ప్రాథమిక ప్రమాణాన్ని సూచించే సూత్రాన్ని ఇవ్వండి.#

బలం యొక్క ప్రాథమిక ప్రమాణాన్ని సూచించే సూత్రం:

బలం (F) = ద్రవ్యరాశి (m) × త్వరణం (a)

ఎక్కడ:

• బలం (F) న్యూటన్లలో (N) కొలవబడుతుంది
• ద్రవ్యరాశి (m) కిలోగ్రాములలో (kg) కొలవబడుతుంది
• త్వరణం (a) సెకనుకు మీటర్ వర్గంలో (m/s²) కొలవబడుతుంది

ఉదాహరణ:

10-kg ద్రవ్యరాశి గల వస్తువు 2 m/s² రేటుతో త్వరణం చెందుతుంటే, ఆ వస్తువుపై పనిచేసే బలం:

F = m × a
F = 10 kg × 2 m/s²
F = 20 N

దీని అర్థం 10-kg వస్తువును 2 m/s² రేటుతో త్వరణం చెందించడానికి 20 N బలం అవసరం.

మరొక ఉదాహరణ:

ఒక వ్యక్తి 50-kg పెట్టెను 100 N బలంతో నెట్టితే, పెట్టె యొక్క త్వరణం:

a = F / m
a = 100 N / 50 kg
a = 2 m/s²

దీని అర్థం పెట్టె 100 N బలంతో నెట్టబడినప్పుడు 2 m/s² రేటుతో త్వరణం చెందుతుంది.

బలం ఎలా కొలుస్తారు#

బలం అనేది ఒక భౌతిక పరిమాణం, ఇది ఒక వస్తువు యొక్క చలనాన్ని మార్చగల ఒక పరస్పర చర్యను వివరిస్తుంది. ఇది న్యూటన్లలో (N) కొలవబడుతుంది, చలన నియమాలను అభివృద్ధి చేసిన సర్ ఐజాక్ న్యూటన్ పేరు మీదుగా పెట్టబడింది.

బలం యొక్క స్వభావం మరియు అందుబాటులో ఉన్న పరికరాలను బట్టి బలాన్ని కొలవడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. ఇక్కడ కొన్ని సాధారణ పద్ధతులు ఉన్నాయి:

1. స్ప్రింగ్ స్కేల్:

• స్ప్రింగ్ స్కేల్ అనేది బలాన్ని కొలవడానికి స్ప్రింగ్ యొక్క స్థితిస్థాపక లక్షణాలను ఉపయోగించే ఒక సాధారణ పరికరం.
• స్ప్రింగ్‌పై బలం ప్రయోగించబడినప్పుడు, అది సాగుతుంది లేదా కుదుచుకుంటుంది, మరియు వైకల్యం మొత్తం ప్రయోగించబడిన బలానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
• స్కేల్ తెలిసిన బలాలతో క్రమాంకనం చేయబడుతుంది, మరియు బలాన్ని స్కేల్ యొక్క గుర్తుల నుండి నేరుగా చదవవచ్చు.

2. బల సెన్సార్:

• బల సెన్సార్, లోడ్ సెల్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది బలాన్ని విద్యుత్ సంకేతంగా మార్చే ట్రాన్స్డ్యూసర్.
• సెన్సార్‌పై బలం ప్రయోగించబడినప్పుడు, అది వైకల్యం చెందుతుంది, దాని విద్యుత్ నిరోధకత లేదా కెపాసిటెన్స్‌లో మార్పు కలిగిస్తుంది.
• విద్యుత్ లక్షణాలలో ఈ మార్పు కొలవబడుతుంది మరియు తగిన ఎలక్ట్రానిక్స్ ఉపయోగించి బల విలువగా మార్చబడుతుంది.

3. పీడన గేజ్:

• పీడన గేజ్ ద్రవం (ద్రవం లేదా వాయువు) చేసే యూనిట్ ప్రాంతానికి బలం, లేదా పీడనాన్ని కొలుస్తుంది.
• ఇది పైపులు, ట్యాంకులు లేదా ఇతర పాత్రలలో పీడనాన్ని కొలవడానికి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
• గేజ్ డయాఫ్రాగమ్ లేదా బోర్డన్ ట్యూబ్ వంటి సెన్సింగ్ ఎలిమెంట్‌ను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పీడనం కింద వైకల్యం చెందుతుంది.
• వైకల్యం యాంత్రికంగా పాయింటర్ లేదా డిజిటల్ డిస్ప్లేకి లింక్ చేయబడుతుంది, పీడన విలువను సూచిస్తుంది.

4. డైనమోమీటర్:

• డైనమోమీటర్ అనేది ఇంజిన్, మోటారు లేదా ఇతర భ్రమణ యంత్రాల బలం, టార్క్ లేదా శక్తిని కొలవడానికి ఉపయోగించే పరికరం.
• ఇది ఇంజిన్ల పనితీరును పరీక్షించడం, బ్రేకులు లేదా ట్రాన్స్మిషన్ సిస్టమ్లను నిర్ణయించడం వంటి వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
• డైనమోమీటర్లు పరీక్షించబడే యంత్రం ద్వారా సృష్టించబడిన భ్రమణానికి నిరోధకతను కొలవడం ద్వారా పనిచేస్తాయి మరియు దానిని బలం లేదా టార్క్ విలువగా మారుస్తాయి.

5. పియోజోఎలక్ట్రిక్ సెన్సార్లు:

• పియోజోఎలక్ట్రిక్ సెన్సార్లు పియోజోఎలక్ట్రిక్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, ఇక్కడ కొన్ని పదార్థాలు యాంత్రిక ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు విద్యుత్ చార్జ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.
• పియోజోఎలక్ట్రిక్ పదార్థంపై బలం ప్రయోగించబడినప్పుడు, అది బలానికి అనులోమానుపాతంలో ఉండే వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
• ఈ సెన్సార్లు డైనమిక్ బలాలు, కంపనాలు మరియు పీడనాన్ని కొలవడంలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఉదాహరణలు:

• స్ప్రింగ్ స్కేల్తో బలాన్ని కొలవడం:

  • 100 గ్రాముల వంటి తెలిసిన ద్రవ్యరాశిని స్ప్రింగ్ స్కేల్ నుండి వేలాడదీయండి.
  • స్కేల్ సాగుతుంది, మరియు స్కేల్‌పై రీడింగ్ ద్రవ్యరాశి బరువును సమతుల్యం చేయడానికి అవసరమయ్యే బలాన్ని సూచిస్తుంది.
  • ఈ సందర్భంలో, బలం సుమారు 0.98 N (100 గ్రాములు * 9.8 m/s²) అవుతుంది.

• పీడన గేజ్‌తో బలాన్ని కొలవడం:

  • సైకిల్ టైర్ వంటి పీడనీకరించిన పాత్రకు పీడన గేజ్‌