Sports 1:00

बच्चों के लिए गेंद का भौतिकी खेल

1मैग्नस प्रभाव का जादू

क्या आपने कभी किसी पेशेवर फुटबॉलर को गेंद को इस तरह किक मारते देखा है कि वह सीधे गोल में मुड़ जाती है? यह जादू नहीं है—यह भौतिकी है! यह मैग्नस प्रभाव नामक किसी चीज़ के कारण होता है। जब गेंद घूमते हुए उड़ती है, तो वह अपने साथ हवा की एक पतली परत को खींचती है। गेंद के एक तरफ, स्पिन हवा की दिशा में घूमता है, जिससे हवा तेज़ी से चलती है। दूसरी तरफ, स्पिन हवा के विपरीत दिशा में घूमता है, जिससे हवा धीमी हो जाती है। हवा के दबाव में यह अंतर एक भौतिक धक्का पैदा करता है जो गेंद को हवा में मोड़ देता है, जो अक्सर गोलकीपरों और बल्लेबाजों दोनों को चकमा देता है!

2गोल्फ में गड्ढों का महत्व

आपको लग सकता है कि पूरी तरह से चिकनी गेंद सबसे दूर उड़ेगी, लेकिन गोल्फ की गेंद वास्तव में जानबूझकर 'ऊबड़-खाबड़' डिज़ाइन की जाती है। वे हजारों छोटे गड्ढे गेंद की सतह से चिपकी हुई अशांत हवा की एक पतली परत बनाते हैं। हालाँकि 'अशांत' सुनने में ऐसा लगता है कि यह चीजों को धीमा कर देगा, लेकिन यह वास्तव में गेंद के पीछे हवा के बुलबुले के आकार को कम करता है, जिससे ड्रैग कम हो जाता है। इन गड्ढों के बिना, एक गोल्फ की गेंद जितनी आज जाती है, उसकी आधी दूरी ही तय कर पाती! एक पेशेवर खेल में, एक गोल्फ की गेंद 150 मील प्रति घंटे की गति तक पहुँच सकती है, और उसे हवा में अधिक समय तक बनाए रखने का रहस्य वे गड्ढे ही हैं।

3सुपर स्पिन और तेज़ गति

स्पिन लगभग हर गेंद वाले खेल में गुप्त हथियार है। टेनिस में, एक पेशेवर खिलाड़ी गेंद को आश्चर्यजनक रूप से 5,000 चक्कर प्रति मिनट की दर से घुमा सकता है! यह भारी 'टॉपस्पिन' गेंद को नेट पार करने के बाद तेज़ी से नीचे गोता लगाने का कारण बनता है, जिससे खिलाड़ी गेंद को सीमा से बाहर जाने दिए बिना बहुत ज़ोर से मार सकते हैं। गेंद का आकार और बनावट भी मायने रखती है; एक अमेरिकन फुटबॉल को 'ओब्लेट स्फेरोइड' (थोड़ा चपटा गोलाकार) आकार दिया जाता है ताकि जब उसे सही सर्पिल (spiral) में फेंका जाए तो वह पंख की तरह हवा को काट सके। चाहे वह टेनिस बॉल पर लगा रोआं हो या बेसबॉल पर उभरे हुए टाँके, हर एक विवरण इंजीनियरिंग का एक हिस्सा है जिसे खेल जीतने के लिए भौतिकी का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

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परिचय

खेलों की गेंदें हवा में उड़ते समय अद्भुत भौतिकी सिद्धांतों का पालन करती हैं! जब कोई क्रिकेटर गेंद को स्पिन करता है, तो मैग्नस प्रभाव के कारण वह हवा में मुड़ जाती है। घूमती हुई गेंद हर तरफ अलग-अलग हवा का दबाव बनाती है, जिससे वह अप्रत्याशित दिशाओं में घूम जाती है जो बल्लेबाजों को चकमा दे सकती है।

मुख्य तथ्य

क्या आप जानते हैं कि एक पेशेवर मैच के दौरान टेनिस की गेंद एक मिनट में 5,000 बार तक घूम सकती है? क्या आप जानते हैं कि फुटबॉल इसलिए मुड़ते हैं क्योंकि उनकी एक तरफ की सतह दूसरी तरफ की तुलना में हवा में तेज़ी से आगे बढ़ती है? क्या आप जानते हैं कि गोल्फ की गेंद के गड्ढे वास्तव में उसे चिकनी गेंद की तुलना में दोगुना दूर उड़ने में मदद करते हैं?

सोचिए

आपको क्यों लगता है कि गोल्फ की गेंदों की सतह पर छोटे गड्ढे होते हैं, बजाय इसके कि वे पूरी तरह से चिकनी हों?

उत्तर

गड्ढे गेंद के उड़ते समय उसके चारों ओर हवा के छोटे भंवर (whirlwinds) बनाते हैं! यह अशांत हवा ड्रैग (हवा के खिंचाव) को कम करती है और गेंद को अपनी गति लंबे समय तक बनाए रखने में मदद करती है। गड्ढों वाली गोल्फ गेंद चिकनी गेंद की तुलना में बहुत कम हवा प्रतिरोध का अनुभव करती है, जिससे वह हवा में बहुत आगे तक जा पाती है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

गेंदबाज़ अलग-अलग ग्रिप (पकड़ने के तरीके) का उपयोग क्यों करते हैं?

गेंदबाज़ गेंद फेंकते समय उसके घूमने की दिशा को नियंत्रित करने के लिए अपनी उंगलियों की स्थिति बदलते हैं। स्पिन की दिशा और गति बदलकर, वे मैग्नस प्रभाव का उपयोग करके गेंद को अप्रत्याशित रूप से नीचे गिरा सकते हैं, फिसल सकते हैं या मोड़ सकते हैं।

क्या मौसम का असर गेंद कितनी दूर तक जाएगी इस पर पड़ता है?

हाँ, तापमान और ऊँचाई हवा के घनत्व को बदल देती हैं। गर्म दिन में या डेनवर जैसे उच्च ऊंचाई वाले शहर में, हवा पतली होती है, जिसका अर्थ है कि गेंद को धीमा करने के लिए कम हवा का प्रतिरोध होता है, जिससे अधिक होम रन होते हैं!

टेनिस की गेंद रोएं (fuzz) से ढकी क्यों होती है?

पीले रोएं को हवा के प्रतिरोध को बढ़ाने और रैकेट के तारों को गेंद को 'पकड़ने' में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह खिलाड़ियों को भारी मात्रा में स्पिन बनाने की अनुमति देता है, जो तेज़ गति पर गेंद को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है कि वह कहाँ गिरे।

घूमती हुई बास्केटबॉल उंगली पर क्यों टिकी रहती है?

यह कोणीय गति (angular momentum) नामक भौतिकी सिद्धांत के कारण होता है। गेंद जितनी तेज़ी से घूमती है, वह अपनी घूर्णन धुरी को उतना ही स्थिर रखना चाहती है, जो उसे गुरुत्वाकर्षण का विरोध करने और अपनी उंगली की नोक जैसे छोटे बिंदु पर संतुलित रहने में मदद करता है।

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