ఘర్షణ మరియు పీడనం షార్ట్ నోట్స్

టెట్ (TET) పరీక్షా అభ్యర్థుల కోసం ఘర్షణ (Friction) మరియు పీడనం (Pressure) అంశాలకు సంబంధించి ముఖ్యమైన నోట్స్ క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.

1. ఘర్షణ (Friction) - రకాలు

రెండు తలాలు (Surfaces) స్పర్శలో ఉన్నప్పుడు, వాటి మధ్య సాపేక్ష చలనాన్ని వ్యతిరేకించే బలాన్ని ఘర్షణ అంటారు. ఘర్షణ బలం తలాల స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఘర్షణ ప్రధానంగా మూడు రకాలు:

• స్థిర ఘర్షణ (Static Friction):
  • విశ్రాంతి స్థితిలో ఉన్న వస్తువును కదిలించడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు పనిచేసే ఘర్షణ బలం.
  • వస్తువు కదలడానికి ముందు వరకు వర్తించే గరిష్ట బలాన్ని స్థిర ఘర్షణ అంటారు.
• జారుడు ఘర్షణ (Sliding Friction):
  • ఒక తలంపై మరొక తలం వేగంగా జారుతున్నప్పుడు (Slide అవుతున్నప్పుడు) పనిచేసే ఘర్షణ బలం.
  • ఇది స్థిర ఘర్షణ కంటే కొంచెం తక్కువగా ఉంటుంది.
• దొర్లుడు ఘర్షణ (Rolling Friction):
  • ఒక తలంపై మరో వస్తువు దొర్లుతున్నప్పుడు (Roll అవుతున్నప్పుడు) ఏర్పడే ఘర్షణ.
  • గమనిక: మూడు రకాల ఘర్షణలలో దొర్లుడు ఘర్షణ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. (దొర్లుడు ఘర్షణ < జారుడు ఘర్షణ < స్థిర ఘర్షణ). అందుకే చక్రాలను ఉపయోగించడం సులభం.

2. ఘర్షణను ప్రభావితం చేసే కారకాలు

ఘర్షణ బలం ప్రధానంగా రెండు అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

1. తలాల గరుకుదనం (Nature of Surfaces):
   • గరుకైన తలాల మధ్య ఘర్షణ బలం ఎక్కువగా ఉంటుంది (అతుక్కునే స్వభావం ఎక్కువ).
   • మృదువైన (Smooth) తలాల మధ్య ఘర్షణ బలం తక్కువగా ఉంటుంది.
2. వస్తువును నొక్కిపెట్టే బలం (Normal Force / Weight):
   • వస్తువు బరువు పెరిగితే, తలాలు ఒకదానిపై ఒకటి గట్టిగా నొక్కబడతాయి. దీనివల్ల ఘర్షణ బలం పెరుగుతుంది.

3. ఘర్షణ: ఒక అనివార్యమైన చెడు (Necessary Evil)

ఘర్షణ వల్ల లాభాలు ఉన్నాయి, నష్టాలు ఉన్నాయి. అందుకే దీనిని "అనివార్యమైన చెడు" అంటారు.

• చెడు (Disadvantages):
  • యంత్ర భాగాలు అరిగిపోతాయి (Wear and tear).
  • ఘర్షణ వల్ల ఉష్ణ శక్తి ఉత్పత్తి అయ్యి శక్తి వృధా అవుతుంది.
  • బూట్ల అడుగుభాగాలు, టైర్లు అరిగిపోతాయి.
• మంచి / అనివార్యత (Advantages / Necessity):
  • ఘర్షణ లేకపోతే మనం నడవలేము, పరిగెత్తలేము.
  • పెన్నుతో కాగితంపై రాయడం సాధ్యపడదు.
  • గోడపైకి మేకు కొట్టలేము, వాహనాలను బ్రేకులు వేసి ఆపలేము.

4. ఘర్షణను పెంచడం మరియు తగ్గించడం

• ఘర్షణను పెంచే పద్ధతులు:
  • వాహనాల టైర్లకు గాలులు/గీతలు (Treads) ఇవ్వడం ద్వారా రోడ్డుపై పట్టు (Grip) పెరుగుతుంది.
  • కబడ్డీ ఆటగాళ్ళు చేతులకు మట్టి రాసుకోవడం.
  • జిమ్నాస్టులు చేతులకు పొడి పదార్థం (Powder) రాసుకోవడం.
  • వాహనాల బ్రేక్ షూలను అమర్చడం.
• ఘర్షణను తగ్గించే పద్ధతులు (లూబ్రికెంట్లు):
  • యంత్ర భాగాలకు నూనె (Oil), గ్రీజు (Grease) రాయడం.
  • బాల్ బేరింగ్స్‌ (Ball bearings) ను ఉపయోగించడం (జారుడు ఘర్షణను దొర్లుడు ఘర్షణగా మార్చడానికి).
  • కెరమ్ బోర్డుపై బోర్లు పౌడర్ చల్లడం.

