विकृति: Difference between revisions

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Strain
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कल्पना कीजिए कि आपके पास लकड़ी के तख्ते की तरह एक लंबा, पतला दंड (बीम) है। जब आप दंड पर एक बल लगाते हैं, जैसे एक सिरे को नीचे धकेलना, तो दंड झुक जाएगी या ख़राब हो जाएगी। यह झुकना इसलिए होता है क्योंकि दंड का ऊपरी हिस्सा सिकुड़ जाता है या संकुचित हो जाता है, जबकि नीचे का हिस्सा खिंच जाता है या लम्बा हो जाता है।
भौतिकी और इंजीनियरिंग में, विकृति किसी वस्तु पर,अनुप्रयुक्त बोझ (बल) के प्रत्युतर में उत्पन्न किसी प्रकार के विरूपण या आकार में बदलाव का माप है। किसी सामग्री में होने वाले विरूपण की मात्रा को मापते समय, उस सामग्री को एक प्रकार के  तनाव (बल प्रति इकाई क्षेत्र) के अधीन किया जाता है।


दंड का मुड़ना इसलिए होता है क्योंकि दंड के विभिन्न भाग अलग-अलग बलों का अनुभव करते हैं। शीर्ष भाग, जो संपीड़न के अधीन है, बल के विरुद्ध पीछे धकेलने का प्रयास करता है, जबकि निचला भाग, तनाव के अंतर्गत, पीछे खींचने का प्रयास करता है। मध्य भाग, जिसे तटस्थ अक्ष कहा जाता है, में अधिक परिवर्तन का अनुभव नहीं होता है और अपेक्षाकृत सीधा रहता है।
== गणना के लीये ==
प्रायः पदार्थों से बनी सामग्रीयों में आई विकृति को ग्रीक अक्षर <math>\epsilon</math> (एप्सिलॉन) द्वारा दर्शाया जाता है और इसकी गणना किसी वस्तु के आकार या उसके मूल आकार में आए परिवर्तन के अनुपात के रूप में की जाती है। इस प्रकार यह गणना ये इंगित करती है कि जब किसी वस्तु पर बल लगाया जाता है तो वह वस्तु कितनी खिंचती या संकुचित होती है।


दंड का झुकना समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दंड की ताकत को प्रभावित करता है और विभिन्न भारों के तहत यह कैसे व्यवहार करता है। अभियंताओं (इंजीनियरों) और वास्तुविदों (आर्किटेक्ट्स) को पुलों, इमारतों, या यहां तक ​​​​कि रोजमर्रा की वस्तुओं जैसे टेबल या कुर्सियों को अभिकल्पित (डिज़ाइन) करते समय,उनके बंकन (झुकने) पर विचार करने की आवश्यकता होती है।
== विकृतियों के प्रकार ==
किसी बल के आधीन होने पर विभिन्न प्रकार की वस्तुओं में भिन्न-भिन्न प्रकार की विकृतियाँ उत्पन्न हो सकती हैं ,परंतु इन सभी  विकृतियों को मुख्यतः दो मुख्य श्रेणीयों में रखा जा सकता है:


दंड के झुकने का विश्लेषण करने के लिए, इंजीनियर गणितीय समीकरणों और गणनाओं का उपयोग करते हैं। वे दंड की सामग्री, उसके आकार और लागू भार की परिमाण और स्थिति जैसे कारकों पर विचार करते हैं। ऐसा करने से, वे यह निर्धारित कर सकते हैं कि दंड अधिकतम कितनी मात्रा में झुकेगा, इसके द्वारा अनुभव किए जाने वाले तनाव और क्या यह बिना तोड़े भार का समर्थन करने में सक्षम होगा।
======    तनन विकृति (टेन्साइल स्ट्रेन) ======
[[File:Strain.jpg|thumb|अभियांत्रिकी में किसी वस्तु में सतत तनाव बल के आधीन होने पर पाया जाने वाला विरूपण (इंजीनियरिंग स्ट्रेन), चित्र में एक समांतर षट्फलक में संपीडक विकृति (कंप्रेसिव स्ट्रेन) होते हुए दर्शाई गई है। ]]
किसी वस्तु को उसके लम्बवत अक्ष पर तनाव देने पर उत्पन्न प्रतिबल उस वस्तु में तनन विकृति उत्पन्न कर देता है। उदाहरण के लीये, एक रबर बैंड के दोनों सिरों को पकड़ने और उसे खींचने पर उस रबर बैंड में तनाव, उसकी लंबाई में परिवर्तन ले आएगा। ऐसे में उस रबर बैंड की तनन विकृति,लंबाई में आए बदलाव को मूल लंबाई से विभाजित कर प्राप्त की जाती है ।


