SikhLo - Current Affairs in Hindi, Daily current affairs, Current affairs

 NCERT Class 9 Science Chapter 9 बल और गति का नियम

NCERT Solutions for Class 9 Science Chapter 9 बल और गति का नियम

पाठ्यपुस्तक के प्रश्न

पाठ्य प्रश्नों में

प्रश्न 1.
निम्नलिखित में से किसका जड़त्व अधिक है?
(a) एक रबर की गेंद और एक समान आकार का पत्थर?
(b) एक साइकिल और एक रेलगाड़ी?
(c) एक पाँच रुपये का सिक्का और एक रुपये का सिक्का? (सीबीएसई 2011, 2013)
उत्तर:
(a) पत्थर का जड़त्व रबर की गेंद से अधिक है क्योंकि पत्थर का द्रव्यमान गेंद के द्रव्यमान से अधिक है।
(b) एक रेलगाड़ी का जड़त्व साइकिल से अधिक है।
(c) एक पाँच रुपये के सिक्के का जड़त्व एक रुपये के सिक्के से अधिक है।

प्रश्न 2.
निम्नलिखित उदाहरण में, गेंद के वेग में परिवर्तन की संख्या ज्ञात करने का प्रयास कीजिए। "एक फुटबॉल खिलाड़ी अपनी टीम के दूसरे खिलाड़ी को फुटबॉल किक करता है, जो उसे गोल की ओर किक करता है। विरोधी टीम का गोलकीपर फुटबॉल को उठाकर अपनी टीम के खिलाड़ी की ओर किक करता है।" प्रत्येक स्थिति में बल प्रदान करने वाले कारक की भी पहचान कीजिए।
उत्तर:

1. जब पहला खिलाड़ी गेंद को अपनी टीम के दूसरे खिलाड़ी की ओर मारता है तो फुटबॉल का वेग बदल जाता है।
2. जब कोई अन्य खिलाड़ी फुटबॉल को गोल की ओर मारता है तो फुटबॉल का वेग भी बदल जाता है।
3. जब विरोधी टीम का गोलकीपर फुटबॉल को पकड़कर उसे रोकता है तो फुटबॉल का वेग भी बदल जाता है।
4. जब गोलकीपर फुटबॉल को अपनी टीम के खिलाड़ी की ओर मारता है तो फुटबॉल का वेग बदल जाता है।

इस प्रकार, इस स्थिति में गेंद का वेग चार बार बदलता है।
पहली और दूसरी स्थिति में, बल खिलाड़ियों के पैरों द्वारा प्रदान किया जाता है। तीसरी स्थिति में, बल गोलकीपर के हाथों द्वारा प्रदान किया जाता है। चौथी स्थिति में, जैसे ही गोलकीपर अपने पैर से फुटबॉल को मारता है, वैसे ही गोलकीपर का पैर बल प्रदान करता है।

प्रश्न 3.
व्याख्या कीजिए कि यदि हम किसी पेड़ की शाखा को जोर से हिलाएँ तो कुछ पत्तियाँ पेड़ से अलग क्यों हो सकती हैं।

या

किसी पेड़ की शाखा को ज़ोर से हिलाने पर उसकी पत्तियाँ अलग हो सकती हैं। समझाइए।
(सीबीएसई 2010, 2011, 2012, 2013)
उत्तर:
जब किसी पेड़ की शाखा को हिलाया जाता है, तो वह गति में आ जाती है। हालाँकि, पत्तियाँ स्थिर रहती हैं और इसलिए विराम जड़त्व के कारण शाखा से अलग हो जाती हैं।

प्रश्न 4.
जब एक चलती बस ब्रेक लगाकर रुकती है तो आप आगे की दिशा में क्यों गिरते हैं और जब
यह स्थिर अवस्था से त्वरित होती है तो पीछे की ओर क्यों गिरते हैं? (सीबीएसई 2011)
उत्तर:

1. जब एक चलती बस ब्रेक लगाकर रुकती है, तो हमारे शरीर का निचला हिस्सा भी स्थिर हो जाता है, लेकिन गति के जड़त्व के कारण हमारे शरीर का ऊपरी हिस्सा गतिमान रहता है। इसलिए, हम आगे की दिशा में गिरते हैं।
2. जब कोई बस विरामावस्था से त्वरित होती है, तो हमारे शरीर का निचला भाग भी बस के साथ गति में आ जाता है, लेकिन हमारे शरीर का ऊपरी भाग विरामावस्था के जड़त्व के कारण विरामावस्था में ही रहता है। इसलिए हम पीछे की ओर गिरते हैं।

प्रश्न 5.
यदि क्रिया हमेशा प्रतिक्रिया के बराबर होती है, तो समझाइए कि घोड़ा गाड़ी कैसे खींच सकता है?
उत्तर:
घोड़ा ज़मीन पर दबाव डालकर अपने पैर से ज़मीन को पीछे की ओर धकेलता है। इस क्रिया बल (अर्थात पीछे की ओर धक्का) के परिणामस्वरूप, ज़मीन घोड़े को आगे की ओर धकेलती है। इस प्रकार, घोड़ा गाड़ी को खींचता है।

