MPSC Combine Science Master Notes (Part 1)

उपयोजित भौतिकशास्त्र: प्रगत यांत्रिक नियम व परिमाणे

१. यु-ट्युब मॅनोमीटर (Manometer) विरूद्ध बॅरोमीटर कार्यपद्धती

• अंतर्गत दाब मापन: बंदिस्त वायू किंवा औद्योगिक पाईपलाईन मधील द्रवाचा अंतर्गत दाब अचूक मोजण्यासाठी मॅनोमीटरचा वापर केला जातो. हे उपकरण यू-आकाराच्या नळीतील प्रवाही स्तंभाच्या उंचीतील फरकावरून दाब मोजते.
• वातावरणीय दाब: याउलट, टॉरिसेली यांनी शोधलेले बॅरोमीटर हे केवळ उघड्या वातावरणाचा हवा दाब (Absolute Atmospheric Pressure) मोजण्यासाठी वापरले जाते, ज्यामध्ये पाऱ्याची पातळी अचानक घटल्यास वादळाचा संकेत मिळतो.

२. व्हिस्कोमीटर (Viscometer) व प्रवाहाचा वहन दर सिद्धांत

• ▼ अंतर्गत घर्षण रोध: द्रव पदार्थांची स्निग्धता म्हणजेच त्यांच्या वाहण्याचा अंतर्गत रोध (Viscosity) मोजण्यासाठी व्हिस्कोमीटरचा वापर केला जातो. गतीमध्ये असणाऱ्या द्रवाचा पाईपमधील प्रत्यक्ष वहन दर मोजण्यासाठी बर्नोलीच्या सिद्धांतावर (Bernoulli's Principle) आधारित व्हेंच्युरीमीटर का वापर केला जातो.

१. पूर्ण अंतर्गत परावर्तन (TIR) व हिऱ्याची चकाकी

• क्रिटिकल कोन मर्यादा: हिऱ्याचा अपवर्तनांक खूप जास्त (२.४२) असतो. त्याच्या विशिष्ट पैलू पाडलेल्या रचनेमुळे आत गेलेला प्रकाश बाहेर पडण्यापूर्वी अनेक वेळा पूर्ण अंतर्गत परावर्तित (Total Internal Reflection) होतो, ज्यामुळे हिरा तीव्र चकाकतो. वाळवंटातील मृगजळ (Mirage) आणि ओप्टिकल फायबर याच पाश तत्त्वावर कार्य करतात.

२. पाण्याचे असंगत आचरण (Anomalous Expansion of Water)

• ४°C घनता कमाल मर्यादा: पाण्याचे तापमान ०°C वरून वाढवल्यास ४°C पर्यंत त्याचे प्रसरण न होता आकुंचन होते आणि आकारमान घटते. ४°C ला पाण्याची घनता सर्वाधिक (१ g/cm³) असते. ४°C च्या पुढे तापमान वाढवल्यास पाणी सामान्य द्रवाप्रमाणे प्रसरण पावते. या असंगत आचरणामुळे अतिथंड प्रदेशात तलावाचा वरचा थर गोठला तरी खालील पाण्याचे तापमान ४°C राहून जलचर सजीव जिवंत राहतात.