संरचनाओं की सुरक्षा और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए दंड का अभिकल्पन महत्वपूर्ण है। इंजीनियरों को यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि दंड झुकने का विरोध करने और इच्छित भार ले जाने के लिए पर्याप्त मजबूत हों। वे दंड की लंबाई, मोटाई और इसे बनाने के लिए प्रयुक्त सामग्री जैसे कारकों पर भी विचार करते हैं।
गणितीय रूप से तनन विकृति (टेन्साइल स्ट्रेन) <math>e </math>, को व्यक्त करने के लीये निम्नलिखत सूत्र का प्रयोग कीया जाता है :
[[Category:ठोसों के यंत्रिक गुण]]
 
  <math>e=\frac{\Delta L}{L} = \frac{l -L}{L},</math>
 
जहां ,
 
किसी भी प्रकार के लम्बवत खिंचाव होने पर,
 
<math>L</math> की वस्तु की मूल लंबाई है।
 
और
 
<math>l </math> वस्तु की बदली हुए (संभवतः) पूर्ण लंबाई है।
 
======    संपीडक विकृति (कंप्रेसिव स्ट्रेन) ======
संपीडक विकृति तब होता है जब कोई वस्तु संकुचित या निचोड़ी जाती है। एक फोम अथवा रबर बॉल को अपने हाथों के बीच निचोड़ते हुए देखें। फोम बॉल में तनाव इसकी मात्रा में परिवर्तन है जो इसकी मूल मात्रा से विभाजित है।
 
भौतिकी विश्लेषण में तनाव व पदार्थ विज्ञान के दृष्टिकोण से विकृति, समानतर रूप से परिभाषित हैं।
 
== मापन इकाई ==
विकृति एक आयामहीन मात्रा है, जिसका अर्थ है कि इसकी कोई इकाई नहीं है। इसे दशमलव या अंश के रूप में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि एक रबर बैंड अपनी मूल लंबाई के 10% तक खिंचता है, तो तनाव 0.1 या 1/10 होगा। विकृति एक महत्वपूर्ण अवधारणा है क्योंकि यह ये  समझने में सुविधा करता है कि पददार्थों से बनी सामग्री, बाहरी बलों के अधीन होने पर किस प्रकार आचरण करती है। चूँकि विभिन्न सामग्रियों की तनाव झेलने की क्षमता अलग-अलग होती है,तनाव के अधीन हो जाने पर उनमें आए भौतिक विरूपण की मात्रा भीविलग होगी। कुछ सामग्रियां स्थायी विकृति (जैसे रबर) के बिना अधिक मात्र के तनाव का सामना कर सकती हैं, जबकि कुछ अन्य वस्तुओं की प्रकृति,लघु मात्रा के तनाव (जैसे सिरेमिक) के अधीन हो जाने पर ही विरूपित हो जाने की है। यहाँ तक की इस बल की आरोपण से संरचनात्मक विरूपण तक संभव हो आता है।
 
== संक्षेप में ==
इंजीनियर और वैज्ञानिक सामग्री के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए तनाव माप का उपयोग करते हैं, जैसे कि उनकी कठोरता या लोच। कोई सामग्री, किसी तनाव पर कैसे प्रतिक्रीयया देती है, इसका अध्ययन करके, वे ऐसी सामग्रियों को अभिकल्पित और चुन सकते हैं जो विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हों, जैसे भवन निर्माण या निर्माण उत्पाद।
[[Category:ठोसों के यंत्रिक गुण]][[Category:कक्षा-11]][[Category:भौतिक विज्ञान]]

Latest revision as of 09:02, 21 May 2024

Strain

भौतिकी और इंजीनियरिंग में, विकृति किसी वस्तु पर,अनुप्रयुक्त बोझ (बल) के प्रत्युतर में उत्पन्न किसी प्रकार के विरूपण या आकार में बदलाव का माप है। किसी सामग्री में होने वाले विरूपण की मात्रा को मापते समय, उस सामग्री को एक प्रकार के तनाव (बल प्रति इकाई क्षेत्र) के अधीन किया जाता है।