प्रश्न 6.
समझाइए, एक फायरमैन के लिए एक नली पकड़ना मुश्किल क्यों होता है, जो उच्च वेग से बड़ी मात्रा में पानी निकालती है? (सीबीएसई 2012, 2015)
उत्तर:
यह एक सामान्य अवलोकन है कि जब एक शरीर A दूसरे शरीर B पर कुछ बल लगाता है, तो शरीर B भी शरीर A पर कुछ बल लगाता है। आइए इस तथ्य को निम्नलिखित उदाहरणों की मदद से समझें।
(i) जब कोई खिलाड़ी फुटबॉल को किक मारता है, तो फुटबॉल आगे बढ़ता है और खिलाड़ी का पैर पीछे की ओर बढ़ता है।
जिस बल से खिलाड़ी के पैर से फुटबॉल को किक किया जाता है उसे क्रिया के रूप में जाना जाता है। इस क्रिया बल के कारण, फुटबॉल आगे बढ़ता है। दूसरी ओर, खिलाड़ी के पैर पर फुटबॉल द्वारा लगाए गए बल को प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। इस प्रतिक्रिया बल के कारण, खिलाड़ी का पैर पीछे की ओर बढ़ता है। फुटबॉल का त्वरण खिलाड़ी के पैर के त्वरण से बहुत अधिक है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि फुटबॉल का द्रव्यमान

(ii) जब कोई गेंद पृथ्वी की ओर गिरती है, तो पृथ्वीगेंद को अपने केंद्र की ओर आकर्षित करने के लिए गेंद पर एक बल (F 1)

लगाती है (चित्र 17)। दूसरी ओर, गेंदपृथ्वी को ऊपर की ओर ले जाने के लिए पृथ्वी पर एक बल (F 2)

लगाती है। ये दोनों बल परिमाण में बराबर और दिशा में विपरीत हैं और क्रिया-प्रतिक्रिया युग्म बनाते हैं। पृथ्वी का ऊपर की ओर त्वरण ध्यान नहीं दिया जाता है क्योंकि पृथ्वी का द्रव्यमान बहुत बड़ा है और इसलिए इसका त्वरण

इन उदाहरणों से, हम निष्कर्ष निकालते हैं:
जब भी दो निकाय एक-दूसरे पर प्रभाव डालते हैं, तो वे एक-दूसरे पर समान और विपरीत बल लगाते हैं। इन दो बलों में से एक को क्रिया के रूप में जाना जाता है और दूसरे को प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है। न्यूटन के गति के तीसरे नियम का कथन।

प्रश्न 7.
100 ग्राम और 200 ग्राम द्रव्यमान की दो वस्तुएँ एक ही रेखा और दिशा में क्रमशः 2 ms -1 और 1 ms -1 के वेग से गतिमान हैं । वे टकराती हैं और टकराने के बाद, पहली वस्तु 1.67 ms -1 के वेग से गति करती है । दूसरी वस्तु का वेग ज्ञात कीजिए। (सीबीएसई 2010, 2011, 2012)
उत्तर:
यहाँ, पहली वस्तु का द्रव्यमान, मी 1 = 100 ग्राम = 0.1 किग्रा
दूसरी वस्तु का द्रव्यमान, मी 2 = 200 ग्राम = 0.2 किग्रा
टक्कर से पहले पहली वस्तु का वेग, u 1 = 2 मी/से -1
टक्कर से पहले दूसरी वस्तु का वेग, u 2 = 1 मी/से -1
टक्कर के बाद पहली वस्तु का वेग, v 1 = 1.67 मी/से -1
माना, टक्कर के बाद दूसरी वस्तु का वेग = v 2
टक्कर से पहले दोनों वस्तुओं का संवेग = मी 1 u 1 + मी 2 u 2 = 0.1 x 2 + 0.2 x 1 = 0.4 किग्रा मी/से -1
टक्कर के बाद दोनों वस्तुओं का संवेग = मी 1 v 1 + मी 2 u 2 = 0.1 x 1.67 + 0.2 v 2 = 0.167 + 0.2 v 2
संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार:
टक्कर के बाद संवेग = टक्कर से पहले संवेग

महत्वपूर्ण अभ्यास

प्रश्न 1.
एक वस्तु पर शून्य बाह्य असंतुलित बल लगता है। क्या यह संभव है कि वस्तु शून्येतर वेग से यात्रा कर रही हो? यदि हाँ, तो वेग के परिमाण और दिशा पर लागू होने वाली शर्तें बताइए। यदि नहीं, तो कारण बताइए। (सीबीएसई 2010, 2011)
उत्तर:
न्यूटन के गति के पहले नियम के अनुसार, किसी वस्तु को स्थिर वेग से चलाने के लिए किसी बाह्य बल की आवश्यकता नहीं होती है। अतः एक वस्तु स्थिर वेग (शून्येतर) से यात्रा करती है जब उस पर शून्य बाह्य असंतुलित बल लगता है। इस वेग का परिमाण स्थिर होता है और दिशा शुरुआत के समान ही होती है। यदि किसी वस्तु पर शून्य बाह्य असंतुलित बल लगता है, तो वह बिल्कुल भी गति नहीं भी कर सकती है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि वस्तु शुरुआत में स्थिर हो सकती है।

