menu_bookRBSE · विज्ञान (Science) · अध्याय 12

घर्षण

Friction

schedule~30 मिनट

downloadDownload TopperApp Free सभी नोट्स

Image: Friction Animation 2 Blocks by Casint / Wikimedia Commons, source, CC BY-SA 4.0

घर्षण (Friction)

एक नज़र में:

घर्षण वह बल है जो दो सतहों के आपस में संपर्क में आने पर उनकी गति का विरोध करता है। यह हमारे दैनिक जीवन में अनेक कार्यों में सहायक भी है और कई बार समस्याएँ भी उत्पन्न करता है। इस अध्याय में घर्षण के प्रकार, इसके कारण, प्रभाव, नियंत्रण तथा महत्व को विस्तार से समझाया गया है।

Friction is the force that opposes the motion of objects when two surfaces are in contact. It helps us in many daily activities but can also cause problems. This chapter explains types, causes, effects, control, and importance of friction.

📌 अध्याय का परिचय (Introduction to the Chapter)

क्या आपने कभी सोचा है कि चलते समय हमारे पैर क्यों नहीं फिसलते? क्यों गेंद घास पर जल्दी रुक जाती है, जबकि फर्श पर दूर तक चली जाती है? या फिर क्यों ब्रेक लगाने पर साइकिल रुक जाती है? इन सभी घटनाओं के पीछे एक अदृश्य बल कार्य करता है, जिसे हम 'घर्षण' कहते हैं।

Have you ever wondered why our feet don’t slip while walking, why a ball stops sooner on grass than on a smooth floor, or why a bicycle stops when brakes are applied? The invisible force behind all these is ‘friction’.

इस अध्याय में आप जानेंगे:

घर्षण क्या है और यह कैसे कार्य करता है?
घर्षण के प्रकार
घर्षण के लाभ और हानियाँ
घर्षण को घटाने या बढ़ाने के तरीके
घर्षण का दैनिक जीवन में महत्व

In this chapter, you will learn: What is friction and how does it work? Types of friction, advantages and disadvantages, ways to increase or decrease friction, and its importance in daily life.

परीक्षा की दृष्टि से यह अध्याय महत्वूपर्ण है क्योंकि इसमें से अक्सर एकाधिक वस्तुनिष्ठ व लघु तथा दीर्घ उत्तरीय प्रश्न पूछे जाते हैं।

This chapter is important for exams as it often contains both objective and descriptive questions.

📖 मुख्य विषयवस्तु (Main Topics)

1. घर्षण क्या है? (What is Friction?)

परिभाषा (Definition): जब दो सतहें आपस में संपर्क में आती हैं और एक-दूसरे के सापेक्ष गति करने का प्रयास करती हैं, तो उनके बीच एक बल उत्पन्न होता है जो गति का विरोध करता है, इसे घर्षण बल कहते हैं।

When two surfaces are in contact and try to move relative to each other, a force arises that opposes the motion. This force is called friction.

उदाहरण (Examples):

फर्श पर स्लाइडिंग टेबल
सड़क पर चलते वाहन
पेन्सिल से लिखना

Sliding a table on the floor, vehicles moving on road, writing with a pencil.

[Diagram: दो सतहों के बीच बलों का चित्रण, जिसमें एक बॉक्स पर फोर्स लगाया जा रहा है, और घर्षण बल विपरीत दिशा में दिखाया गया है। (Diagram: A box on a surface, with applied force arrow to the right, and friction force arrow to the left.)]

2. घर्षण का कारण (Cause of Friction)

मुख्य कारण:

सभी ठोस सतहें सूक्ष्म स्तर पर असमतल (अपरिष्कृत) होती हैं, जिनमें उभार (असमानता) होती है।
जब ये सतहें संपर्क में आती हैं, तो उनके सूक्ष्म उभार आपस में फँस जाते हैं, जिससे गति का विरोध होता है।

The main reason is that all solid surfaces are rough at microscopic level. When they come in contact, their irregularities interlock, opposing motion.

[Diagram: सतहों की सूक्ष्म असमानता का चित्रण (Diagram: Close-up showing irregularities of two surfaces interlocking)]

3. घर्षण के प्रकार (Types of Friction)

(A) स्थैतिक घर्षण (Static Friction)

परिभाषा: यह वह घर्षण बल है, जो तब कार्य करता है जब कोई वस्तु स्थिर है और उस पर गति लगाने का प्रयास किया जाता है।

The frictional force which acts when an object is at rest and we try to move it.

