एक छड़ को दो स्थिर अवलंबों के बीच रखा जाता है और इसे गर्म किया जाता है। छड़ पर किस प्रकार का प्रतिबल विकसित होता है?

अवधारणा:

प्रतिबल

• जब किसी बाहरी बल को किसी सामग्री पर लगाया जाता है तो वह विकृत हो जाती है।
• इस विरूपण के कारण, सामग्री में एक आंतरिक प्रतिरोध बल विकसित होता है।
• प्रति इकाई अनुप्रस्थ काट क्षेत्र की इस आंतरिक प्रतिरोध बल को प्रतिबल कहा जाता है।

\(\Rightarrow σ=\frac{P}{A}\)

जहाँ σ = प्रतिबल, P = लागू भार और A = अनुप्रस्थ काट क्षेत्र

• प्रतिबल के प्रकार

• 
  तापीय विस्तार: सामग्री तापन के दौरान फैलती है और अधिक स्थान प्राप्त करने की कोशिश करती है।

उदाहरण के लिए जब एक छड़ को गर्म किया जाता है, तो इसकी लंबाई बढ़ जाती है और यह इस प्रकार होगी-

   ∆l = α ∆T L

जहां, α - रैखिक तापीय प्रसार गुणांक

                ∆T - तापमान में वृद्धि

                L - छड़ की वास्तविक लंबाई

• यहां, छड़ को दो स्थिर अवलंबों के बीच रखा जाता है और इसे गर्म किया जाता है, और जैसा कि हम जानते हैं कि धातुएं तापन पर विस्तार करती हैं।

इसलिए, छड़ का विस्तार होगा और अवलंब पर बल बढ़ जाएगा।

मुक्त निकाय आरेख

यहाँ, F₁ = छड़ पर अवलंब द्वारा कार्य करनेवाला बल और F₂ = अवलंब पर छड़ द्वारा कार्य करनेवाला बल

• अवलंब छड़ को विस्तारित होने से रोकेगा और छड़ अवलंब पर बल लगाएगा और न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार छड़ पर भी बल कार्य करेगा।
• इसलिए, एक संपीड़क बल छड़ पर कार्य करता है। इसलिए विकल्प 1 सही है।