प्रश्न 2.
जब किसी कालीन को डंडे से पीटा जाता है, तो उसमें से धूल निकलती है। व्याख्या कीजिए।
(सीबीएसई 2010, 2011, 2012, 2013, 2015)
उत्तर:
जब कालीन को डंडे से पीटा जाता है, तो कालीन का रेशा गति में आ जाता है और विरामावस्था के जड़त्व के कारण धूल नीचे गिर जाती है।

प्रश्न 3.
बस की छत पर रखे सामान को रस्सी से बांधने की सलाह क्यों दी जाती है? (सीबीएसई 2010, 2011, 2013)
उत्तर:
जब बस अचानक रुक जाती है, तो सामान रस्सी से न बांधे जाने पर गति के जड़त्व के कारण बस की छत से लुढ़क कर नीचे गिर सकता है।

प्रश्न 4.
एक बल्लेबाज क्रिकेट की गेंद पर प्रहार करता है जो समतल ज़मीन पर लुढ़कती है। थोड़ी दूरी तय करने के बाद, गेंद रुक जाती है। गेंद धीमी होकर रुक जाती है क्योंकि
(a) बल्लेबाज ने गेंद को पर्याप्त ज़ोर से नहीं मारा
(b) वेग गेंद पर लगे बल के समानुपाती होता है
(c) गेंद पर गति के विपरीत बल लगता है
(d) गेंद पर कोई असंतुलित बल नहीं लगता, इसलिए गेंद रुकना चाहेगी।
उत्तर:
(c)।

प्रश्न 5.
एक ट्रक विरामावस्था से एक पहाड़ी से नीचे स्थिर त्वरण से लुढ़कता है। यह 20 सेकंड में 400 मीटर की दूरी तय करता है। इसका त्वरण ज्ञात कीजिए। यदि इसका द्रव्यमान 7 मीट्रिक टन है, तो इस पर लगने वाला बल ज्ञात कीजिए।
(सीबीएसई 2010, सत्र I, समान सीबीएसई 2012)
(संकेत: 1 मीट्रिक टन = 1000 किग्रा।)
उत्तर:

प्रश्न 6.
द्रव्यमान m की एक वस्तु का संवेग क्या है, जो वेग v से गतिमान है?
(a) (mv) 2
(b) mv 2
(c) ½ mv 2
(d) mv
उत्तर:
(d) mv.

प्रश्न 7.
200 N के क्षैतिज बल का उपयोग करके, हम एक लकड़ी के कैबिनेट को एक स्थिर वेग से फर्श पर गतिमान करना चाहते हैं। कैबिनेट पर लगने वाला घर्षण बल क्या होगा?
उत्तर:
यदि कैबिनेट पर लगने वाला शुद्ध बाह्य बल शून्य है, तो कैबिनेट स्थिर वेग से गति करेगा। चूँकि कैबिनेट पर आगे की दिशा में 200 N का क्षैतिज बल कार्य करता है, इसलिए यदि उस पर 200 N का घर्षण बल लगता है, तो उस पर लगने वाला शुद्ध बाह्य बल शून्य होगा। इस प्रकार, कैबिनेट पर 200 N का घर्षण बल लगेगा।

प्रश्न 8. 1.5 kg द्रव्यमान की दो वस्तुएँ एक ही सीधी रेखा में लेकिन विपरीत दिशाओं में गतिमान हैं। टक्कर से पहले
प्रत्येक वस्तु का वेग 2.5 ms -1 है, जिसके दौरान वे आपस में चिपक जाती हैं। टक्कर के बाद संयुक्त वस्तु का वेग क्या होगा
उत्तर:
माना दो वस्तुएँ A और B हैं।
वस्तु A का द्रव्यमान, मी = 1.5 किग्रा
वस्तु B का द्रव्यमान, मी = 1.5 किग्रा
टक्कर से पहले वस्तु A का वेग, u= 2.5 मी / से -1 टक्कर से पहले वस्तु B
का वेग, u = -2.5 मी / से -1 टक्कर से पहले वस्तु A और B
का कुल संवेग = मी+ मी = 1.5 x 2.5 – 1.5 x 2.5 = 0 टक्कर के बाद संयुक्त वस्तु का द्रव्यमान = (मी + मी ) = 3.0 किग्रा माना, टक्कर के बाद संयुक्त वस्तु का वेग = V मी / से -1 ∴ टक्कर के बाद संयुक्त वस्तु का कुल संवेग = (मी + मी ) V = (3V) किग्रा मी / से -1 संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार: टक्कर के बाद संवेग = टक्कर से पहले संवेग 3V = 0 या V = 0