विशेषता:

यह अधिकतम होता है।
जब तक वस्तु चलना शुरू नहीं करती, तब तक यह बल कार्य करता है।

It is maximum and acts until the object just starts moving.

(B) गत्यात्मक घर्षण (Kinetic Friction)

परिभाषा: जब वस्तु चलने लगती है, तो उस पर कार्य करने वाला घर्षण गत्यात्मक घर्षण कहलाता है।

Friction acting on a moving object is called kinetic friction.

यह दो प्रकार का होता है:

सरलीय घर्षण (Sliding Friction) – जब कोई वस्तु दूसरी सतह पर सरकती है।
लुढ़कन घर्षण (Rolling Friction) – जब कोई वस्तु दूसरी सतह पर लुढ़कती है।

1. Sliding Friction: When an object slides over a surface. 2. Rolling Friction: When an object rolls over a surface.

घर्षण का आपसी संबंध: स्थैतिक घर्षण > सरलीय घर्षण > लुढ़कन घर्षण

Static friction > Sliding friction > Rolling friction

[Diagram: एक ब्लॉक को खींचने, सरकाने और लुढ़काने का चित्रण (Diagram: Pulling, sliding, and rolling a block on a surface)]

4. घर्षण के कारक (Factors Affecting Friction)

मुख्य कारक:

सतहों की प्रकृति (Nature of Surfaces):

खुरदरी सतह = अधिक घर्षण
चिकनी सतह = कम घर्षण

Rough surface = more friction, Smooth surface = less friction

संपर्क बल (Normal Force):

सतहों के बीच दाब जितना अधिक, घर्षण उतना अधिक।

Greater the normal force between surfaces, greater the friction.

सतह क्षेत्रफल (Surface Area):

सामान्य परिस्थितियों में घर्षण बल सतह क्षेत्रफल पर निर्भर नहीं करता।

Under normal circumstances, friction does not depend on area of contact.

उदाहरण:

रेत पर चलना कठिन, फर्श पर चलना आसान।

Walking on sand is difficult, on floor is easy.

5. घर्षण बल का मात्रक और सूत्र (Unit and Formula of Frictional Force)

मात्रक:

न्यूटन (N)

Unit: Newton

सूत्र (Formula): F = μN जहाँ, F = घर्षण बल (Frictional force) μ = घर्षण गुणांक (Coefficient of friction) N = सामान्य बल (Normal force)

घर्षण गुणांक (μ) क्या है?

यह दो सतहों के बीच घर्षण की मात्रा को दर्शाता है।
इसका मान सतहों के प्रकार पर निर्भर करता है।

It shows how much friction exists between two surfaces and depends on their nature.

6. घर्षण के लाभ (Advantages of Friction)

चलने, दौड़ने, चढ़ने में मदद करता है।
वाहन सड़क पर चल सकते हैं।
बैलगाड़ी के पहिये घूमते हैं।
माचिस जलाना, कील ठोकना, किताब पर लिखना संभव होता है।
ब्रेक लगाने पर वाहन रुक जाते हैं।

Friction helps us to walk, run, climb, vehicles to move on roads, wheels to rotate, to light a matchstick, hammer a nail, write on paper, stop vehicles by applying brakes.

7. घर्षण के हानिकारक प्रभाव (Disadvantages/Harms of Friction)

मशीनों के भाग घिस जाते हैं।
ऊर्जा की हानि (घर्षण से ऊष्मा उत्पन्न होती है)।
अधिक ईंधन की खपत।
आवाज और कंपन।
गति में बाधा।

It wears out machine parts, causes loss of energy (as heat), more fuel consumption, noise & vibration, and hinders motion.

