घर्षण बल को कम करने के उपाय friction reducing methods

घर्षण बल को कम करने के उपाय ,घर्षण के प्रकार  के बारे मे हम इस लेख मे हम बात करने वाले हैं।यदि किसी ठोस वस्तु के किसी प्रष्ठ पर दूसरी ठोस वस्तु रखी जाती है तो दूसरी ठोस वस्तु को खिसकाने के लिए बल लगाना होता है।और इस बल का मान एक सीमा से कम होने पर दूसरी वस्तु पहले के उपर से खिसक नहीं पाती है।इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि  ‌‌‌ठोस वस्तु की पहली सतह दूसरी सतह के फिसलने का विरोध करती है।

स्थैतिक और गतिज दो प्रकार का घर्षण होता है। और यदि सीधी भाषा मे बात करें तो हम एक फर्श पर कोई पत्थर रखते हैं तो उसको खिसकाने के लिए बल लगाना पड़ता है। यह बल घर्षण  बल से जब अधिक हो जाता है।तो वस्तु खिसक जाती है।

‌‌‌घर्षण होने का सबसे बड़ा कारण यह है कि कोई भी वस्तु पूरी तरह से समतल नहीं होती है।वरन उसके अंदर उठाव और गड्ढे  होते हैं। इनको आप सूक्ष्मयंत्र की मदद से देख सकते हैं।

 और एक वस्तु पर जब आप कोई दूसरी वस्तु रखते हैं तो वह गड्ढे मे फंस जाती है। ऐसी स्थिति के अंदर वस्तु को खिसकाने के लिए बल   ‌‌‌लगाना होता है। ‌‌‌इस प्रकार से घर्षण ठोस सतहों, द्रव परतों और एक दूसरे के खिलाफ फिसलने वाले भौतिक तत्वों के सापेक्ष गति का विरोध करने वाला बल है ।

‌‌‌जब संपर्क सतहें एक दूसरे के सापेक्ष चलती हैं तो घर्षण गतिज उर्जा को तापिये उर्जा के अंदर बदल देता है।जैसे आग लगाने के लिए पत्थर के टुकड़ों को आपस मे रगड़ा जाता है जिससे ताप उत्पन्न होता है और बाद मे आग लगती है।

‌‌‌भूमी पर चलने के लिए भी घर्षण होना बहुत अधिक जरूरी होता है।यदि कहीं पर कम घर्षण होता है तो वहां पर आप फिसल सकते हैं। घर्षण ही इंसान को खड़ा रखे होता है। ‌‌‌यदि बात करें चिकनी सतह की तो चिकनी सतह का घर्षण कम होता है ऐसी स्थिति के अंदर फिसलने का बहुत अधिक डर बना रहता है।

घर्षण एक गैर-रूढ़िवादी शक्ति है – घर्षण के खिलाफ किया गया कार्य पथ पर निर्भर है। घर्षण की उपस्थिति में, कुछ गतिज ऊर्जा हमेशा थर्मल ऊर्जा में बदल जाती है, इसलिए यांत्रिक ऊर्जा संरक्षित नहीं होती है।

घर्षण बल को कम करने के उपाय Reduce Friction between Surfaces

घर्षण को कम करना बहुत जरूरी है। क्योंकि घर्षण यांत्रिक चीजों की उम्र को कम करता है। बियरिंग के अंदर ग्रिस का प्रयोग इसीलिए किया जाता है ताकि घर्षण को कम किया जा सके । घर्षण की अधिकता की वजह से गर्मी पैदा होती है और आग भी लग सकती ‌‌‌ है।

Surface Finish करें

यदि सतह बहुत अधिक खुदरी होती है तो घर्षण अधिक होता है। क्योंकि खुदरी सतह के अंदर बहुत अधिक गडडे होते हैं जो घर्षण को अधिक कर सकते हैं। यदि आप घर्षण को कम करना चाहते हैं तो सतह को अधिक चिकना बनाया जाना चाहिए । ‌‌‌घर के अंदर टाइलों के चिकना होने की वजह से घर्षण कम होता है। जो फिसलने का खतरा भी पैदा करता है।

