मुक्तपतन, गुरुत्वत्वरण, मुक्तिवेग व अभिकेंद्री बल म्हणजे काय ?
उत्तर :
i) मुक्तपतन : जर एखादी वस्तू केवळ गुरुत्वीय बलाच्या प्रभावाने गतिमान असेल तर त्या गतीला मुक्त पतन म्हणतात. उदा. उंचावरून अलगद सोडलेली वस्तू खाली पडताना तिचे 'मुक्त पतन' होत नाही. कारण त्या वस्तूवर अन्य बले सुद्धा कार्य करतात. जसे हवेमुळे होणारे घर्षण, उत्प्लाविता बल. पण ही बाह्य बले नसल्यास उंचावरून सोडलेल्या वस्तूचे मुक्त पतन होते. निर्वात प्रदेशात मुक्त पतन शक्य आहे. तसेच कृत्रिम उपग्रहांचे परिवलन हे देखील मुक्त पतनाचे उदाहरण आहे.
ii) गुरुत्वत्वरण : पृथ्वीजवळील सर्व वस्तू पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे, पृथ्वीच्या केंद्राकडे आकर्षित होतात. पृथ्वीचे गुरुत्व बल वस्तूवर कार्य करते.ह्या बलामुळे वस्तूत त्वरण निर्माण होऊन वस्तू पृथ्वीच्या केंद्राकडे गतिमान होतात. ह्या त्वरणाला गुरुत्वत्वरण म्हणतात. गुरुत्व त्वरण g ह्या चिन्हाने दर्शवितात. ह्याची सरासरी किंमत g = 9.8m/s2 असते. पृथ्वीवर सर्व ठिकाणी g ची किंमत सारखी नसते.
g ची किंमत वस्तूच्या पृथ्वी केंद्रापासूनच्या अंतरावर अवलंबून असते. केंद्रापासून दूर गेल्यास त्वरण कमी होते.
iii) मुक्तिवेग : साधारणत: एखादी वस्तू आपण जेव्हा वर फेकतो तेव्हा तिचा वेग कमी कमी होत जातो. विशिष्ट उंचीवर वेग शून्य होतो व त्या क्षणी ती वस्तू पुन्हा पृथ्वीकडे गतिमान होते व पृथ्वीवर पडते. आरंभिचा वेग जेवढा जास्त असेल तितकी ती वस्तू जास्तीत जास्त उंची गाठू शकेल.
आपण वस्तूचा आरंभिचा वेग वाढवत गेले तर ती वस्तू अधिकाधिक उंच जाईल व एक विशिष्ट आरंभिचा वेग असा असेल की त्या वेगाने फेकलेली वस्तू पृथ्वीच्या गुरुत्वीय आकर्षणावर मात करू शकेल व ती पृथ्वीवर पडणार नाही. आरंभ वेगाच्या या विशिष्ट मूल्यास मुक्तिवेग म्हणतात.
पृथ्वीसाठी मुक्तिवेग 11.2 km/s आहे. म्हणजे ह्या वेगापेक्षा जास्त वेगाने वस्तू फेकल्यास ती पृथ्वीवर परत येणार नाही.
iv) अभिकेंद्री बल : एखादी वस्तू एकसमान वर्तुळाकार गतीने गतिमान असल्यास त्या वस्तूवर केंद्राच्या दिशेने कार्य करणारे बल प्रयुक्त होते. ह्या बलाला अभिकेंद्री बल म्हणतात.
येथे m - वस्तूचे वस्तुमान, v - वस्तूचा वेग, r - परिवलन कक्षेची त्रिज्या.
न्यूटनच्या गतिविषयक तिसऱ्या नियमानुसार अभिकेंद्री बलाच्या विरुद्ध दिशेने कार्य करणारे बल अस्तित्वात असते ह्याला अपसारी बल असे म्हणतात.