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क्या आपने कभी सोचा है कि विशाल हवाई जहाज हवा में कैसे उड़ते हैं? हालाँकि यह जादू जैसा लग सकता है, लेकिन उड़ान के पीछे के सिद्धांत मौलिक भौतिकी में निहित हैं। नासा ने हवाई जहाज पर कार्य करने वाले चार बलों: वजन, जोर, खिंचाव और उत्थान को प्रदर्शित करने के लिए गुब्बारों, छोटी गेंदों, पंखों और स्टॉपवॉच जैसी रोजमर्रा की वस्तुओं का उपयोग करके सरल प्रयोग विकसित किए हैं।

उड़ान की कल्पना चार प्रतिस्पर्धी बलों के बीच एक निरंतर संतुलन कार्य के रूप में करें। उनके रिश्ते को समझने से पता चलता है कि हवाई जहाज कैसे उड़ते हैं इसका रहस्य।

• वज़न: यह पृथ्वी का हवाई जहाज पर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव है, जो हमेशा नीचे की ओर कार्य करता है। विमान जितना भारी होगा, वजन उतना ही अधिक होगा। वजन पर काबू पाने के लिए, एक विमान को पर्याप्त उत्थान की आवश्यकता होती है।
• जोर: आगे की ओर बल जो आमतौर पर इंजनों द्वारा उत्पन्न होता है। अधिक जोर का मतलब है तेज त्वरण। एक साधारण गुब्बारा इसे प्रदर्शित करता है: जब छोड़ा जाता है, तो बाहर निकलने वाली हवा जोर पैदा करती है जो गुब्बारे को आगे बढ़ाती है।
• खिंचाव: वायु प्रतिरोध जो विमान की गति का विरोध करता है। खिंचाव गति के साथ बढ़ता है और विमान के आकार और वायु घनत्व पर निर्भर करता है। सुव्यवस्थित डिज़ाइन खिंचाव को कम करते हैं, ठीक उसी तरह जैसे चिकनी कारें हवा में तेजी से चलती हैं। इसे हवा बनाम पानी में एक गेंद को घुमाकर परीक्षण करें—पानी में अधिक प्रतिरोध गेंद को अधिक ध्यान देने योग्य रूप से धीमा कर देता है।
• उत्थान: ऊपर की ओर बल जो वजन का प्रतिकार करता है। पंख अपने घुमावदार ऊपरी सतह (एयरफ़ॉइल आकार) के माध्यम से उत्थान उत्पन्न करते हैं। जैसे ही हवा पंख के ऊपर से बहती है, ऊपर की ओर तेजी से चलने वाली हवा नीचे की धीमी हवा की तुलना में कम दबाव बनाती है, जिससे ऊपर की ओर उत्थान होता है। अपने मुंह पर कागज की एक शीट पकड़कर ऊपर की ओर फूँकें—कागज ऊपर उठता है जो क्रिया में उत्थान को दर्शाता है।

नासा की शैक्षिक सामग्री में आकर्षक प्रयोग शामिल हैं जो इन अवधारणाओं को युवा शिक्षार्थियों के लिए मूर्त बनाते हैं। घरेलू वस्तुओं का उपयोग करके, बच्चे यह देख सकते हैं कि विभिन्न आकार खिंचाव को कैसे प्रभावित करते हैं या वजन गिरने की गति को कैसे प्रभावित करता है। ये गतिविधियाँ इंटरैक्टिव खोज के माध्यम से अमूर्त सिद्धांतों को ठोस समझ में बदल देती हैं।

इन बलों को समझने से प्रमुख विमानन घटनाओं की व्याख्या होती है। हवाई जहाज टेकऑफ़ के दौरान वजन पर काबू पाने के लिए पर्याप्त उत्थान उत्पन्न करने के लिए गति करते हैं। घुमावदार पंख डिज़ाइन उत्थान दक्षता को अधिकतम करते हैं। यह ज्ञान सुरक्षित, अधिक कुशल विमान डिजाइन करने की नींव बनाता है।

अगली बार जब आप किसी हवाई जहाज को ऊपर उड़ते हुए देखें, तो काम कर रहे अदृश्य बलों पर विचार करें—असाधारण भौतिकी जो उड़ान को संभव बनाती है, वह हमारे चारों ओर है।