‌‌‌लोड को कम करना

घर्षण और लोड का सीधा संबंध है।इसका अर्थ यह है कि यदि अधिक लोड़ है तो घर्षण बढ़ जाएगा और यदि लोड कम है तो घर्षण कम हो जाएगा ।जैसे गाड़ियों के अंदर अधिक लोड होने पर घर्षण अधिक होता है। घर्षण को कम करने के लिए लोड को कम करना होगा । ‌‌‌घर्षण को कम करने की सामग्री का यूज करें

कुछ धातु ऐसी होती हैं जों घर्षण को कम करने का काम कर सकती हैं। जैसे शीशा । सीसे का बियरिंग बनाया जाता है ताकि घर्षण को कम किया जा सके ।इसके अलावा कॉपर जर्नल बियरिंग्स भी बनाए जाते हैं जो घर्षण को कम करते हैं। 

‌‌‌स्नेहक का यूज करें

स्नेहक घर्षण को कम करने का काम करता है।आपने देखा होगा कि घूमने वाले यांत्रिक भागों मे ग्रीस का उपयोग होता है। यह ग्रीस ही स्नेहक होता है। ग्रीस घूमने वाले भागों को चिकना कर देता है जिसकी वजह से घर्षण कम हो जाता है। बाइक के अंदर भी इंजन ऑयल का प्रयोग किया जाता है । ‌‌‌जो बाइक के अंदर की गर्मी को कम करता है और घर्षण को कम करता है। स्नेहक का प्रयोग बहुत अधिक होता है। स्नेहक यांत्रिक मशीनरियों की उम्र को बढ़ाते हैं।

‌‌‌एक मशीन के अंदर दो धातु की सतह संपर्क मे होती हैं।और उन दोनों के बीच खुदरापन की कुछ ना कुछ डिग्री होती है।देखने  मे भले ही वे कितनी ही चिकनी दिखाई क्यों ना दें । यह सतहें जब एक दूसरे के संपर्क मे आती हैं तो घर्षण पैदा होता है। ‌‌‌स्नेहक यहीं पर काम करता है यह धातु की दोनों सतहों को अधिक चिकना बना देता है जिसकी वजह से वहां पर घर्षण कम से कम होता है।

घर्षण के प्रकार type of Friction

स्थैतिक घर्षण, फिसलन घर्षण, रोलिंग घर्षण और द्रव घर्षण । घर्षण के प्रमुख प्रकार होते हैं।किसी वस्तु की गति का विरोध करने वाला बल घर्षण बल कहलाता है। सापेक्ष गति में वृद्धि के साथ, फिसलने वाला घर्षण कम हो जाता है जबकि सापेक्ष गति में वृद्धि के साथ द्रव घर्षण बढ़ता है, द्रव घर्षण भी तरल पदार्थ की चिपचिपाहट पर निर्भर है।

स्थैतिक घर्षण

स्थैतिक घर्षण तब होता है जब दो वस्तु आपस मे एक दूसरे के संपर्क मे स्थिर पड़ी होती है तो उनके बीच स्थैतिक घर्षण बल होता है। और जब स्थैतिक घर्षण बल से अधिक बल उनके उपर लगता है तो वस्तु गति करने लग जाती है। 

• ‌‌‌बर्फ के उपर फिसलना ।
• टेबल पर फैन का रखा होना ।

Fs max = µs η and Fs ≤ µs η

• F s  स्थिर घर्षण का बल है
• µ s स्थैतिक घर्षण का गुणांक है
• force सामान्य बल है
• F s  अधिकतम स्थैतिक घर्षण की अधिकतम शक्ति है

सर्पी घर्षण

स्लाइडिंग घर्षण तब होता है जब दो वस्तुए एक दूसरे के खिलाफ फिसलती हैं तो स्लाइडिंग घर्षण होता है।यह दो वस्तुओं के बीच निर्मित होता है। फर्श के पार ब्लॉक का फिसलना इसका सबसे अच्छा उदाहरण है।स्लाइडिंग घर्षण के बल को स्लाइडिंग घर्षण और सामान्य बल के गुणांक के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है।

रोलिंग घर्षण

‌‌‌पहिये या गेंद की गति का विरोध करने वाले बल को रोलिंग घर्षण बल के नाम से जाना जाता है।चलते वाहनों के पहियों पर यह बल लगता है। रोलिंग घर्षण के बल को रोलिंग घर्षण और सामान्य बल के गुणांक के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है।