8. घर्षण को बढ़ाने एवं घटाने के उपाय (Methods to Increase and Decrease Friction)

(A) घर्षण बढ़ाने के तरीके (Ways to Increase Friction):

सतहों को खुरदरा बनाना (Roughening surfaces)
टायरों पर ग्रूव बनाना (Making grooves on tyres)
जूतों के तलवे पर डिजाइन (Soles of shoes with patterns)
सैंडपेपर का प्रयोग (Using sandpaper)

(B) घर्षण घटाने के तरीके (Ways to Reduce Friction):

चिकनाई (Lubrication): तेल, ग्रीस, ग्रेफाइट आदि का प्रयोग
बॉल बेयरिंग्स का प्रयोग (Using ball bearings)
सतहों को पॉलिश करना (Polishing surfaces)
हवा के गद्दे (Air cushions)
रोलिंग का प्रयोग (Using rolling instead of sliding)

[Diagram: चिकनाई, बॉल बेयरिंग्स, और खुरदरी सतह का चित्रण (Diagram: Oil between gears, ball bearings in wheels, rough and smooth surfaces)]

9. घर्षण का दैनिक जीवन में महत्व (Importance of Friction in Daily Life)

बिना घर्षण के चलना, वस्तुओं को पकड़ना, लिखना, ब्रेक लगाना, आदि असंभव होता।
घर्षण के कारण ही वस्तुएँ रुकती हैं, नहीं तो सब फिसलती रहतीं।

Without friction, walking, holding things, writing, applying brakes, etc. would be impossible. Things would keep slipping and never stop.

10. घर्षण और ऊष्मा (Friction and Heat)

घर्षण के कारण सतहें गर्म हो जाती हैं।
मशीनों में घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा हानिकारक होती है।
ब्रेक लगाने पर ब्रेक शूज गर्म हो जाते हैं।

Friction produces heat. In machines, this heat is harmful. Brakes get hot when applied.

11. द्रवों एवं गैसों में घर्षण (Friction in Fluids – Drag/Air Resistance)

द्रव (जैसे पानी, हवा) में चलने पर भी घर्षण बल लगता है, जिसे ड्रैग (Drag) या प्रतिरोध (Resistance) कहते हैं।
ड्रैग को कम करने के लिए वस्तुओं का आकार streamlined बनाया जाता है।

When moving through fluids (water or air), friction acts as drag or resistance. Objects are streamlined to reduce drag.

[Diagram: streamlined fish, car, airplane]

✏️ सॉल्व्ड उदाहरण (Solved Examples)

उदाहरण 1: एक 10 किग्रा के बॉक्स को फर्श पर खींचा जा रहा है। यदि घर्षण गुणांक (μ) 0.4 है, तो घर्षण बल ज्ञात करें।

A 10 kg box is pulled on the floor. If coefficient of friction μ = 0.4, find frictional force.

हल: दिया गया: मास (m) = 10 किग्रा गुरुत्वाकर्षण त्वरण (g) = 10 m/s² (सरलीकरण हेतु) N = m × g = 10 × 10 = 100 N F = μN = 0.4 × 100 = 40 N उत्तर: घर्षण बल = 40 N

उदाहरण 2: क्यों रोलिंग घर्षण, सरलीय घर्षण से कम होता है?

Why is rolling friction less than sliding friction?

उत्तर: रोलिंग घर्षण में सतहों के बीच संपर्क क्षेत्र बहुत कम होता है, जिससे सूक्ष्म उभार कम आपस में फँसते हैं। अतः घर्षण कम होता है।

In rolling, contact area is much less, so irregularities interlock less, resulting in less friction.

उदाहरण 3: मशीन की कार्यक्षमता बढ़ाने के लिए कौन-कौन से उपाय किए जाते हैं?

What methods are used to increase efficiency of machines?

उत्तर:

चिकनाई का प्रयोग
बॉल बेयरिंग्स का प्रयोग
मशीन के पार्ट्स को पॉलिश करना

Use of lubricants, ball bearings, and polishing machine parts.

उदाहरण 4: साइकिल ब्रेक लगाने पर क्यों रुक जाती है?

Why does a bicycle stop when brakes are applied?

उत्तर: ब्रेक लगाने पर ब्रेक शूज और पहिए के बीच घर्षण बल बढ़ जाता है, जो पहिए की गति का विरोध करता है और साइकिल रुक जाती है।

Applying brakes increases friction between brake shoes and wheel, opposing motion and stopping the bicycle.

🧠 महत्वपूर्ण बिंदु (Key Points)

घर्षण बल दो सतहों के बीच गति का विरोध करता है।

Friction opposes motion between two surfaces.