5. ద్రవ ఘర్షణ (Fluid Friction / Drag)

• గాలి, నీరు మరియు ఇతర ద్రవాలు వస్తువుల చలనాన్ని వ్యతిరేకించే బలాన్ని ప్రయోగిస్తాయి. సైన్స్‌లో నీరు, గాలి వంటి ద్రవాలను ద్రవాలు (Fluids) అంటారు.
• ద్రవాల వల్ల ఏర్పడే ఘర్షణ బలాన్ని డ్రాగ్ (Drag) లేదా ద్రవ ఘర్షణ అంటారు.
• ద్రవ ఘర్షణ క్రింది అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది:
  • వస్తువు యొక్క వేగం (Speed)
  • ద్రవాల స్వభావం (Nature of fluid)
  • వస్తువు యొక్క ఆకారం (Shape)
• ద్రవ ఘర్షణను తగ్గించడానికి విమానాలు, పక్షులు, చేపల ఆకారాలను స్ట్రీమ్‌లైన్డ్ ఆకారంలో (Streamlined shape / నాళికాకారంలో) అమర్చుతారు.

6. పీడనం (Pressure)

• ప్రమాద వైశాల్యంపై పనిచేసే లంబ బలాన్ని పీడనం అంటారు.
• సూత్రం: పీడనం = బలం / వైశాల్యం (P = F/A
• ప్రమాణాలు: పాస్కల్ (N/m²).
• వైశాల్యం తక్కువగా ఉంటే పీడనం ఎక్కువగా ఉంటుంది (ఉదాహరణకు: సూది మొన, కత్తి అంచు).
• వైశాల్యం ఎక్కువగా ఉంటే పీడనం తక్కువగా ఉంటుంది (ఉదాహరణకు: ట్రక్కులకు వెడల్పుగా ఉండే బహుళ చక్రాలు ఉండడం, స్కూల్ బ్యాగ్ పట్టీలు వెడల్పుగా ఉండడం).

7. ద్రవాలు మరియు వాయువులు ప్రయోగించే పీడనం

• ద్రవాలు తాము నిల్వ ఉన్న పాత్ర అడుగుభాగంపైనే కాకుండా, పాత్ర గోడలపై కూడా పీడనాన్ని ప్రయోగిస్తాయి.
• సమాన లోతులో ఉన్న ద్రవాలు అన్ని దిశలలోనూ సమాన పీడనాన్ని ప్రయోగిస్తాయి.
• వాయువులు కూడా పాత్ర గోడలపై పీడనాన్ని ప్రయోగిస్తాయి (ఉదాహరణకు: గాలి గొట్టం లేదా బెలూన్ గాలి నింపినప్పుడు ఉబ్బడం).

8. వివిధ లోతులలో ద్రవాల పీడనం

• నీటిలో లేదా ద్రవాలలో లోతు పెరిగేకొద్దీ పీడనం పెరుగుతుంది.
• అందుకే డ్యామ్‌ల (Kaleshwaram / Srisailam లాంటి ప్రాజెక్టులు) గోడలు పైభాగంలో సన్నగాను, కిందికి వెళ్లేకొద్దీ మందంగా (వెడల్పుగా) నిర్మిస్తారు. ఎందుకంటే అడుగుభాగంలో నీటి పీడనం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.

9. వాతావరణ పీడనం (Atmospheric Pressure)

• మన భూమి చుట్టూ గాలి పొర ఉంది. దీనినే వాతావరణం అంటారు.
• భూమి ఉపరితలంపై గాలి పొరలు కలిగించే బలాన్ని/పీడనాన్ని వాతావరణ పీడనం అంటారు.
• మనం సముద్ర మట్టం నుండి పైకి వెళ్లేకొద్దీ వాతావరణ పీడనం క్రమంగా తగ్గుతుంది.

• మన శరీరంలోపల ఉండే రక్త పీడనం బయటి వాతావరణ పీడనానికి సమానంగా ఉండడం వల్ల మనం గాలి బరువును తట్టుకోగలుగుతున్నాము.