प्रश्न 9.
गति के तीसरे नियम के अनुसार जब हम किसी वस्तु पर धक्का देते हैं, तो वस्तु हमें समान और विपरीत बल से पीछे धकेलती है। यदि वस्तु सड़क के किनारे खड़ा एक विशाल ट्रक है, तो यह संभवतः नहीं चलेगा। एक छात्र यह उत्तर देकर इसका औचित्य सिद्ध करता है कि दो विपरीत और समान बल एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। इस तर्क पर टिप्पणी करें और समझाएँ कि ट्रक क्यों नहीं चलता है। (सीबीएसई 2010, टर्म I)
उत्तर:
छात्र का औचित्य सही नहीं है। दो समान और विपरीत बल एक दूसरे को रद्द कर देते हैं यदि वे एक ही शरीर पर कार्य करते हैं। गति के तीसरे नियम के अनुसार, क्रिया और प्रतिक्रिया बल समान और विपरीत होते हैं लेकिन वे दोनों अलग-अलग निकायों पर कार्य करते हैं। इसलिए, वे एक दूसरे को रद्द
नहीं कर सकते। जब हम एक विशाल ट्रक को धक्का देते हैं, तो ट्रक पर लगाया गया बल ट्रक के टायरों और जमीन के बीच घर्षण बल को दूर करने के लिए पर्याप्त नहीं होता है

प्रश्न 10.
अख्तर, किरण और राहुल एक मोटरकार में सवार थे जो एक्सप्रेसवे पर बहुत तेज गति से जा रही थी, तभी एक कीड़ा विंडशील्ड से टकराया और विंड स्क्रीन पर फंस गया। अख्तर और किरण ने स्थिति पर विचार करना शुरू कर दिया। किरण ने सुझाव दिया कि मोटरकार के संवेग में परिवर्तन की तुलना में कीड़े के संवेग में अधिक परिवर्तन हुआ (क्योंकि कीड़े के वेग में परिवर्तन मोटरकार के संवेग में परिवर्तन से बहुत अधिक था।) अख्तर ने कहा कि चूँकि मोटरकार अधिक वेग से चल रही थी, इसलिए उसने कीड़े पर अधिक बल लगाया। और परिणामस्वरूप, कीट मर गया। राहुल ने एक बिल्कुल नया स्पष्टीकरण देते हुए कहा कि मोटरकार और कीड़े दोनों ने समान बल और संवेग में परिवर्तन का अनुभव किया। इन सुझावों पर टिप्पणी करें।
उत्तर:
राहुल सही था। कीट इसलिए मर गया क्योंकि वह अधिक बल और संवेग में अधिक परिवर्तन को सहन नहीं कर सका।

प्रश्न 11.
10 kg द्रव्यमान का एक डम्बल 80 cm की ऊँचाई से गिरने पर फर्श पर कितना संवेग स्थानांतरित करेगा? इसका अधोमुखी त्वरण 10 ms -1 लीजिए । (CBSE 2011, 2012)
उत्तर:
यहाँ, u = 0, m = 10 kg, S = 80 cm = 0.8 m, a = 10 ms -2
(i) v 2  – u 2 = 2aS का प्रयोग करने पर, हम पाते हैं
v 2 – 0 = 2 x 10 x 0.8
या v = √16 = 4 ms -1
फर्श को छूने से ठीक पहले डम्बल का संवेग = mv = 10 x 4 = 40 kg ms -1
(ii) फर्श को छूते ही डम्बल का संवेग शून्य हो जाता है और पूरा संवेग
फर्श पर स्थानांतरित हो जाता है।
फर्श पर स्थानांतरित संवेग = 40 kg ms -1 ।

अति लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1. बल को परिभाषित कीजिए।
उत्तर:  बल किसी वस्तु पर लगाया गया धक्का या खिंचाव है जो उस वस्तु में त्वरण उत्पन्न करता है जिस पर यह कार्य करता है।

प्रश्न 2. बल का SI मात्रक क्या है?
उत्तर:  बल का SI मात्रक न्यूटन है।

प्रश्न 3. एक न्यूटन को परिभाषित कीजिए।
उत्तर:  एक न्यूटन का बल 1 किग्रा द्रव्यमान की वस्तु पर 1 मी/से 2
का त्वरण उत्पन्न करता है। 1 न्यूटन = 1 किग्रा मी/से 2

प्रश्न 4. संतुलित बल क्या है?
उत्तर:  जब किसी पिंड पर विपरीत दिशा से लगने वाले बल उसकी विराम अवस्था या गति की अवस्था को नहीं बदलते हैं, तो ऐसे बलों को संतुलित बल कहते हैं।

प्रश्न 5. घर्षण बल क्या है?
उत्तर:  वह बल जो सदैव वस्तु की गति का विरोध करता है, घर्षण बल कहलाता है।

प्रश्न 6. जड़त्व क्या है?
उत्तर:  किसी वस्तु की अपनी विरामावस्था या एकसमान गति की अवस्था में परिवर्तन का विरोध करने की स्वाभाविक प्रवृत्ति को जड़त्व कहते हैं।

प्रश्न 7. न्यूटन के गति के प्रथम नियम को लिखिए।
उत्तर:  कोई वस्तु तब तक विराम अवस्था में या एकसमान गति की अवस्था में रहती है जब तक उस पर कोई बाह्य असंतुलित बल कार्य न करे।

प्रश्न 8. न्यूटन के गति के दूसरे नियम को लिखिए।
उत्तर:  किसी वस्तु के संवेग परिवर्तन की दर, बल की दिशा में लगाए गए असंतुलित बल के समानुपाती होती है।

प्रश्न 9. संवेग क्या है?
उत्तर:  किसी वस्तु का संवेग उसके द्रव्यमान और वेग का गुणनफल होता है और इसकी दिशा उसके वेग के समान होती है। SI इकाई kg·m/s है। (p = mv)