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द्रव का घर्षण

द्रव  की परतों के बीच मौजूद घर्षण को द्रव का घर्षण कहा जाता है।यह तब होता है जब द्रव की परते एक दूसरे के साथ सापेक्ष गतिमान रहती हैं।

घर्षण का गुणन

घर्षण के गुणांक (COF), अक्सर ग्रीक अक्षर का प्रतीक μ , एक है आयामरहित अदिशमूल्य जो दो निकायों के बीच घर्षण के बल और उन्हें एक साथ दबाने वाले बल के अनुपात का वर्णन करता है। घर्षण गुणांक का उपयोग सामग्री पर निर्भर करता है।

स्टील पर बर्फ में घर्षण का गुणांक कम होता है, जबकि फुटपाथ पर रबर घर्षण का उच्च गुणांक होते हैं।धातु की सतहों के बीच घर्षण गुणांक एक से अधिक होते हैं। जैसे पीतल और एल्यूमीनियम के बीच घर्षण गुणांक अधिक होता है।

अधिकांश सूखी सामग्री में 0.3 और 0.6 के बीच घर्षण गुणांक होता है।घर्षण के अनुमानित गुणांकं को आप निम्न लिखित सारणी के अंदर देख सकते हैं।

सामग्री	स्थैतिक घर्षण	काइनेटिक / स्लाइडिंग घर्षण
सूखा और साफ	चिकनाई	सूखा और साफ	चिकनाई
अल्युमीनियम	इस्पात	0.61		0.47
अल्युमीनियम	अल्युमीनियम	1.05-1.35	0.3	1.4- 1.5
सोना	सोना			2.5
प्लैटिनम	प्लैटिनम	1.2	0.25	3.0
चांदी	चांदी	1.4	0.55	1.5
एलुमिना सिरेमिक	सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक				0.004 (गीला)
BAM (सिरेमिक मिश्र धातु AlMgB 14 )	टाइटेनियम बोराइड (TiB 2 )	0.04–0.05	0.02
पीतल	इस्पात	0.35-0.51	0.19	0.44
कच्चा लोहा	तांबा	1.05		0.29
कच्चा लोहा	जस्ता	0.85		0.21
ठोस	रबर	1.0	0.30 (गीला)	0.6-0.85	0.45-0.75 (गीला)
ठोस	लकड़ी	0.62
तांबा	कांच	0.68		0.53
तांबा	इस्पात	0.53		0.36	0.18
कांच	कांच	0.9-1.0	0.005–0.01	0.4	0.09–0.116
मानव श्लेष द्रव	मानव उपास्थि		0.01		0.003
बर्फ	बर्फ	0.02-0.09 [
polyethene	इस्पात	0.2	0.2
PTFE (टेफ्लॉन)	PTFE (टेफ्लॉन)	0.04	0.04		0.04
इस्पात	बर्फ	0.03
इस्पात	PTFE (टेफ्लॉन)	0.04  -0.2	0.04		0.04
इस्पात	इस्पात	0.74  -0.80	0.005-0.23	0.42-0.62	0.029–0.19
लकड़ी	धातु	0.2–0.6	0.2 (गीला)	0.49	0.075
लकड़ी	लकड़ी	0.25–0.62	0.2 (गीला)	0.32–0.48	0.067–0.167

अरस्तू , विट्रुवियस और प्लिनी द एल्डर जैसे कई वैज्ञानिक घर्षण के बारे मे जानते थे। 320 ई के अंदर  थेमिस्टियस  ने स्थैतिक और गतिक घर्षण के बीच अंतर किया था।लियोनार्डो दा विंची ने 1493  के अंदर घर्षण के नियमों की खोज की थी । उन्होंने इसके बारे मे अपनी नोट बुक के अंदर लिखा था लेकिन यह नियम ‌‌‌ लोगों के सामने नहीं आ सके ।क्योंकि वह नोटबुक सामने नहीं आ पाई थी।

