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Mix Examples-Vectors Questions in Hindi

Class 11 Physics · 3-1.Vectors · Mix Examples-Vectors

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1
EasyMCQ
$10 \, N$ के पाँच समान बल एक बिंदु पर लगाए गए हैं और सभी एक ही तल में स्थित हैं। यदि उनके बीच के कोण समान हैं,तो परिणामी बल ........... $N$ होगा।
A
$0$
B
$10$
C
$20$
D
$10\sqrt{2}$

Solution

(A) जब $n$ समान परिमाण $F$ के बल एक ही तल में एक बिंदु पर इस प्रकार कार्य करते हैं कि क्रमिक बलों के बीच का कोण समान हो,तो उनके बीच का कोण $\theta = \frac{360^\circ}{n}$ द्वारा दिया जाता है।
यहाँ,$n = 5$ और $F = 10 \, N$ है।
क्रमिक बलों के बीच का कोण $\theta = \frac{360^\circ}{5} = 72^\circ$ है।
सदिश योग के बहुभुज नियम के अनुसार,यदि एक बिंदु पर कार्य करने वाले सदिशों के समूह को एक बंद बहुभुज की भुजाओं द्वारा क्रम में दर्शाया जा सकता है,तो उनका परिणामी बल शून्य होता है।
चूँकि ये पाँचों समान बल सममित हैं और एक तल में समान रूप से वितरित हैं,इसलिए जब उन्हें एक-दूसरे के सिरे से जोड़ा जाता है,तो वे एक बंद नियमित पंचभुज बनाते हैं।
अतः,परिणामी बल $0 \, N$ होगा।
2
DifficultMCQ
दो सदिशों $A$ और $B$ का परिणामी सदिश $A$ के लंबवत है और इसका परिमाण सदिश $B$ के परिमाण का आधा है। $A$ और $B$ के बीच का कोण ....... $^o$ है।
A
$120$
B
$150$
C
$135$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) माना परिणामी सदिश $R$ है। दिया गया है कि $R \perp A$,अतः $R$ और $A$ के बीच का कोण $90^\circ$ है।
सदिश योग के सूत्र के अनुसार,परिणामी सदिश $R$ द्वारा सदिश $A$ के साथ बनाया गया कोण $\alpha$ इस प्रकार है: $\tan \alpha = \frac{B \sin \theta}{A + B \cos \theta}$।
चूंकि $\alpha = 90^\circ$ है,$\tan 90^\circ$ अपरिभाषित है,जिसका अर्थ है कि हर शून्य होना चाहिए: $A + B \cos \theta = 0$,इसलिए $\cos \theta = -\frac{A}{B}$।
परिणामी सदिश का परिमाण $R = \sqrt{A^2 + B^2 + 2AB \cos \theta}$ है।
दिया गया है कि $R = \frac{B}{2}$,इसलिए $\frac{B^2}{4} = A^2 + B^2 + 2AB \cos \theta$।
समीकरण में $\cos \theta = -\frac{A}{B}$ रखने पर: $\frac{B^2}{4} = A^2 + B^2 + 2AB(-\frac{A}{B}) = A^2 + B^2 - 2A^2 = B^2 - A^2$।
इसे हल करने पर $A^2 = B^2 - \frac{B^2}{4} = \frac{3B^2}{4}$,अतः $A = \frac{\sqrt{3}}{2}B$ प्राप्त होता है।
अंत में,$\cos \theta = -\frac{A}{B} = -\frac{\sqrt{3}}{2}$।
अतः,$\theta = 150^\circ$।
3
DifficultMCQ
दो सदिशों $\overrightarrow{P}$ और $\overrightarrow{Q}$ का परिणामी $\overrightarrow{R}$ है। यदि $\overrightarrow{Q}$ को दोगुना कर दिया जाए,तो नया परिणामी $\overrightarrow{P}$ के लंबवत हो जाता है। तब $R$ का मान क्या होगा?
A
$P$
B
$P+Q$
C
$Q$
D
$P-Q$

