प्र1.
कभी-कभी जल फेंकने वाले पाइप को पकड़े रखने के लिए दमकलकर्मी (fireperson) को संघर्ष क्यों करना पड़ता है?
उत्तर
क्योंकि जल पाइप को पीछे की ओर उतने ही बल से धकेलता है जितने बल से पाइप जल को आगे फेंकता है — और यह पीछे का बल बहुत बड़ा हो सकता है।
पाइप जल को आगे की ओर उच्च चाल से फेंकता है, बल F से
न्यूटन के तृतीय नियम से → जल पाइप को पीछे की ओर बल F से धकेलता है
पाइप को स्थिर रखने के लिए दमकलकर्मी को आगे की ओर उतना ही बल F लगाना पड़ता है
तेज बहता जल = प्रति सेकंड संवेग में बड़ा परिवर्तन = बड़ा F
न्यूटन के तृतीय नियम से → जल पाइप को पीछे की ओर बल F से धकेलता है
पाइप को स्थिर रखने के लिए दमकलकर्मी को आगे की ओर उतना ही बल F लगाना पड़ता है
तेज बहता जल = प्रति सेकंड संवेग में बड़ा परिवर्तन = बड़ा F
बल इतना बड़ा क्यों होता है: दमकल का पाइप प्रति सेकंड कई किलोग्राम जल अत्यंत तीव्र वेग से बाहर फेंकता है। इतने कम समय में जल के वेग में इतना बड़ा परिवर्तन लाने के लिए बड़ा बल चाहिए (F = ma), और पाइप पर लगने वाली प्रतिक्रिया भी उतनी ही बड़ी होती है। यदि दमकलकर्मी दृढ़ता से न टिके तो पाइप सहित उस पर परिणामी बल पीछे की ओर होता है और वह पीछे धकेल दिया जाता है — इसीलिए दमकलकर्मी प्रायः नोज़ल को दो लोग मिलकर पकड़ते हैं और आगे झुककर खड़े होते हैं।
संकेत: रॉकेट, चप्पू और दमकल का पाइप — तीनों एक ही भौतिकी हैं — द्रव्यमान को एक ओर फेंकिए और विपरीत दिशा में धक्का पाइए।