फ्लोटेशन | General Awareness & Knowledge for RRB NTPC (Hindi) - RRB NTPC/ASM/CA/TA PDF Download

परिचय

फ्लोटेशन (Floatation) किसी वस्तु की उस क्षमता को संदर्भित करता है जिससे वह किसी तरल, जैसे पानी या अन्य तरल के सतह पर या उसके ऊपरी परतों में बनी रहती है।

दिए गए उदाहरण में, फ्लोटेशन और डूबने (Sinking) को दर्शाया गया है। जो वस्तु तैरती है वह तरल की ऊपरी परतों में रहती है, जबकि जो वस्तु डूबती है वह तरल के निचले स्तरों पर होती है।

फ्लोटेशन का सिद्धांत

फ्लोटेशन का सिद्धांत, जिसे प्राचीन ग्रीक वैज्ञानिक आर्किमीडीज़ ने प्रतिपादित किया, कहता है कि कोई भी वस्तु जो एक तरल में डूबती है, उसे एक ऊर्ध्वाधर बल, जिसे उपयुक्त बल (Buoyancy) कहा जाता है, अनुभव होता है। यह उपयुक्त बल किसी वस्तु को तैरने की अनुमति देता है यदि वह अपने वजन के बराबर तरल को विस्थापित करती है। किसी वस्तु का घनत्व (Density) फ्लोटेशन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है; यदि किसी वस्तु का घनत्व तरल के घनत्व से कम है, तो वह तैर जाएगी। उदाहरण के लिए, एक पत्ता पानी पर तैरता है क्योंकि इसका घनत्व कम होता है, जबकि एक पत्थर डूबता है क्योंकि यह पानी से अधिक घनत्व वाला होता है।

फ्लोटेशन के तीन नियम

फ्लोटेशन के नियम आर्किमीडीज़ के सिद्धांत से व्युत्पन्न होते हैं। ये कहते हैं:

• यदि किसी वस्तु का घनत्व तरल के घनत्व से कम या उसके बराबर है, तो वह तरल में तैर जाएगी।
• यदि वस्तु का घनत्व तरल के घनत्व के बराबर है, तो यह पूरी तरह से डूबी हुई स्थिति में तैरती है, जिसे न्यूट्रल संतुलन (Neutral Equilibrium) कहा जाता है।
• न्यूट्रल संतुलन में, वस्तु का वजन विस्थापित किए गए तरल के वजन के बराबर होता है।
• वस्तु का केंद्र गुरुत्व (Center of Gravity) और विस्थापित तरल का केंद्र गुरुत्व ऊर्ध्वाधर रूप से संरेखित होना चाहिए।

फ्लोटेशन के लिए शर्तें

किसी वस्तु को तैरने के लिए, उसे ये शर्तें पूरी करनी चाहिए:

• वस्तु की औसत घनत्व तरल की औसत घनत्व से कम होनी चाहिए।
• वस्तु के डूबे हुए भाग की मात्रा इतनी होनी चाहिए कि वह पर्याप्त मात्रा में तरल को विस्थापित कर सके।
• तरल द्वारा उत्पन्न अपथ्रस्ट वस्तु के कुल वजन से अधिक होना चाहिए।

वास्तविक वजन और अपथ्रस्ट के बीच संबंध

जब आप किसी वस्तु को पानी में धकेलते हैं, तो आपको अपथ्रस्ट के कारण प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है, जो कि ऊपर की ओर कार्य करता है। यह अपथ्रस्ट डूबे हुए वस्तुओं को हल्का महसूस कराता है। अपथ्रस्ट डूबे हुए शरीर की मात्रा और तरल की घनत्व के साथ बढ़ता है। अपथ्रस्ट वह स्थान है जहाँ यह ऊपर की ओर शरीर पर कार्य करता है। वस्तु के वास्तविक वजन और अपथ्रस्ट के बीच संबंध दिखाता है कि वे समान होते हैं, जिसका अर्थ है कि तैरती हुई वस्तु अपने वजन के बराबर तरल को विस्थापित करती है।

उदाहरण

• गर्म हवा का गुब्बारा: एक गर्म हवा का गुब्बारा तैरता है क्योंकि इसके अंदर की गर्म हवा आस-पास की ठंडी हवा से कम घनी होती है, जिससे एक अपथ्रस्ट बनता है जो इसे तैरने की अनुमति देता है। गुब्बारा अपने वजन के बराबर हवा को विस्थापित करता है।
• जहाज: जहाज अपने वजन के बराबर पानी को विस्थापित करते हैं, जिससे वे तैरते हैं। हालाँकि जहाज घने सामग्रियों जैसे लोहे से बने होते हैं, लेकिन उन्हें खोखला डिज़ाइन किया जाता है, जिससे उनकी औसत घनत्व कम हो जाती है और उनकी मात्रा बढ़ जाती है, जो उन्हें बड़ी मात्रा में पानी को विस्थापित करने में मदद करती है।

तैरने के नियम के अनुप्रयोग:

तैरने के सिद्धांत विभिन्न वास्तविक जीवन की परिस्थितियों में लागू होते हैं:

उपपदार्थ: पनडुब्बियों में बैलास्ट टैंक हवा से भरे होते हैं ताकि पनडुब्बी सतह पर आ सके।

• सजावटी गुब्बारे: इन्हें हवा में तैरने के लिए हल्के गैसों से भरा जाता है।
• वायुयान: इन्हें हवा में रहने के लिए हीलियम जैसे हल्के गैसों से भरा जाता है।
• मनुष्य: मनुष्य पानी में तैर सकते हैं जब तक वे अपने फेफड़ों में पानी नहीं लेते।