भौतिकी तुला


भौतिकी तुला ( Physical Balance)

संहत्याः मापनं तौलनञ्च भौतिक्या तुलया क्रियते ।  तुलायाम् अस्यां पित्तलदण्डः मध्यभागे क्षुरान्तस्य (knife edge) साहाय्येन  एकस्मिन् ऊर्ध्वाधरे आधारदण्डे स्थितो भवति  । ऊर्ध्वाधरदण्डश्चायं रिक्ताभ्यन्तरिके स्तम्बे स्थितेन हस्तकेनैकेन ऊर्ध्वम् अधः वा कर्तुं शक्यते । स्तम्भः स्थायिरूपेण काष्ठफलकेन संयुक्तौ भवति । काष्ठफलकञ्च अधोभागे एकस्मिन् तीक्ष्णाग्रके पित्तलकीलके चूलिकयोः साहाय्येन साधकसूत्रस्य ( Plumb Line )  दिक् नियम्यते ।
इमे चूलिके समतलकारिण्यौ चूलिके ( Levelling Screw ) इत्यभिधीयते । दण्डके द्वे पटले लम्ब्येते दण्डकस्य च द्वयोः शिरसः समीपे रोधिन्यौ स्तः । तयोः पुरस्सारणेन अपसारणेन वा तुलायाः दूरिक्रियते । इमेऽवरोधिन्यौ समतोलिकेऽवरोधिन्यौ ( Balancing Nuts ) इत्यभिधीयते ।

यदा तुलायाः  प्रयोगः न क्रियते तदा दण्डकः स्तम्भोपरि संयुक्तपित्तलाधारेण तिष्ठति पटले च अधः स्थितं फलकं प्रायशः स्पृशतः । दशायामस्यां हस्तकः वामपार्श्वे तिष्ष्ठति । यदाहस्तकः दक्षिणपार्श्वे परिभ्राम्यते तदा दण्दकः पटले च ऊर्ध्वम् उत्तिष्ठन्ति तदनु दण्डकसंयुक्तःसङ्केतकः  (Pointer) एकस्यां मापकपट्टियाकां दोलनं करोति तुला च तोलार्थंप्रस्तुंता भवति ।

तुलया वस्तूनां तोलनार्थं अपेक्षिताः मापकाः क्रमशएकस्मिन् पितके निहिताः भवन्ति  । पिटकञ्चेदं मापकपिटकम् ( Weight Box )  इत्यभिधीयते । 
पिटके प्रत्येकस्मैमापकाय अवस्थानमेक्लं निर्धारितं भवति ।
प्रत्येकः मापकः स्वावस्थाने निधातव्यः । बृहन्मापकाः पित्तलमयाः निकिलोपलिप्ताश्च भवन्ति ।
प्रायशस्ते मापकाः   १००, ५०, २०, २०, १०, ५, २, २  तथा १ग्रमपरिमिताः भवन्ति । ततोऽपि लघीयांसः मापकाः अलमुनियम्-पत्रिकया निर्मिताः भवन्ति । इमे मापकाः क्रमशः ५००, २००, २००, १००, ५०, २०, २०, १०, ५, २, २ एवं १ मिलिग्रामपरिमिताः भवन्ति ।

एतेषां ५००, ५०, ५ मिलिग्रामपरिमिताः  मापकाः पट्भुजाकारकाः भवन्ति ।
२००, २०, २    “   	“	“ 	“ आयताकारकाः    “
१००, १०, १	“	“	“            ट्रिभुजाकारकाः    “
पिटके मिलिग्राममापकाः शिशकप्टलेन आच्छाद्य विनिहिताः भवन्ति । प्रत्येकश्च मापकाः अवग्राहिण्या प्रगृह्य उत्याप्यते ।

भौतिकतुलायाः सिद्धान्तः

भौतिकतुलायाः कार्यं आधूर्णसिद्धान्ताधारितम्  । तदनुसारे यदि तुलाया उभयोर्पदलयोः द्वौ मापौ तुलादण्डश्च क्षैतिजो भवेत् । तर्हि एकत्र विनिहितस्य मापस्य संहतिर् आलम्बाद् तस्यान्तरालस्य गुणनफलं च अन्यत्र निहितस्य मापस्य संहत्या आलम्बात् तस्यान्तरालस्य गुननफलेन च तुल्यं भवतः । एतत्सुद्धान्तानुसारेण  :--

