વિજ્ઞાન ધોરણ 8 પ્રકરણ 9 ઘર્ષણ : સ્વાધ્યાય

વિજ્ઞાન ધોરણ 8 પ્રકરણ 9 ઘર્ષણ : સ્વાધ્યાય


૧. ખાલી જગ્યા પૂરો:

  1. 1. ઘર્ષણ એકબીજાના સંપર્કમાં રાખેલી બે વસ્તુઓની સપાટીની વચ્ચે ............. નો વિરોધ કરે છે.

    સાપેક્ષ ગતિ
  2. 2. ઘર્ષણ સપાટીઓના ............. પર આધાર રાખે છે.

    પ્રકાર
  3. 3. ઘર્ષણ ............. ઉત્પન્ન કરે છે.

    ઉષ્મા
  4. 4. કેરમબૉર્ડ પર પાવડર છાંટવાથી ઘર્ષણ ............. થઈ જાય છે.

    ઘટી
  5. 5. સરકતું ઘર્ષણ એ સ્થિત ઘર્ષણ કરતાં ............. હોય છે.

    ઓછું

૨. ચાર બાળકોને લોટણ, સ્થિત અને સરકતા ઘર્ષણને કારણે લાગતા બળોને ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવવાનું કહેવામાં આવ્યું. આ ગોઠવણ નીચે આપેલ છે. સાચી ગોઠવણ પસંદ કરો ઃ

(c) સ્થિત, સરકતું, લોટણ

૩. આલિદા પોતાની રમકડાંની કારને આરસના સૂકા ભોંયતળિયા પર, આરસના ભીના ભોંયતળિયા પર, ભોંયતળિયા પર પાથરેલા સમાચાર પત્ર અને ટુવાલ પર ચલાવે છે. તો કાર પર જુદી જુદી સપાટી દ્વારા લાગતા ઘર્ષણ બળનો ચડતો ક્રમ કયો હશે?

(a) આરસનું ભીનું ભોંયતળિયું, આરસનું સૂકું ભોંયતળિયું, સમાચાર પત્ર, ટુવાલ

૪. ધારો કે તમે લખવાના ડેસ્ક(desk)ને થોડું નમાવો છો. તેના પર મૂકેલું કોઈ પુસ્તક નીચે તરફ સરકવાનું શરૂ કરે છે. તેના પર લાગતા ઘર્ષણ બળની દિશા દર્શાવો.

પુસ્તક નીચે તરફ સરકવાનું શરૂ કરે છે, તેથી તેના પર લાગતા ઘર્ષણ બળની દિશા ઉપર તરફ (ગતિની વિરુદ્ધ દિશામાં) હશે.

૫. તમે સાબુના પાણીથી ભરેલી ડોલ (બાલદી) આકસ્મિક રીતે આરસના ભોંયતળિયા પર ઢોળો છો. આ ભીના ભોંયતળિયા પર તમારા માટે ચાલવું સરળ હશે કે મુશ્કેલ ? શા માટે ?

સાબુના પાણીથી ભરેલી ડોલ ઢોળવાને કારણે ભોંયતળિયું ચીકણું બનશે, જેના પર ચાલવું મુશ્કેલ હશે. આનું કારણ એ છે કે સાબુનું પાણી બે સપાટીઓ વચ્ચેના ઘર્ષણ બળને ઘટાડી દે છે, જેથી પકડ ઓછી થઈ જાય છે અને લપસી પડવાની શક્યતા વધી જાય છે.

૬. સમજાવો કે રમતવીરો ખીલીઓવાળા બૂટ (spike) કેમ પહેરે છે.

રમતવીરો ખીલીઓવાળા બૂટ પહેરે છે કારણ કે આ ખાંચાવાળા બૂટ-ચંપલના સોલ (sole) ભોંયતળિયા સાથે વધારે સારી રીતે પકડ (grip) જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે. આનાથી ઘર્ષણ વધે છે, જેના કારણે રમતવીરો લપસી પડતા નથી અને સુરક્ષિત રીતે ચાલી કે દોડી શકે છે.

૭. ઈકબાલને એક હલકા બૉક્સને ધક્કો મારવો છે અને સીમાને તે જ ભોંયતળિયા પર એક ભારે બૉક્સને ધક્કો મારવો છે. કોણે વધારે બળ લગાડવું પડશે અને શા માટે ?

સીમાને વધારે બળ લગાડવું પડશે. કારણ કે ઘર્ષણ બળ એ સપાટી પર લાગતા દબાણ પર આધાર રાખે છે. ભારે બૉક્સનું વજન વધુ હોવાથી તે ભોંયતળિયા પર વધુ દબાણ લગાડશે, જેના કારણે ઘર્ષણ બળ પણ વધારે લાગશે. આથી, ભારે બૉક્સને ખસેડવા માટે વધારે બળની જરૂર પડશે.