गुइलियूम एमोंटोंस ने ही 1994 ई के अंदर ही इन कानूनों को फिर खोजा ।घर्षण की प्रकृति के बारे मे बताया और वजन और घर्षण के प्रभावों के बारे मे बताया । घर्षण की समझ को चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलम्ब (1785) ने और विकसित किया था।आर्थर जूल्स मोरिन (1833) ने रपट बनाम रोलिंग घर्षण की अवधारणा विकसित की थी। फ्लेमिंग जेनकिन और जेए इविंग ने स्थैतिक और गतिज घर्षण के बीच निरंतरता की जांच की थी। फ्रैंक फिलिप बोडेन और डेविड टैबोर (1950) ने दिखाया कि सूक्ष्म स्तर पर , सतहों के बीच संपर्क का वास्तविक क्षेत्र स्पष्ट क्षेत्र का एक बहुत छोटा अंश है।और संपर्क का क्षेत्र दबाव की वजह से बढ़ जाता है।

शुष्क घर्षण और अस्थिरता

शुष्क घर्षण यांत्रिक प्रणालियों के अंदर कई प्रकार की अस्थिरता पैदा करने मे सक्षम है।इस घर्षण की वजह से ताप भी बढ़ जाता है।1995 में जॉर्ज जी। एडम्स और जोओ आर्मेनियो कोर्रेया मार्टिंस द्वारा चिकनी सतहों के लिए खोज की गई थी।

‌‌‌घर्षण क्यों हानिकारक है ?

• घर्षण की वजह से उर्जा की बहुत अधिक हानि होती है।और यह उर्जा उष्मा उर्जा के अंदर बदल जाती है।
• घर्षण के कारण मशीनों की दक्षता कम हो जाती है।
• घर्षण के कारण मशीनों के कल पूर्जे घिंसते हैं।

‌‌‌घर्षण की आवश्यकता क्यों है ?

• घर्षण चलने मे सहायक होता है।बिना घर्षण के आप चल नहीं सकते हैं।
• घर्षण के कारण ही कागज और श्यामपटट पर आप आसानी से लिख सकते हैं।
• घर्षण की वजह से ही वाहनों को ब्रेक लगाकर रोकना संभव होता  है।
• यदि आप वाहनों की गति को नियंत्रित करना चाहते हैं तो यह बिना घर्षण के संभव नहीं है।
• ‌‌‌लकड़ी के अंदर आप कील ठोकते हैं यह कील घर्षण की वजह से ही संभव हो सकती है।
• माचिस की तिल्ली का जलना भी घर्षण से ही संभव होता है।
• कुल मिलाकर हम यह कह सकते हैं कि घर्षण की वजह से ही सारे काम हो रहे हैं। बिना घर्षण के कुछ नहीं हो सकता है।

रोलिंग प्रतिरोध

रोलिंग प्रतिरोध वह बल है जो वस्तु या सतह में विकृति के कारण एक सतह के साथ एक पहिया या अन्य गोलाकार वस्तु के रोलिंग को रोकता है। आम तौर पर रोलिंग प्रतिरोध का बल गतिज घर्षण से जुड़ा होता है एक सड़क पर मोटर वाहन के टायरों की गति । इसका एक उदाहरण है।

Braking friction

ब्रेक से लैस कोई भी पहिया एक बड़ी रिटायरिंग फोर्स उत्पन्न करने में सक्षम होता है, आमतौर पर वाहन को घुमाने और रोकने या घूमने वाली मशीनरी को रोकने के उद्देश्य से। ब्रेकिंग घर्षण रोलिंग घर्षण से भिन्न होता है ।

Triboelectric effect

‌‌‌जब दो असमान परते आपस मे रगड़ी जाती हैं तो इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज का निर्माण हो सकता है।जबकि ज्वलनशील मिश्रण के प्रज्वलन से विस्फोट हो सकता है।

Belt friction

बेल्ट घर्षण आमतौर पर घूमने वाले बेल्ट पर होता है।जब बेल्ट का एक सिरा खींचता है तो बेल्ट के दूसरे सिरे पर बल लगता है।इसकी वजह से घर्षण पैदा होता है।बेल्ट या रस्सी को फिसलने से बचाने के लिए पुली के चारों ओर लपेटा जाता है । उसके अंदर भी घर्षण बल कार्य करता है।

घर्षण बल को कम करने के उपाय लेख के अंदर हमने घर्षण बल के बारे मे विस्तार से जाना । उम्मीद करते हैं कि यह लेख आपको पसंद आया होगा । यदि आपका कोई सवाल हो तो नीचे कमेंट करें ।