گیس پیڈل (ایکسلریٹر) سے پاؤں ہٹانے کے بعد ایک کار کچھ فاصلے تک رواں رہتی ہے۔ ایک اور کار زوردار بریک لگانے پر رک جاتی ہے۔ ایک تیسری کار اپنی رفتار تبدیل کیے بغیر موڑ کاٹتی ہے۔ طبیعیات (فزکس) ان سب کو ایک ہی قسم کے مسئلے کے طور پر دیکھتی ہے: کسی جسم کی ویلوسٹی (رفتارِ سمت دار) میں تبدیلی کی وجہ کیا ہے؟
حرکت (Motion) کا مطلب ہے مقام میں تبدیلی۔ اس میں اہم مقدار ویلوسٹی ہے، جو یہ ظاہر کرتی ہے کہ مقام کتنی تیزی سے اور کس سمت میں تبدیل ہو رہا ہے۔ اس کا SI یونٹ میٹر فی سیکنڈ ہے۔ ویلوسٹی میں تبدیلی تین طریقوں سے ہو سکتی ہے: اس کی مقدار بڑھ سکتی ہے، کم ہو سکتی ہے، یا اس کی سمت تبدیل ہو سکتی ہے۔
ویلوسٹی میں تبدیلی کو ایکسلریشن (اسراع) کہا جاتا ہے۔ ایکسلریشن ہمیں بتاتا ہے کہ فی سیکنڈ ویلوسٹی کتنی تیزی سے تبدیل ہو رہی ہے، اور اس کا رخ اسی سمت میں ہوتا ہے جس سمت ویلوسٹی پر دباؤ یا کھنچاؤ ڈالا جا رہا ہو۔ اس کا SI یونٹ میٹر فی سیکنڈ اسکوائر ہے۔ جب آپ سیدھی لائن میں چلتے ہوئے بریک لگاتے ہیں تو ویلوسٹی کا رخ آگے کی طرف ہوتا ہے جبکہ ایکسلریشن کا رخ پیچھے کی طرف ہوتا ہے۔ جب آپ مستقل رفتار سے مڑتے ہیں تو رفتار (اسپیڈ) تو وہی رہتی ہے لیکن ویلوسٹی کی سمت تبدیل ہو جاتی ہے، لہٰذا اس صورت میں بھی ایکسلریشن موجود ہوتا ہے جس کا رخ موڑ کے اندرونی حصے کی جانب ہوتا ہے۔
وضاحتی نشانات والی اس صورتِ حال کا استعمال کرتے ہوئے تیروں (arrows) کا تعلق بریک لگنے کے حقیقی عمل سے جوڑیں اور قوتوں کو اس کے نتیجے میں پیدا ہونے والی حرکت سے الگ کر کے سمجھیں۔
قوت (force) اور حرکت (motion) ایک ہی چیز نہیں ہیں۔ قوتیں وہ اسباب ہیں جو حرکت کا باعث بنتے ہیں، جبکہ حرکت وہ نتیجہ ہے جسے آپ ناپ سکتے ہیں۔
قوت ایک ایسا باہمی عمل (interaction) ہے جو کسی جسم کی رفتار (velocity) کو تبدیل کر سکتا ہے یا اس کی شکل بگاڑ سکتا ہے۔ قوت ایک ویکٹر مقدار ہے، لہذا اس کی مقدار (size) اور سمت (direction) دونوں ہوتی ہیں۔ اس کی معیاری علامت ہے اور SI نظام میں اس کا یونٹ نیوٹن () ہے۔
طبیعیات میں جب آپ کسی قوت کی وضاحت کرتے ہیں، تو آپ کو تین باتیں بیان کرنی چاہئیں: قوت لگانے والا عامل (agent)، قوت وصول کرنے والا جسم، اور وہ سمت جسے آپ نے مثبت (positive) قرار دیا ہے۔ مثال کے طور پر، سڑک کار کو اوپر کی طرف دھکیل سکتی ہے، اور بریکس ٹائروں پر رگڑ (friction) کے ذریعے کار کو پیچھے کی طرف دھکیل سکتی ہیں۔
اس کورس کے ابتدائی حصے میں جن قوتوں کا آپ سامنا کریں گے، ان میں درج ذیل شامل ہیں:
عام غلطی: قوت کو کسی جسم کی ذاتی خصوصیت یا ذخیرہ شدہ جزو سمجھنا۔ قوت دراصل اشیاء کے درمیان رونما ہونے والا ایک عمل ہے۔ اگر باہمی عمل (interaction) نہیں، تو قوت بھی نہیں ہے۔
کمیت (Mass) اس بات کی پیمائش ہے کہ کسی جسم میں کتنا جمود (inertia) ہے، یعنی وہ رفتار میں تبدیلی کی کتنی شدت سے مزاحمت کرتا ہے۔ اس کا SI یونٹ کلوگرام () ہے۔ زیادہ کمیت والی شاپنگ کارٹ کی رفتار بڑھانا، کم کرنا یا اسے موڑنا مشکل ہوتا ہے کیونکہ اس کی رفتار تبدیل کرنے کے لیے زیادہ باہمی عمل (قوت) کی ضرورت ہوتی ہے۔
وزن (Weight) ایک قوت ہے۔ یہ کسی جسم پر کششِ ثقل کا کھنچاؤ ہے، اور زمین کی سطح کے قریب اس کا رخ نیچے کی طرف ہوتا ہے۔ اس کا SI یونٹ نیوٹن () ہے۔ وزن کا انحصار مقامی کششِ ثقل کے میدان کی شدت پر ہوتا ہے، جو زمین کے قریب تقریباً ہے۔
یہاں طبعی صورتحال یہ ہے کہ کوئی جسم کسی سیارے کے قریب موجود ہے اور اس جسم کے حجم (size) پر کششِ ثقل تقریباً یکساں (uniform) ہے۔ اس ماڈل کے مفروضے یہ ہیں کہ جسم سیارے کے مقابلے میں چھوٹا ہے، اور حرکت کے علاقے میں کی قیمت تقریباً مستقل (constant) رہتی ہے۔ ان حالات میں، وزن اور کمیت کا باہمی تعلق یوں بیان کیا جاتا ہے:
یہاں وزن ہے (نیوٹن میں)، کمیت ہے (کلوگرام میں)، اور کششِ ثقل کے میدان کی شدت ہے (میٹر فی سیکنڈ مربع میں)۔ انتہائی صورت (limiting case) کی جانچ: اگر ہو تو ہوگا؛ یہ اس تصور سے مطابقت رکھتا ہے کہ کمیت (mass) نہ ہونے کا مطلب ہے کہ کششِ ثقل کے کھینچنے کے لیے کوئی چیز موجود نہیں ہے۔
زمین اور چاند پر ترازو کی ریڈنگز (پیمائش) کا موازنہ کریں تاکہ اس چیز کو، جو تبدیل ہوتی ہے (یعنی کششِ ثقل کی قوت)، اس چیز سے الگ کیا جا سکے جو یکساں رہتی ہے (یعنی جسم کا جمود یا inertia)۔