गणना के लीये

प्रायः पदार्थों से बनी सामग्रीयों में आई विकृति को ग्रीक अक्षर (एप्सिलॉन) द्वारा दर्शाया जाता है और इसकी गणना किसी वस्तु के आकार या उसके मूल आकार में आए परिवर्तन के अनुपात के रूप में की जाती है। इस प्रकार यह गणना ये इंगित करती है कि जब किसी वस्तु पर बल लगाया जाता है तो वह वस्तु कितनी खिंचती या संकुचित होती है।

विकृतियों के प्रकार

किसी बल के आधीन होने पर विभिन्न प्रकार की वस्तुओं में भिन्न-भिन्न प्रकार की विकृतियाँ उत्पन्न हो सकती हैं ,परंतु इन सभी विकृतियों को मुख्यतः दो मुख्य श्रेणीयों में रखा जा सकता है:

   तनन विकृति (टेन्साइल स्ट्रेन)
अभियांत्रिकी में किसी वस्तु में सतत तनाव बल के आधीन होने पर पाया जाने वाला विरूपण (इंजीनियरिंग स्ट्रेन), चित्र में एक समांतर षट्फलक में संपीडक विकृति (कंप्रेसिव स्ट्रेन) होते हुए दर्शाई गई है।

किसी वस्तु को उसके लम्बवत अक्ष पर तनाव देने पर उत्पन्न प्रतिबल उस वस्तु में तनन विकृति उत्पन्न कर देता है। उदाहरण के लीये, एक रबर बैंड के दोनों सिरों को पकड़ने और उसे खींचने पर उस रबर बैंड में तनाव, उसकी लंबाई में परिवर्तन ले आएगा। ऐसे में उस रबर बैंड की तनन विकृति,लंबाई में आए बदलाव को मूल लंबाई से विभाजित कर प्राप्त की जाती है ।

गणितीय रूप से तनन विकृति (टेन्साइल स्ट्रेन) , को व्यक्त करने के लीये निम्नलिखत सूत्र का प्रयोग कीया जाता है :

 

जहां ,

किसी भी प्रकार के लम्बवत खिंचाव होने पर,

की वस्तु की मूल लंबाई है।

और

वस्तु की बदली हुए (संभवतः) पूर्ण लंबाई है।

   संपीडक विकृति (कंप्रेसिव स्ट्रेन)

संपीडक विकृति तब होता है जब कोई वस्तु संकुचित या निचोड़ी जाती है। एक फोम अथवा रबर बॉल को अपने हाथों के बीच निचोड़ते हुए देखें। फोम बॉल में तनाव इसकी मात्रा में परिवर्तन है जो इसकी मूल मात्रा से विभाजित है।

भौतिकी विश्लेषण में तनाव व पदार्थ विज्ञान के दृष्टिकोण से विकृति, समानतर रूप से परिभाषित हैं।

मापन इकाई

विकृति एक आयामहीन मात्रा है, जिसका अर्थ है कि इसकी कोई इकाई नहीं है। इसे दशमलव या अंश के रूप में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि एक रबर बैंड अपनी मूल लंबाई के 10% तक खिंचता है, तो तनाव 0.1 या 1/10 होगा। विकृति एक महत्वपूर्ण अवधारणा है क्योंकि यह ये समझने में सुविधा करता है कि पददार्थों से बनी सामग्री, बाहरी बलों के अधीन होने पर किस प्रकार आचरण करती है। चूँकि विभिन्न सामग्रियों की तनाव झेलने की क्षमता अलग-अलग होती है,तनाव के अधीन हो जाने पर उनमें आए भौतिक विरूपण की मात्रा भीविलग होगी। कुछ सामग्रियां स्थायी विकृति (जैसे रबर) के बिना अधिक मात्र के तनाव का सामना कर सकती हैं, जबकि कुछ अन्य वस्तुओं की प्रकृति,लघु मात्रा के तनाव (जैसे सिरेमिक) के अधीन हो जाने पर ही विरूपित हो जाने की है। यहाँ तक की इस बल की आरोपण से संरचनात्मक विरूपण तक संभव हो आता है।

संक्षेप में

इंजीनियर और वैज्ञानिक सामग्री के यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने के लिए तनाव माप का उपयोग करते हैं, जैसे कि उनकी कठोरता या लोच। कोई सामग्री, किसी तनाव पर कैसे प्रतिक्रीयया देती है, इसका अध्ययन करके, वे ऐसी सामग्रियों को अभिकल्पित और चुन सकते हैं जो विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हों, जैसे भवन निर्माण या निर्माण उत्पाद।