Physics Class 11
🔰 भूमिका (Introduction)
Fluids यानी ऐसे पदार्थ (matter) जो बह सकते हैं – जैसे पानी, तेल, हवा। Fluids में दो states आती हैं:
- Liquids (तरल जैसे पानी)
- Gases (वायु जैसे हवा, भाप)
इस अध्याय में हम सीखेंगे:
- Fluids पर pressure कैसे काम करता है?
- Fluid के अंदर कौन-कौन सी forces होती हैं?
- Bernoulli’s Principle, Pascal’s Law क्या है?
- और ये सब real life में कैसे use होते हैं।
1️⃣ Fluids क्या होते हैं?
Fluids ऐसे substances होते हैं जिनका definite shape नहीं होता और जो आसानी से flow कर सकते हैं।
🧪 Examples:
- Liquid: Water, oil, milk
- Gas: Air, steam, helium
➡️ Fluids पर applied forces और उनके reactions को समझने के लिए इस chapter में कुछ key concepts आते हैं।
2️⃣ Pressure in Fluids – द्रव में दाब
Pressure का मतलब होता है किसी surface पर perpendicular force per unit area: Pressure=ForceArea\text{Pressure} = \frac{Force}{Area}
🔸 SI Unit: Pascal (Pa) = N/m²
➡️ Fluids में pressure depth के साथ बढ़ता है। P=hρgP = h \rho g
जहाँ:
- hh = depth
- ρ\rho = density
- gg = acceleration due to gravity
📌 Real-life example:
Swimming pool में नीचे उतरते जाते हो तो कानों पर दबाव बढ़ता है — यही है fluid pressure!
3️⃣ Pascal’s Law – पास्कल का नियम
Statement:
“Fluids में लगाया गया pressure हर दिशा में समान रूप से फैलता है।”
🔧 Applications:
- Hydraulic lift (कार उठाने वाली machine)
- Hydraulic brakes
🧠 Simple example:
Syringe में दबाव डालो — दवाई बाहर आएगी।
4️⃣ Buoyancy (उपथलन बल)
जब किसी object को fluid में डुबोया जाता है, तो उस पर एक upward force लगता है — उसे कहते हैं Buoyant Force.
🛶 Example:
कश्ती पानी में तैरती है क्योंकि पानी उसे एक upward force देता है।
5️⃣ Archimedes’ Principle – आर्किमिडीज का सिद्धांत
Statement:
“जब कोई वस्तु किसी fluid में डूबी होती है, तो उस पर upward buoyant force लगता है जो कि विस्थापित fluid के weight के बराबर होता है।”
📌 Uses:
- Ship design
- Submarine working
- Water displacement method से volume निकालना
6️⃣ Density और Relative Density
Density=MassVolume\text{Density} = \frac{Mass}{Volume}
SI Unit: kg/m³
➡️ Relative Density = (Density of substance) / (Density of water)
🔎 Use: कोई वस्तु पानी में तैरेगी या डूबेगी, यह density पर depend करता है।
7️⃣ Streamline Flow और Turbulent Flow
- Streamline Flow: Smooth और ordered flow (e.g., पानी की नली से बहता पानी)
- Turbulent Flow: Irregular और chaotic (e.g., नदी में बाढ़ का पानी)
8️⃣ Viscosity – चिपचिपाहट
Viscosity वो property होती है जो बताती है कि fluid बहने में कितना resist करता है।
➡️ ज्यादा viscosity = कम flow
🧪 Example: Honey vs. Water
🔸 SI Unit: Pa·s
9️⃣ Stokes’ Law
Falling object पर fluid एक viscous force लगाता है: F=6πηrvF = 6 \pi \eta r v
जहाँ:
- η\eta = viscosity
- rr = radius
- vv = velocity
📌 Example: बारिश की बूंदें धीरे गिरती हैं क्योंकि वायु उन्हें resist करती है।
🔟 Terminal Velocity
जब एक falling object पर net force zero हो जाता है और वह constant speed से गिरता है, उसे कहते हैं Terminal Velocity.
🧪 Example: Skydiver एक stage के बाद constant speed से नीचे आता है।
1️⃣1️⃣ Bernoulli’s Theorem
Statement:
“Fluids के steady flow में total mechanical energy (Pressure energy + Kinetic energy + Potential energy) constant रहती है।” P+12ρv2+ρgh=ConstantP + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{Constant}
🔧 Applications:
- Aeroplane lift
- Atomizer (perfume spray)
- Chimney smoke suction
✅ Real-life Examples:
| Concept | Example |
|---|---|
| Pascal’s Law | Hydraulic Jack |
| Archimedes’ Principle | Ship floating |
| Bernoulli’s Theorem | Airplane wings |
| Viscosity | Honey vs Water |
| Terminal Velocity | Rain drops |
🧠 Summary Table
| Quantity | Symbol | Unit | Meaning |
|---|---|---|---|
| Pressure | P | Pascal | Force per area |
| Density | ρ | kg/m³ | Mass per volume |
| Buoyant Force | – | N | Upward force |
| Viscosity | η | Pa·s | Resistance to flow |
❓FAQs – Mechanical Properties of Fluids
Q1: Fluids और Liquids में क्या फर्क है?
👉 Liquids एक type का fluid होते हैं। Fluids में gases भी आते हैं।
Q2: क्या gases पर भी Pascal’s law लागू होता है?
👉 हां, gases भी fluids हैं, उन पर भी समान रूप से pressure distribute होता है।
Q3: Archimedes Principle का proof क्या है?
👉 जब object को fluid में डुबाया जाता है, तो वो fluid को displace करता है — displacement के weight जितना force ऊपर लगता है।
Q4: क्या airplane Bernoulli’s theorem पर उड़ता है?
👉 हां, wing design Bernoulli’s theorem के principle पर आधारित होता है।
Q5: क्यों honey जल्दी नहीं बहता?
👉 क्योंकि उसकी viscosity पानी से ज़्यादा होती है।
📌 निष्कर्ष (Conclusion)
Fluids का behaviour समझना बहुत important है – चाहे वो engineering हो, space science हो या daily life. ये concepts ना सिर्फ theoretical हैं बल्कि practical world में भी deeply embedded हैं।
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