प्रश्न 10. न्यूटन के गति के तृतीय नियम को लिखिए।
उत्तर:  प्रत्येक क्रिया की एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है और वे दो भिन्न पिंडों पर कार्य करती हैं।

प्रश्न 11. किसका जड़त्व अधिक होगा: 10 kg द्रव्यमान का पिंड या 20 kg द्रव्यमान का पिंड?
उत्तर:  20 kg द्रव्यमान के पिंड का जड़त्व अधिक होगा।

प्रश्न 12. उस कारक का नाम बताइए जिस पर पिंड का जड़त्व निर्भर करता है।
उत्तर:  किसी पिंड का जड़त्व पिंड के द्रव्यमान पर निर्भर करता है।

प्रश्न  13. किसी पिंड का संवेग निर्धारित करने वाले दो कारकों के नाम लिखिए।
उत्तर:  किसी पिंड का संवेग जिन दो कारकों पर निर्भर करता है, वे हैं द्रव्यमान और वेग। संवेग, पिंड के द्रव्यमान और वेग के समानुपाती होता है।

प्रश्न 14. किसी वस्तु के संवेग परिवर्तन की दर क्या निर्धारित करती है?
उत्तर:  किसी वस्तु के संवेग परिवर्तन की दर, उस पर लगाए गए असंतुलित बल की दिशा के समानुपाती होती है।

प्रश्न 15. चित्र में एक गतिमान ट्रक दर्शाया गया है।
ट्रक पर बल A, B, C और D कार्य कर रहे हैं।
ट्रक पर लगने वाले बलों के प्रकार बताइए।

उत्तर:  ट्रक पर लगने वाले बल A, B, C और D हैं:

लघु उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1. बल किसी पिंड में क्या परिवर्तन लाएगा?
उत्तर:  बल पिंड में निम्नलिखित परिवर्तन ला सकता है:

1. यह किसी पिंड की गति को बदल सकता है।
2. यह किसी पिंड की गति की दिशा बदल सकता है,
3. यह शरीर का आकार बदल सकता है।

प्रश्न 2. जब कोई मोटरकार तेज़ गति से तीखा मोड़ लेती है, तो हम एक तरफ़ खिसक जाते हैं। समझाइए क्यों?
उत्तर:  ऐसा जड़त्व के नियम के कारण होता है। जब हम सीधी रेखा में चलती कार में बैठे होते हैं, तो हम अपनी सीधी रेखा में चलते रहते हैं। लेकिन जब इंजन द्वारा मोटरकार की गति की दिशा बदलने के लिए असंतुलित बल लगाया जाता है, तो हम अपने शरीर के जड़त्व के कारण सीट के एक तरफ़ खिसक जाते हैं।

प्रश्न 3. समझाइए कि चलती बस से कूदना खतरनाक क्यों है।
उत्तर:  बस में चलते समय हमारा शरीर गति में होता है। चलती बस से कूदने पर हमारे पैर ज़मीन को छूते हैं और रुक जाते हैं। जबकि हमारे शरीर का ऊपरी हिस्सा गति में रहता है और गति के जड़त्व के कारण आगे की ओर गति करता है, जिससे हम आगे की दिशा में गिर सकते हैं।
इससे बचने के लिए हमें बस की दिशा में आगे की ओर दौड़ना चाहिए।

प्रश्न 4. कैच पकड़ते समय क्षेत्ररक्षक गतिमान गेंद के साथ धीरे-धीरे अपना हाथ पीछे क्यों खींचते हैं?
उत्तर:  तेज़ गति से आती क्रिकेट गेंद को पकड़ते समय, ज़मीन पर खड़ा क्षेत्ररक्षक धीरे-धीरे गतिमान गेंद के साथ अपने हाथ पीछे की ओर खींचता है। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि क्षेत्ररक्षक उस समय को बढ़ा सके जिसके दौरान गतिमान गेंद का उच्च वेग शून्य हो जाता है। इस प्रकार, गेंद का त्वरण कम हो जाता है और इसलिए तेज़ गति से आती गेंद को पकड़ने का प्रभाव कम हो जाता है।

प्रश्न 5. ऊँची कूद की एथलेटिक स्पर्धा में, खिलाड़ियों को या तो गद्देदार बिस्तर पर या रेत की परत पर क्यों गिराया जाता है?
उत्तर:  ऊँची कूद की एथलेटिक स्पर्धा में, खिलाड़ियों को या तो गद्देदार बिस्तर पर या रेत की परत पर गिराया जाता है ताकि कूदने के बाद गिरने और रुकने में लगने वाला समय बढ़ जाए। इससे संवेग परिवर्तन की दर कम हो जाती है और बल भी कम हो जाता है।

प्रश्न 6. कराटे खिलाड़ी एक ही वार से बर्फ की सिल्ली को कैसे तोड़ता है?
उत्तर:  एक कराटे खिलाड़ी बहुत कम समय में बर्फ की सिल्ली पर तेज़ गति से वार करता है जिससे उस पर बहुत अधिक बल लगता है और अचानक बर्फ की सिल्ली टूट जाती है।