૮. સમજાવો ઃ સરકતું ઘર્ષણ એ સ્થિત ઘર્ષણ કરતાં શા માટે ઓછું હોય છે.

સ્થિત ઘર્ષણ ત્યારે અસ્તિત્વમાં આવે છે જ્યારે કોઈ પદાર્થને સ્થિર સ્થિતિમાંથી ગતિમાં લાવવાનો પ્રયત્ન કરવામાં આવે છે. જ્યારે સરકતું ઘર્ષણ ત્યારે અસ્તિત્વમાં આવે છે જ્યારે એક વસ્તુ બીજી વસ્તુ પર સરકતી હોય છે. જ્યારે કોઈ બૉક્સ સરકવાનું શરૂ કરે છે, ત્યારે તેની સપાટી પરના સંપર્ક બિંદુઓને ભોંયતળિયાની સપાટીના સંપર્ક બિંદુઓમાં ઘૂસી જવા માટે પૂરતો સમય મળતો નથી. આથી, સરકતું ઘર્ષણ એ સ્થિત ઘર્ષણ કરતાં ઓછું હોય છે, અને ગતિમાન પદાર્થની ગતિ ચાલુ રાખવી સ્થિર પદાર્થને ગતિમાં લાવવા કરતાં સરળ છે.

૯. દર્શાવો કે કેવી રીતે ઘર્ષણ મિત્ર અને શત્રુ બંને છે.

ઘર્ષણ - મિત્ર:

  • ઘર્ષણ વિના આપણે ચાલી કે લખી શકતા નથી.
  • તે વાહનોને ગતિ શરૂ કરવા, રોકવા, અને ગતિની દિશા બદલવામાં મદદ કરે છે.
  • બૂટ-ચંપલના સોલ અને વાહનોના ટાયર પર ખાંચા ઘર્ષણ વધારીને સલામતી પૂરી પાડે છે.
  • ઘર્ષણ વગર દીવાલમાં ખીલી ઠોકી શકાતી નથી કે ગાંઠ બાંધી શકાતી નથી.

ઘર્ષણ - શત્રુ:

  • ઘર્ષણને કારણે વસ્તુઓ, જેમ કે સ્ક્રૂ, બૉલ-બેરિંગ, અને બૂટ-ચંપલના સોલ ઘસાઈ જાય છે.
  • તે ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે, જેના કારણે મશીનોમાં ઊર્જાનો વ્યય થાય છે.
  • ઘર્ષણના કારણે કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે ઊંજણ (lubricants) નો ઉપયોગ કરવો પડે છે.

૧૦. સમજાવો : તરલમાં ગતિ કરતી વસ્તુઓનો આકાર શા માટે વિશિષ્ટ હોવો જોઈએ.

હવા, પાણી અને અન્ય પ્રવાહી જેવા તરલ પદાર્થો તેમાં ગતિ કરતી વસ્તુઓ પર ઘર્ષણ બળ લગાડે છે. આ બળને ઘસડાવું (drag) પણ કહે છે. આ ઘર્ષણ બળને દૂર કરવા માટે વસ્તુએ ઊર્જા ગુમાવવી પડે છે. તેથી, આ ઊર્જાનો વ્યય શક્ય તેટલો ઓછો થાય તે માટે પદાર્થોને વિશિષ્ટ આકાર આપવામાં આવે છે. પક્ષીઓ, માછલીઓ અને વિમાન જેવા વાહનોના આકાર વિશિષ્ટ રીતે રચવામાં આવે છે જેથી તરલ ઘર્ષણ ઘટી જાય.


વિસ્તૃત અભ્યાસ માટેની પ્રવૃત્તિઓ અને પ્રૉજેક્ટસ

  1. 1. તમારી પસંદગીની રમતમાં ઘર્ષણની શું ભૂમિકા છે ? આ રમતના થોડાં એવાં ચિત્રો એકત્ર કરો, જેમાં રમતી વખતે ઘર્ષણ મદદ કરે છે અથવા વિરોધ કરે છે. આ ચિત્રોને યોગ્ય શીર્ષક (caption) સાથે તમારા વર્ગખંડમાં બુલેટિન બૉર્ડ પર પ્રદર્શિત કરો.

    રૂપરેખા: આ પ્રવૃત્તિમાં, ફૂટબૉલ કે બાસ્કેટબોલ જેવી રમત પસંદ કરીને તેમાં ઘર્ષણની ભૂમિકા સમજાવવી. ઉદાહરણ તરીકે, ફૂટબૉલમાં ખેલાડીના બૂટ અને મેદાન વચ્ચેનું ઘર્ષણ તેને દોડવામાં મદદ કરે છે, જ્યારે દડા અને મેદાન વચ્ચેનું ઘર્ષણ દડાની ગતિને ધીમી પાડે છે. આના ચિત્રો એકત્ર કરીને બુલેટિન બોર્ડ પર પ્રદર્શિત કરવા.