(१)	यदि चेत् समहतिकाः मापा आलम्बस्य पार्स्वयोरुभयोः समान्तरे लब्यन्तेतर्हि तैर्मापिः तुलादण्डः क्षैतिजः क्रियते । अथवा  ---

(२)	यदि चेत् आलम्बस्योभयतः समानान्तराले प्रलम्बनात् द्वाभ्यां मापाभ्यां दण्डः क्षैतिजः क्रियते तर्हि मापयोर्द्वयोः संहतिः तुल्याभवति । भौतिकतुलायाम् अस्माभिर् अयमेव सिद्धान्तः प्रयुज्यते । आलम्बस्योभवतः समानान्तराले  मापः माप्यः पदार्थस्च निषीयेते मापस्च समञ्जीक्रियते । कार्यञ्चेदं तावत्पर्यन्तं क्रियते यावत् तुलादण्डःक्षैतिजो भवति ।  दशायामस्यां मापानां संहतिः वस्तनः सम्ःअतितुल्या भवति ।   तौलनात् पूर्वं तुलापरीक्षा ---
            
(अ)  सर्वप्र्थमं लक्ष्यते यत् साधकसूत्रं ऊर्ध्वाधरं वर्तते न वा ।  यदि चेद् तद् ऊर्ध्वाधरं न भवत् तर्हि आधारे विन्यस्तयॊ घुण्ट्टिकयोः साहाय्येन तद् ऊर्ध्वाधरं क्रियते ।
           
(आ) ततस्च ययोः सनिवेशिन्ययोः ( Stirrup) पटलतन्तू दण्डात् प्रलम्बमाने स्तः अतत्र लक्ष्यते यत् ते असिकोणयोः सम्यक्तया विनिहिते न वा। प्रायशस्ते असिकोणात्पतित्वा तुलादण्डे 
तिष्ठत्ः । यदि चेद् तौ पतितौ भवेतां तर्हि तावसिकोणयोः सम्यक्तया संस्थाप्यते ।

(इ). दण्डोत्यापकं हस्तकं वामतः परिभ्राम्य तुलादण्डः उत्थाप्यते। यद् तुलादण्डः आलम्बे भ्रमणं प्रारभते तर्हीदं लक्ष्यते यत् संकेतः सून्यस्योभयतः मापिकोपरि तुल्यभागपर्यन्तं परिसरति न वा ।
यदि चेद् संकेतकः मापिकाया उभयतः तुल्यभागपर्यन्तं न परिसरेत् तर्हि समतोलककुण्डलिके पुरतः पश्चाद् वा अपसार्य इत्थं समञ्ज्येते यत् सङ्केतकः मापिकाया उभयतः तुल्यां गतिं कुर्यात् ।

इत्थं तुलापरीक्षणम् कृत्वा तौलनं आरभ्यते ।

भौतिकतुलया तौलनरीतिः  

(१)	मापनीयं वस्तु वामपटले मापकश्च दक्षिणे पटले नीधियन्ते, किमर्थम् ? मापकमञ्जूषापि स्वदक्षीणे पार्श्वे स्थाप्यते ।

(२)	अनुमोनेन प्रथमं वृहत्तमः मापकः पटले निधीयते । यदि चेद् स न्यूनोभवेद् तरि तत्ः लघीयान् मापकख् निधीयते । यदि चेत् सोऽधिको भवेत् तर्हि तमुद्धृत्य ललघुमापकः स्थाप्यते । इत्थं वृहत्तमेन मापकेन तौलनं आरम्य लघिष्ठ्मापकं यावत् कार्यं क्रियते ।

(३)	मापकाः सदैव संग्राहिकया मापपिटकाद् उद्ध्रीयन्ते निधीयन्ते च । करेण ते न स्पृश्यन्ते । किमर्थं  ? मापकाः पुरः पटले (Table)  कदाचिदपि न संस्थाप्याः ।

(४)	तुलादण्डं अधः कृत्वा मापकाः निधाप्यन्ते उद्धीयन्ते वा । यदा तुलादण्ड उद्धृतः स्यात् तदा मापका नैवा उद्ध्रीयन्ते निधीयन्ते वा ।

