व्यवहारात आपण बल, शक्ती, ताकद हे शब्द समान अर्थी वापरतो. फुटबॉल, क्रिकेट, कुस्ती यांसारख्या खेळात ‘बलाचे’ अस्तित्व आपण अनुभवतो. शारीरिक कष्ट करताना आपण शक्ती, ताकद हे शब्द सर्रास वापरतो. पण भौतिकशास्त्रात ‘बल’ ही एक विशिष्ट राशी आहे. या राशीला अनेक हजार वर्षांचा इतिहास आहे.

    बलाचे नियंत्रण करून गती निर्माण करणे, हा विषय अनेक शास्त्रज्ञ व अभियंते (Engineers) यांचे अभ्यासाचे क्षेत्र आहे. या राशीच्या अभ्यासाच्या इतिहासात आर्किमिडीज, गॅलिलीओ, न्यूटन आणि आईन्स्टाईन यांची प्रयोगशीलता उल्लेखनीय आहे.

    बल या शब्दाचा प्रथम वापर आर्किमिडीजने केला. आर्किमिडीजच्या सिद्धांतात ‘ऊर्ध्वमुखी बल’ (apthrust) असा वापर केला आहे. आर्किमिडीजचा कालावधी आहे, २८७ बी.सी. ते २१२ बी.सी. इतका. त्यानंतर सुमारे १५०० वर्षानंतर गॅलिलिओ या शास्त्रज्ञाने ‘बल’ या राशीचे स्वरूप स्पष्ट केले. गॅलिलीओच्या प्रयोगांची आपण ओळख करून घेऊ या. वैज्ञानिक दृष्टिकोन आणि आधुनिक विज्ञानाचा पाया याच गॅलिलीओने घातला आहे.  गॅलिलीओचा कालावधी आहे, १५६४ ते १६४२ हा.

  • गॅलिलीओची प्रयोगशीलता

        ‘प्रयोगशीलता’ म्हणण्याचे कारण आपले म्हणणे, आपले निष्कर्ष हे ‘प्रत्यक्षाच्या कसोटीवर’ पारखून घेणे. दुसरी गोष्ट म्हणजे नव्या पद्धतीने गोष्टी करून पाहणे. जुनी पद्धत किंवा रूढी बदलण्यासाठी धैर्य लागते, चिकाटी लागते. हे सर्व गुणधर्म गॅलिलीओच्या ‘प्रयोगांची विश्वासार्हता’ आणि त्यांचे गणिताच्या साहाय्याने स्पष्टीकरण देणे यातून आपल्याला स्पष्ट होते.

    ‘बलाचे अस्तित्व’ समजण्यासाठी गॅलिलीओने अनेक प्रयोग केले. खूप वैचारिक संघर्ष केला. त्यापैकी एक प्रयोग आपण पाहू या.

    वरील आकृतीत दाखविल्याप्रमाणे पुस्तकांची चवड रचून त्यावर एक लाकडी सपाट फळी तिरकी ठेवली. फळीचे जमिनीवरील टोक सतरंजीवर टेकविले. फळीच्या वरच्या टोकावर एक खूण केली.

कृती :

१. फळीवरील खुणेपासून एक गोटी उतारावरून खाली सोडा. ही गोटी सतरंजीवर किती अंतरापर्यंत जाईल?

२. फळीच्या खालील सतरंजी काढून एक मार्बलचा सपाट पृष्ठभाग ठेवा. पुन्हा तीच गोटी फळीवरील खुणेपासून सोडून द्या. या वेळेस गोटी मार्बलवर किती अंतरापर्यंत जाईल?

३. आता मार्बल काढून काचेचा शीट (पृष्ठभाग) ठेवा. पुन्हा गोटी खुणेपासून घरंगळत सोडा. आता गोटी काचेच्या पृष्ठभागावर किती अंतर जाईल?

     निष्कर्ष – निरीक्षण : प्रत्येक वेळेस पृष्ठभाग बदलल्यावर गोटी जास्त अंतर जाते.

    असे का घडले? असा पृष्ठभाग कल्पना करू शकतो का? ज्यावरून गोटी न थांबता घरंगळत राहील. याच विचाराने गॅलिलीओचे मन व्यापून गेले. यावर गॅलिलीओच्या विचारातून निष्कर्ष निघाला तो असा –

    पृष्ठभाग किंवा वातावरण यांच्याकडून जोपर्यंत कोणताही ‘बाह्यप्रभाव’ गोटीवर क्रिया करीत नाही. तोपर्यंत गोटी सतत घरंगळत राहील. थांबणार नाही.

    किती वैशिष्ट्यपूर्ण निष्कर्ष! याच निष्कर्षाने न्यूटन या शास्त्रज्ञाला बलाचे अस्तित्व अभ्यासण्यास प्रवृत्त केले. न्यूटनने पृथ्वीवर घडणाऱ्या अनेक घटनांचा अभ्यास केला. जसे झाडावरून खाली पडणारे सफरचंद, वाऱ्याच्या गतीचे इतर पदार्थांच्या गतीवर होणारे परिणाम इ.

    यातूनच न्यूटनने संतुलित बल, असंतुलित बल, बाह्यबल, प्रयुक्तबल, क्रियाबल, प्रतिक्रियाबल यांचे अस्तित्व स्पष्ट केले. गतिविषयक नियम सिद्ध केले. बलाचे सूत्र दिले.

बल = वस्तुमान × वजन

आपले वजन (किंवा पदार्थांचे वजन) हेही बलच आहे, हे लक्षात आले असेल. वजनाचे Mks एकक ‘न्यूटन’ आहे.

    ‘बल’ या भौतिक राशीचे महत्त्व समजून घ्या, या पृथ्वीवर घडणाऱ्या घटनांचा सतत अभ्यास करा.

                       - रेखा मुळे

[email protected]

--------------