घर्षण के कारण ही हम चल पाते हैं, लिख पाते हैं, व ब्रेक लगा सकते हैं।

Friction allows us to walk, write, and apply brakes.

स्थैतिक घर्षण, गत्यात्मक घर्षण से अधिक होता है।

Static friction is more than kinetic friction.

लुढ़कन घर्षण, सरलीय घर्षण से कम होता है।

Rolling friction is less than sliding friction.

घर्षण का मात्रक न्यूटन (N) है।

Friction is measured in Newtons.

घर्षण गुणांक (μ) सतहों की प्रकृति पर निर्भर करता है।

Coefficient of friction depends on nature of surfaces.

चिकनाई, बॉल बेयरिंग्स आदि से घर्षण कम किया जा सकता है।

Friction can be reduced by lubricants, ball bearings, etc.

मशीनों में घर्षण से ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिससे भाग घिसते हैं।

Friction causes heat and wear in machines.

द्रवों में घर्षण को ड्रैग कहते हैं, जिसे कम करने के लिए streamlined आकार होता है।

Friction in fluids is called drag, reduced using streamlined shapes.

घर्षण के बिना दैनिक जीवन असंभव हो जाता।

Life would be impossible without friction.

⚠️ सामान्य गलतियाँ (Common Mistakes Table)

| क्रमांक (No.) | गलती (Mistake) | सुधार/समझ (Correction/Understanding) | |---------------|----------------------------------------------------|----------------------------------------------------------| | 1 | घर्षण हमेशा हानिकारक है। | यह लाभकारी भी है, जैसे चलना, लिखना, ब्रेक लगाना। | | 2 | घर्षण सतह क्षेत्रफल पर निर्भर करता है। | सामान्य घर्षण सतह क्षेत्रफल पर निर्भर नहीं करता। | | 3 | रोलिंग घर्षण, सरलीय घर्षण से अधिक होता है। | रोलिंग घर्षण हमेशा कम होता है। | | 4 | चिकनाई से घर्षण बढ़ता है। | चिकनाई घर्षण को कम करती है। | | 5 | सभी सतहें पूरी तरह चिकनी होती हैं। | सूक्ष्म स्तर पर सभी सतहें असमतल होती हैं। | | 6 | घर्षण केवल ठोस वस्तुओं में होता है। | द्रवों और गैसों में भी घर्षण (ड्रैग) होता है। | | 7 | स्थैतिक घर्षण, गत्यात्मक घर्षण से कम होता है। | स्थैतिक घर्षण अधिक होता है। | | 8 | घर्षण का मात्रक ग्राम है। | सही मात्रक न्यूटन (N) है। | | 9 | ब्रेक लगाने से घर्षण कम होता है। | ब्रेक लगाने से घर्षण बल बढ़ता है। | | 10 | घर्षण को पूरी तरह समाप्त किया जा सकता है। | इसे केवल कम किया जा सकता है, पूरी तरह समाप्त नहीं। |

📝 RBSE परीक्षा प्रश्न (Exam Questions)

1-अंक (1-mark)

घर्षण क्या है?

What is friction?

घर्षण का मात्रक क्या है?

What is the unit of friction?

घर्षण गुणांक (μ) किसे कहते हैं?

What is coefficient of friction?

दैनिक जीवन में घर्षण का एक लाभ लिखिए।

Write one advantage of friction in daily life.

रोलिंग घर्षण किसे कहते हैं?

What is rolling friction?

2-अंक (2-mark)

घर्षण के दो लाभ और दो हानियाँ लिखिए।

Write two advantages and two disadvantages of friction.

मशीनों में घर्षण घटाने के दो उपाय लिखिए।

Write two ways to reduce friction in machines.

स्थैतिक घर्षण और गत्यात्मक घर्षण में अंतर लिखिए।

Differentiate between static and kinetic friction.

ड्रैग (drag) क्या है?

What is drag?

चिकनाई (lubrication) घर्षण को कैसे प्रभावित करती है?

How does lubrication affect friction?

5-अंक (5-mark)

घर्षण क्या है? इसके प्रकार तथा दैनिक जीवन में महत्व स्पष्ट कीजिए।

What is friction? Explain its types and importance in daily life.

घर्षण के लाभ एवं हानियों का वर्णन कीजिए।

Describe advantages and disadvantages of friction.