  2. 2. કલ્પના કરો કે ઘર્ષણ એકાએક અદૃશ્ય થઈ જાય છે. આનાથી જીવનમાં કેવી અસરો થશે. આવી દસ પરિસ્થિતિઓની યાદી બનાવો.

    રૂપરેખા: જો ઘર્ષણ અદૃશ્ય થઈ જાય તો નીચે મુજબની પરિસ્થિતિઓ સર્જાઈ શકે છે:

    1. ચાલી કે દોડી શકાશે નહીં.
    2. પેન કે પેન્સિલથી લખી શકાશે નહીં.
    3. વાહનોની ગતિ શરૂ થઈ શકશે નહીં, તેમને રોકી શકાશે નહીં, અને તેમની દિશા બદલી શકાશે નહીં.
    4. સામાનને પકડી રાખવો અશક્ય બનશે.
    5. ઈમારતોનું નિર્માણ થઈ શકશે નહીં.
    6. ગાંઠ બાંધી શકાશે નહીં.
    7. કોઈ પણ વસ્તુ ક્યારેય સ્થિર થશે નહીં.
    8. ખોરાક ચાવી શકાશે નહીં.
    9. ચોકથી બ્લેકબોર્ડ પર લખી શકાશે નહીં.
    10. મીણબત્તી સળગાવી શકાશે નહીં.

  3. 3. કોઈ એવી દુકાનની મુલાકાત લો, જે રમત માટેનાં જૂતાં વેચે છે. જુદી જુદી રમતો માટેનાં જૂતાંનાં તળિયાં(Sole)નું અવલોકન કરો. તમારા અવલોકનો વર્ણવો.

    રૂપરેખા: રમત માટેનાં જૂતાં વેચતી દુકાનની મુલાકાત લઈને ક્રિકેટ, ફૂટબૉલ, દોડ, અને બાસ્કેટબૉલ જેવા ખેલ માટેના જૂતાંના તળિયાનું અવલોકન કરવું. અવલોકનમાં નોંધવું કે ફૂટબૉલના જૂતાંમાં ખીલીઓ હોય છે જેથી મેદાનમાં સારી પકડ મળે, જ્યારે દોડવાના જૂતાંના તળિયામાં પણ વિશિષ્ટ ખાંચાઓ હોય છે. આ બધાનું કારણ ઘર્ષણ વધારવાનું છે.

  4. 4. એક રમકડું બનાવો – માચીસની એક ખાલી પેટી લો. તેની ટ્રે બહાર કાઢો. નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ કોઈ બોલપેનની વપરાયેલી રિફીલ લઈને તેને ટ્રૅની પહોળાઈ જેટલી કાપો. રિફીલને આકૃતિ 9.18માં દર્શાવ્યા મુજબ બે પિનોની મદદથી ટ્રૅના ઉપરના ભાગમાં લગાવો. ટ્રેની સામસામેની બાજુ પર બે છિદ્રો બનાવો. ધ્યાન રાખો કે છિદ્ર એટલા મોટા હોવા જોઈએ કે જેથી દોરીને છિદ્રોમાંથી સરળતાથી પસાર કરી શકાય. એક મીટર લાંબી દોરી લઈને તેને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે છિદ્રોમાંથી પસાર કરો. દોરીના બે છેડે મણકા બાંધી દો જેથી તે ટ્રેના છિદ્રમાંથી બહાર ન નીકળી જાય. હવે ટ્રેમાં માચીસની પેટીનું ઢાંકણું લગાવી દો. માચીસની પેટી દોરીથી લટકાવો. દોરીને ઢીલી છોડી દો. માચીસની પેટી ગુરુત્વ બળને કારણે નીચે પડવાનું શરૂ કરશે. હવે દોરીને કસીને બાંધી દો અને જુઓ શું થાય છે. તમારું અવલોકન સમજાવો. શું તમે તેને ઘર્ષણ સાથે સાંકળી શકો ?

    રૂપરેખા: આ પ્રવૃત્તિમાં, વિદ્યાર્થીઓએ માચીસની પેટીમાંથી રમકડું બનાવીને અવલોકન કરવું. જ્યારે દોરી ઢીલી હોય ત્યારે માચીસની પેટી સરળતાથી નીચે પડશે. પરંતુ, જ્યારે દોરીને કસીને બાંધવામાં આવશે ત્યારે દોરી અને રિફિલ વચ્ચે ઘર્ષણ લાગશે, જેના કારણે માચીસની પેટી ધીમી પડશે અથવા સ્થિર થઈ જશે. આ ઘર્ષણ ગુરુત્વ બળનો વિરોધ કરશે.