प्रश्न 7. संवेग संरक्षण का नियम क्या है?
उत्तर:  टक्कर से पहले दो पिंडों का संवेग, टक्कर के बाद के संवेग के बराबर होता है।
एक विलगित निकाय में, कुल संवेग संरक्षित रहता है।

प्रश्न 8. पहाड़ों पर सड़कें मोड़ पर अंदर की ओर क्यों झुकी होती हैं?
उत्तर:  पहाड़ों पर चलने वाला वाहन गति के जड़त्व में होता है। अचानक मोड़ पर गति की रेखा में अचानक परिवर्तन के कारण वाहन के सड़क से नीचे गिरने की प्रवृत्ति होती है, इसलिए सड़कें अंदर की ओर झुकी होती हैं ताकि वाहन पहाड़ से नीचे न गिरे।

प्रश्न 9. एथलेटिक दौड़ के लिए, एथलीट एक विशेष मुद्रा में क्यों होते हैं जिसमें उनका दाहिना पैर एक ठोस सपोर्टर पर टिका होता है?
उत्तर:  एथलीट को हीट दौड़ में भाग लेना होता है और दौड़ शुरू करने से पहले वे अपना पैर एक ठोस सपोर्टर पर टिका देते हैं ताकि दौड़ शुरू करते समय एथलीट सपोर्टर को ज़ोर से धक्का दे और यह सपोर्ट उसे दौड़ शुरू करने के लिए समान और विपरीत धक्का दे और दौड़ में प्रतिस्पर्धा करने के लिए एक अच्छी शुरुआत दे।

प्रश्न 10. आपके विचार से वाहन में यात्रा करते समय सीट बेल्ट बाँधना क्यों आवश्यक है?
या
सुरक्षा बेल्ट दुर्घटनाओं को रोकने में कैसे सहायक हैं?
उत्तर:  जब हम चलती कार में यात्रा कर रहे होते हैं, तो हमारा शरीर सीट के सापेक्ष विराम अवस्था में रहता है। लेकिन जब चालक अचानक ब्रेक लगाता है या कार रोक देता है, तो हमारा शरीर अपने जड़त्व के कारण उसी गति की अवस्था में बना रहता है। इसलिए, यह अचानक ब्रेक प्रभाव या टक्कर से हमें चोट पहुँचा सकता है। इसलिए, सुरक्षा बेल्ट हमारे शरीर पर एक बल लगाकर आगे की गति को धीमा कर देती है।

प्रश्न 11. जब आप फुटबॉल को किक करते हैं तो वह उड़ जाती है, लेकिन जब आप पत्थर को किक करते हैं तो आपको झटका लगता है, है ना?
उत्तर:  ऐसा इसलिए है क्योंकि पत्थर फुटबॉल से भारी होता है और भारी वस्तुओं का जड़त्व अधिक होता है।
जब हम फुटबॉल को किक करते हैं तो उसका द्रव्यमान कम होता है और जड़त्व भी कम होता है, इसलिए हमारे किक द्वारा लगाया गया बल उस पर कार्य करता है और इसलिए वह अधिक विस्थापन दर्शाता है, लेकिन पत्थर के मामले में, उसका द्रव्यमान अधिक होता है और जड़त्व अधिक होता है। जब हम पत्थर को किक (क्रिया) करते हैं तो वह समान और विपरीत बल (प्रतिक्रिया) लगाता है और इसलिए पैर को चोट पहुँचाता है।

प्रश्न 12. यदि कोई व्यक्ति किसी कंक्रीट की सतह पर ऊँचाई से कूदता है, तो उसे चोट लग जाती है। व्याख्या कीजिए।
उत्तर:  जब कोई व्यक्ति ऊँचाई से कूदता है, तो वह गति के जड़त्व की अवस्था में होता है। जब वह अचानक ज़मीन को छूता है, तो वह बहुत कम समय में रुक जाता है और इसलिए कठोर कंक्रीट की सतह द्वारा उसके शरीर पर लगाया गया बल बहुत अधिक होता है, और व्यक्ति को चोट लग जाती है।

प्रश्न 13. न्यूटन के गति के तीन नियमों के बीच क्या संबंध है?
उत्तर:  न्यूटन का पहला नियम किसी पिंड की स्थिति में परिवर्तन लाने के लिए आवश्यक असंतुलित बल की व्याख्या करता है।
दूसरा नियम किसी दिए गए त्वरण को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक बल की मात्रा के बारे में बताता/समझाता है।
और न्यूटन का तीसरा नियम बताता है कि किसी पिंड पर लगने वाले ये बल आपस में कैसे जुड़े हैं।

प्रश्न 14. दैनिक जीवन में न्यूटन के गति के तीसरे नियम पर आधारित कोई तीन उदाहरण दीजिए।
उत्तर:  न्यूटन के तीसरे नियम पर आधारित तीन उदाहरण हैं:

1. तैरना: हम आगे बढ़ने के लिए पानी को पीछे की ओर धकेलते हैं।
   क्रिया - पानी पीछे की ओर धकेला जाता है
   प्रतिक्रिया - पानी तैराक को आगे की ओर धकेलता है
2. बंदूक से गोली चलाना: बंदूक से गोली चलाई जाती है और बंदूक पीछे हटती है।
   क्रिया - बंदूक गोली पर बल लगाती है।
   प्रतिक्रिया - गोली बंदूक पर समान और विपरीत बल लगाती है।
3. रॉकेट प्रक्षेपण
   क्रिया - रॉकेट से गर्म गैसें निकलती हैं प्रतिक्रिया - गैसें रॉकेट को ऊपर की ओर धकेलती हैं