(५)	मापाञ्जूषायाः रिक्तावस्थानियानां मापकानां योगं कृत्वा स्वकीयप्रेलखपुस्तिकायां तत्फलं लिख्यते । ततश्च पटलात् उद्धरणकाले च पुनः तेषां योगः क्रियते । परिमाणविमौ तुल्यौ स्यातां ।

(६)	एकस्यां सुद्धतुलायाम् अधोऽङ्कितानि वैशिष्ट्यानि स्युः ।     

सुद्धा तुला  सत्या (True), संवेदनशिला (Sensitive), स्थायिनि (Stable),  सुदृढाः (Rigid) च् भवति ।

(१)	तुला तदैव सत्या इत्यभिधीयते यदा उभ्योः पटलयोः भारयुक्तत्वे भारविहीनत्वे वा तुलादण्डः क्षैतिजो (Horizontal) भवेत् । इदम् तदिव सम्भवति यदा आलम्बः, उभयतः दण्डस्य भारः , तस्य दैर्ध्यं, पटलयोः निहितः भारश्च सर्वतैव तुल्या स्युः ।

(२)	तुला तदैव सुग्राहिका भवति यदा पटलद्वये निहितयोर्भारयोर्मध्ये यत्किञ्चित्परिवर्तनेनापि दण्डे प्रचुरं नम्रत्वं जायते यतश्च सङ्केतकेन मापकपट्टिकोपरि अधिकोविक्षेपो (Deflection) लक्ष्यते ।
तुलायाः सुग्राहकतार्थं निम्नांङ्कितानि तध्यानिआवस्यकानि –

 दण्डस्य दीर्घत्वम्
दण्डस्य लघुता ।
तुलासङ्केतकस्यापि लघुता ।

(३)	तुला तदैव स्थायिनीति कथ्यते यद दण्डः स्वस्थित्याः स्वल्पमपि स्थानान्तरं कृत्वा क्षिप्रमेव स्वकीयां पूर्वां स्थ्तिं प्राप्नोति । तस्यामर्थो यत् सङ्केतकः मापिकायाः शुन्यस्य उभयतः तीव्रं दौलनं करोति  । 
यदा तुलादण्डः स्वक्षैतिजस्थित्याः स्थानान्तरितो भवति तदा स्वकीयात् सङ्केतलस्य च भारात् पुनः स्वकीयां मध्यमानस्थितिं प्राप्नोति ।  अतः तुलां स्थायिनीं विधातुम्   :--

दण्डो गुरुः करणीयः 
सङ्केतकोऽपि गुरुः स्यात्  ।

सुग्राहकतायाः स्थायित्वस्य च आवश्यकतामध्ये पारस्परिकः विरोधो वर्तते । अतएव यदि तुला सम्धिका सुग्राहिका भवेत् तर्हि तस्याः सङ्केतकः स्वकीयां मधय्मानस्थितिं शीघ्र न प्राप्नोति ( सा प्रच्रस्थायिनी न भवति ) । यदि चेत् तस्याः सङ्केतः शीघ्रमेव स्वमध्यमनस्त्थितिं प्राप्स्यति (समधिका स्थायिनी भविढ्यति ) तदा सा सुग्रहिका न भविष्यति । तथ्यञ्चेदं इत्थमापि वर्णनीयं यत् यदि अतिशयो यथार्थः भारो ज्ञातव्यो भवेत् तर्हि तौलनकर्मणि अधिकः सम्योऽपेक्ष्यते । उअयदि चेत् सैघ्रयं अभीष्टं तर्हि मापके तादृस्याः शुद्धतायाः अवकाशसङ्कोञ्चो  भविष्यति ।
                     
(४)	तुला तदैव सुदृडा इत्यभिधीयते  यदा तस्या  दण्डः ईदृशः स्यात् यत् यावान् भारः तत्र तोलनीयोभवेत् तस्य न्यासात् दण्डोः न नमेत्

भौतिकविज्ञानम्

सारमञ्जूषा योजनीया‎

सम्बद्धाः लेखाः 

 भारतम्
 संस्कृतम्
 भारतस्य इतिहासः
 विज्ञानम्