घर्षण को बढ़ाने एवं घटाने के उपाय विस्तार से समझाइए।

Explain in detail the methods to increase and decrease friction.

"यदि घर्षण न हो तो हमारा जीवन कैसा होगा?" – इस कथन की व्याख्या कीजिए।

Explain: “What would happen if there were no friction in our life?”

द्रवों में घर्षण (ड्रैग) तथा उसे कम करने के उपाय समझाइए।

Explain friction in fluids (drag) and methods to reduce it.

🔚 संक्षिप्त सारांश (Summary)

घर्षण एक आवश्यक एवं सर्वव्यापी बल है, जो सतहों के बीच गति का विरोध करता है।
यह हमारे जीवन में अनेक कार्यों के लिए आवश्यक है, किंतु कई बार यह हानिकारक भी बन जाता है।
घर्षण के प्रकार, कारण, नियंत्रण के उपाय, तथा दैनिक जीवन में इसका महत्व जानना परीक्षाओं और व्यवहारिक जीवन दोनों के लिए उपयोगी है।

Friction is an essential and omnipresent force that opposes motion between surfaces. It is both useful and sometimes harmful in our lives. Understanding its types, causes, control methods, and importance is helpful for both exams and practical life.

[End of Notes]

मुख्य बिंदु (Key Points)

घर्षण वह बल है जो संपर्क में आई दो सतहों के बीच आपेक्षिक गति का विरोध करता है।
घर्षण हमेशा वस्तु की गति के विपरीत दिशा में कार्य करता है।
मुख्यतः घर्षण के चार प्रकार होते हैं: स्थैतिक, सरकने वाला, लुढ़कने वाला और द्रव घर्षण।
स्थैतिक घर्षण वह घर्षण है जब कोई वस्तु स्थिर होती है।
सरकने वाला घर्षण तब होता है जब कोई वस्तु दूसरी सतह पर सरकती है।
लुढ़कने वाला घर्षण तब होता है जब कोई वस्तु सतह पर लुढ़कती है।
द्रव घर्षण वह प्रतिरोध है जो द्रव (तरल या गैस) वस्तुओं की गति के दौरान उत्पन्न करते हैं।
घर्षण सतहों के रगड़ने के कारण ऊष्मा उत्पन्न करता है।
घर्षण को सतहों को खुरदरा बनाकर बढ़ाया जा सकता है।
घर्षण को तेल या ग्रीस जैसे स्नेहकों का उपयोग करके घटाया जा सकता है।
घर्षण चलने, लिखने और वस्तुओं को पकड़ने के लिए आवश्यक है।
घर्षण बल (F) का सूत्र है: F = μN, जहाँ μ घर्षण गुणांक और N अभिलंब बल है।

Key Points

Friction is a force that opposes the relative motion between two surfaces in contact.
Friction always acts in the direction opposite to the motion of the object.
There are mainly four types of friction: static, sliding, rolling, and fluid friction.
Static friction is the friction present when an object is not moving.
Sliding friction occurs when an object slides over another surface.
Rolling friction occurs when an object rolls over a surface.
Fluid friction is the resistance offered by fluids (liquids or gases) to the motion of objects through them.
Friction produces heat due to the rubbing of surfaces.
Friction can be increased by making surfaces rougher.
Friction can be reduced by using lubricants like oil or grease.
Friction is necessary for walking, writing, and holding objects.
Frictional force (F) is given by: F = μN, where μ is the coefficient of friction and N is the normal force.

इंटरैक्टिव अभ्यास (MCQ)

घर्षण हमेशा गति के किस दिशा में कार्य करता है?

कौन सा बल किसी वस्तु की सतह पर गति का विरोध करता है?

निम्नलिखित में से कौन सी सतह सबसे अधिक घर्षण उत्पन्न करेगी?

किस प्रकार का घर्षण वस्तु के चलने से ठीक पहले होता है?

घर्षण का SI मात्रक क्या है?

App में अगला अध्याय / पूरा कोर्स

घर्षण lock

घर्षण (Friction) एक नज़र में: घर्षण वह बल है जो दो सतहों के आपस में संपर्क में आने पर उनकी गति का विरोध करता है। यह हमारे दैनिक जीवन में अनेक कार्यों में सहायक…

schedule ~30 मिनट

smartphoneApp में पढ़ें