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न

प्रश्न 1. न्यूटन के गति के सभी 3 नियम बताएं। जड़त्व और संवेग की व्याख्या करें।
उत्तर:
न्यूटन का गति का पहला नियम: एक वस्तु तब तक एक सीधी रेखा में विराम अवस्था या एकसमान गति की अवस्था में रहती है जब तक कि उस पर कोई बाह्य असंतुलित बल न लगाया जाए।
न्यूटन का गति का दूसरा नियम: किसी वस्तु के संवेग में परिवर्तन की दर, बल की दिशा में लगाए गए असंतुलित बल के समानुपाती होती है।
न्यूटन का गति का तीसरा नियम: प्रत्येक क्रिया की, एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है और वे दो भिन्न वस्तुओं पर कार्य करती हैं।
जड़त्व: किसी वस्तु की विराम अवस्था या एकसमान गति में परिवर्तन का विरोध करने की स्वाभाविक प्रवृत्ति को जड़त्व कहते हैं।
संवेग: किसी वस्तु का संवेग उसके द्रव्यमान और वेग का गुणनफल होता है और इसकी दिशा वेग के समान होती है। इसका SI मात्रक kgm/s है। p = mxv

प्रश्न 2. बल को परिभाषित कीजिए। इसका मात्रक दीजिए और इसे परिभाषित कीजिए। विभिन्न प्रकार के बल क्या हैं?
उत्तर:  बल: यह किसी वस्तु पर लगाया गया धक्का या खिंचाव है जो उस वस्तु में त्वरण उत्पन्न करता है जिस पर यह कार्य करता है।
एक बल किसी वस्तु पर 3 कार्य कर सकता है
(a) यह किसी वस्तु की गति को बदल सकता है।
(b) यह किसी वस्तु की गति की दिशा बदल सकता है।
(c) यह वस्तु के आकार को बदल सकता है।
बल का SI मात्रक न्यूटन है।
न्यूटन: एक न्यूटन का बल 1 किग्रा द्रव्यमान की वस्तु पर 1 मी/से 2 का त्वरण उत्पन्न करता है ।
1N = 1 किग्रा मी/से 2
बल के प्रकार:

1. संतुलित बल: जब किसी पिंड पर विपरीत दिशा से लगने वाले बल, पिंड की विराम अवस्था या गति की अवस्था को परिवर्तित नहीं करते, तो ऐसे बलों को संतुलित बल कहते हैं।
2. असंतुलित बल: जब किसी पिंड पर कार्य करने वाले दो विपरीत बल किसी पिंड को अधिक बल की दिशा में ले जाते हैं या उसकी विराम अवस्था को बदल देते हैं, तो ऐसे बलों को असंतुलित बल कहा जाता है।
3. घर्षण बल: वह बल जो सदैव वस्तु की गति का विरोध करता है, घर्षण बल कहलाता है।

प्रश्न 3. जड़त्व क्या है? जड़त्व के विभिन्न प्रकारों की व्याख्या कीजिए। दैनिक जीवन में जड़त्व को दर्शाने वाले तीन उदाहरण दीजिए।
उत्तर:
जड़त्व: किसी वस्तु की अपनी विराम अवस्था या गति में परिवर्तन का विरोध करने की स्वाभाविक प्रवृत्ति को जड़त्व कहते हैं।
किसी वस्तु का द्रव्यमान उसके जड़त्व का माप है। इसका SI मात्रक किलोग्राम है।
जड़त्व के प्रकार:
विराम का जड़त्व: विराम अवस्था में वस्तु तब तक विराम अवस्था में ही रहेगी जब तक उस पर कोई बाह्य असंतुलित बल न लगाया जाए।
गति का जड़त्व: एकसमान गति की अवस्था में वस्तु समान गति और दिशा में तब तक गतिमान रहेगी जब तक उस पर कोई बाह्य असंतुलित बल न लगाया जाए।
दैनिक जीवन में जड़त्व के तीन उदाहरण हैं:

1. जब हम किसी वाहन में यात्रा कर रहे होते हैं और अचानक ब्रेक लगा दिए जाते हैं तो हम आगे की ओर गिर जाते हैं।
2. जब हम किसी पेड़ की शाखा को जोर से हिलाते हैं तो पत्तियाँ नीचे गिर जाती हैं।
3. यदि हमें कालीन से धूल हटानी हो तो हम कालीन को पीटते हैं जिससे धूल नीचे गिर जाती है।

गतिविधि

प्रश्न 1.

• एक मेज पर समान कैरम सिक्कों का ढेर बनाइये, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
• किसी अन्य कैरम सिक्के या स्ट्राइकर का उपयोग करके ढेर के निचले भाग पर एक तेज़ क्षैतिज प्रहार करें। यदि प्रहार पर्याप्त ज़ोरदार हो, तो सबसे नीचे का सिक्का तेज़ी से बाहर निकल जाएगा। सबसे नीचे वाले सिक्के के हटते ही, अन्य सिक्कों का जड़त्व उन्हें मेज पर लंबवत 'गिरने' पर मजबूर कर देता है।
  जड़त्व: यह किसी पिंड की अपनी स्थिर या गतिशील अवस्था को बनाए रखने की प्रवृत्ति है।
  

प्रश्न 2.

• चित्र में दिखाए अनुसार मेज पर रखे एक खाली कांच के गिलास को ढके हुए एक कठोर कार्ड पर पांच रुपये का सिक्का रखें।
• कार्ड को उंगली से क्षैतिज रूप से तेज़ी से झटका दें। अगर हम इसे तेज़ी से करते हैं, तो कार्ड उछलकर दूर चला जाएगा, जिससे सिक्का अपनी जड़ता के कारण कांच के गिलास में सीधा गिर जाएगा।
• 

उत्तर:  कार्ड को झटका देने के कारण उस पर लगाया गया बल कार्ड के जड़त्व को बदल देता है लेकिन सिक्का इस परिवर्तन का विरोध करता है और स्थिर अवस्था में रहता है अर्थात विराम का जड़त्व और गुरुत्वाकर्षण के कारण गिलास में नीचे गिर जाता है।

प्रश्न 3.

• एक ट्रे पर पानी से भरा गिलास रखें।
• ट्रे को पकड़ें और जितनी तेजी से हो सके घूमें।
• हम देखते हैं कि पानी छलक रहा है। क्यों?

उत्तर:  गिलास और ट्रे में भरा पानी विराम अवस्था में है। ट्रे को तेज़ गति से घुमाने/घूमने पर पानी गिरता है क्योंकि ट्रे और गिलास गति में आ जाते हैं जबकि गिलास में भरा पानी विराम अवस्था के जड़त्व पर रहता है।

प्रश्न 4.

• अगले पृष्ठ पर दिखाए अनुसार दो बच्चों को दो अलग-अलग गाड़ियों पर खड़े होने का अनुरोध करें।
• उन्हें रेत या किसी भारी चीज़ से भरा एक थैला दें। उन्हें थैले के साथ पकड़ने का खेल खेलने को कहें।
• क्या रेत की थैली फेंकने के परिणामस्वरूप उनमें से प्रत्येक को तात्कालिक प्रतिक्रिया (क्रिया) प्राप्त होती है?
• जब बच्चे एक-दूसरे की ओर बैग फेंकते हैं तो आप दोनों गाड़ियों की गति का निरीक्षण करने के लिए गाड़ी के पहियों पर एक सफेद रेखा खींच सकते हैं।

उत्तर: हाँ, इस स्थिति में रेत से भरा थैला फेंकने पर उनमें से प्रत्येक पर एक तात्कालिक प्रतिक्रिया होती है।
यह क्रियाकलाप न्यूटन के गति के तृतीय नियम को समझाता है, अर्थात् रेत से भरा थैला फेंकने पर बल आगे की ओर लगता है और इसे फेंकने वाला व्यक्ति पीछे की ओर धकेला जाता है।

प्रश्न 5.

• एक बड़ा रबर का गुब्बारा लें और उसे पूरा फुलाएँ। एक धागे से उसकी गर्दन बाँध दें। साथ ही, चिपकने वाली टेप की मदद से गुब्बारे की सतह पर एक स्ट्रॉ लगा दें।
• स्ट्रॉ में एक धागा डालें और धागे के एक सिरे को अपने हाथ में पकड़ें या दीवार पर लगा दें।
• अपने दोस्त से कहें कि वह धागे का दूसरा सिरा पकड़ ले या उसे कुछ दूरी पर दीवार पर लगा दे। यह व्यवस्था नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।
• अब गुब्बारे के गले पर बंधा धागा हटाएँ और गुब्बारे के मुँह से हवा निकलने दें।
• स्ट्रॉ की गति की दिशा का निरीक्षण करें।
  
  अवलोकन:
  जब गुब्बारे से हवा बाहर निकलती है, तो स्ट्रॉ गुब्बारे से बाहर निकली हवा की विपरीत दिशा में गति करता है।
  यह क्रियाकलाप संवेग संरक्षण नियम और न्यूटन के गति के तृतीय नियम की व्याख्या करता है।
  प्रारंभिक संवेग = अंतिम संवेग

प्रश्न 6.

• अच्छी गुणवत्ता वाले काँच के पदार्थ की एक परखनली लें और उसमें थोड़ा पानी डालें। उसके मुँह पर एक स्टॉप कॉर्क लगा दें।
• अब परखनली को दो डोरियों या तारों से क्षैतिज रूप से लटकाएं जैसा कि अगले पृष्ठ पर चित्र में दिखाया गया है।
• टेस्ट ट्यूब को बर्नर से तब तक गर्म करें जब तक पानी वाष्पीकृत न हो जाए और कॉर्क उड़ न जाए।
• ध्यान दें कि परखनली कॉर्क की दिशा के विपरीत दिशा में पीछे हटती है।
  
  प्रेक्षण:
  गर्म भाप कॉर्क को आगे की ओर धकेलती है। परखनली को पीछे की ओर धकेलती है।
  यह न्यूटन के गति के तृतीय नियम और संवेग संरक्षण की व्याख्या करता है।