Solution

(C) माना सदिशों $\overrightarrow{P}$ और $\overrightarrow{Q}$ के बीच का कोण $\alpha$ है। परिणामी $\overrightarrow{R}$ का परिमाण इस प्रकार है:
$R^2 = P^2 + Q^2 + 2PQ \cos \alpha \quad \dots(1)$
जब $\overrightarrow{Q}$ को दोगुना करके $2\overrightarrow{Q}$ किया जाता है,तो नया परिणामी $\overrightarrow{R_1}$ प्राप्त होता है। इसके परिमाण का वर्ग:
$R_1^2 = P^2 + (2Q)^2 + 2P(2Q) \cos \alpha = P^2 + 4Q^2 + 4PQ \cos \alpha \quad \dots(2)$
दिया गया है कि नया परिणामी $\overrightarrow{R_1}$,$\overrightarrow{P}$ के लंबवत है,अतः सदिश योग $\overrightarrow{R_1} = \overrightarrow{P} + 2\overrightarrow{Q}$ से $\overrightarrow{P} \cdot \overrightarrow{R_1} = 0$ होगा। $\overrightarrow{P} \cdot (\overrightarrow{P} + 2\overrightarrow{Q}) = 0$ लेने पर,$P^2 + 2PQ \cos \alpha = 0$,अर्थात $2PQ \cos \alpha = -P^2 \quad \dots(3)$
समीकरण $(3)$ का मान समीकरण $(1)$ में रखने पर:
$R^2 = P^2 + Q^2 + (-P^2) = Q^2$
अतः,$R = Q$.
4
MediumMCQ
दिया गया है कि $\overrightarrow{A} + \overrightarrow{B} = \overrightarrow{C}$ और $\overrightarrow{C}$,$\overrightarrow{A}$ के लंबवत $(\perp)$ है। यदि $|\overrightarrow{A}| = |\overrightarrow{C}|$ है,तो $\overrightarrow{A}$ और $\overrightarrow{B}$ के बीच का कोण क्या है?
A
$\frac{\pi}{4} \text{ रेडियन}$
B
$\frac{\pi}{2} \text{ रेडियन}$
C
$\frac{3\pi}{4} \text{ रेडियन}$
D
$\pi \text{ रेडियन}$

Solution

(C) दिया गया है $\overrightarrow{A} + \overrightarrow{B} = \overrightarrow{C}$,जिसका अर्थ है $\overrightarrow{B} = \overrightarrow{C} - \overrightarrow{A}$.
चूंकि $\overrightarrow{C} \perp \overrightarrow{A}$,सदिश $\overrightarrow{C}$ और $-\overrightarrow{A}$ एक समकोण त्रिभुज बनाते हैं जिसमें $\overrightarrow{B}$ कर्ण है।
अतः,$B^2 = C^2 + A^2$.
दिया गया है कि $|\overrightarrow{A}| = |\overrightarrow{C}|$,इसलिए $C = A$ प्रतिस्थापित करने पर:
$B^2 = A^2 + A^2 = 2A^2$,अर्थात $B = \sqrt{2}A$.
सदिश योग $\overrightarrow{C} = \overrightarrow{A} + \overrightarrow{B}$ के लिए कोज्या नियम (law of cosines) का उपयोग करने पर:
$C^2 = A^2 + B^2 + 2AB \cos \theta$,जहाँ $\theta$,$\overrightarrow{A}$ और $\overrightarrow{B}$ के बीच का कोण है।
$C^2 = A^2$ और $B^2 = 2A^2$ रखने पर:
$A^2 = A^2 + 2A^2 + 2A(\sqrt{2}A) \cos \theta$.
$A^2 = 3A^2 + 2\sqrt{2}A^2 \cos \theta$.
$-2A^2 = 2\sqrt{2}A^2 \cos \theta$.
$\cos \theta = -\frac{1}{\sqrt{2}}$.
इसलिए,$\theta = \frac{3\pi}{4} \text{ रेडियन}$।
5
DifficultMCQ
दो दिए गए सदिशों के परिणामी का अधिकतम और न्यूनतम परिमाण क्रमशः $17$ इकाई और $7$ इकाई है। यदि ये दो सदिश एक-दूसरे के लंबवत हैं,तो उनके परिणामी का परिमाण क्या होगा?
A
$14$
B
$16$
C
$18$
D
$13$

Solution

(D) मान लीजिए कि दो सदिशों के परिमाण $A$ और $B$ हैं।
परिणामी का अधिकतम परिमाण $R_{\max} = A + B = 17$ है।
परिणामी का न्यूनतम परिमाण $R_{\min} = |A - B| = 7$ है।
इन दोनों समीकरणों को जोड़ने पर: $(A + B) + (A - B) = 17 + 7 \implies 2A = 24 \implies A = 12$.
$A = 12$ को पहले समीकरण में रखने पर: $12 + B = 17 \implies B = 5$.
जब दो सदिश एक-दूसरे के लंबवत होते हैं $(\theta = 90^\circ)$,तो उनके परिणामी $R$ का परिमाण $R = \sqrt{A^2 + B^2}$ द्वारा दिया जाता है।
मान रखने पर: $R = \sqrt{12^2 + 5^2} = \sqrt{144 + 25} = \sqrt{169} = 13$ इकाई।
6
DifficultMCQ
यदि $P = Q = R$ और $\vec{P} + \vec{Q} = \vec{R}$ है,और $\vec{P}$ तथा $\vec{R}$ के बीच का कोण $\theta_1$ है। यदि $\vec{P} + \vec{Q} + \vec{R} = \vec{0}$ है,और $\vec{P}$ तथा $\vec{R}$ के बीच का कोण $\theta_2$ है,तो $\theta_1$ और $\theta_2$ के बीच क्या संबंध है?
A
$\theta_1 = \theta_2$
B
$\theta_1 = \theta_2 / 2$
C
$\theta_1 = 2\theta_2$
D
उपरोक्त में से कोई नहीं

Solution

(B) दिया गया है $P = Q = R$।
स्थिति $1$: $\vec{P} + \vec{Q} = \vec{R} \implies \vec{Q} = \vec{R} - \vec{P}$।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $Q^2 = R^2 + P^2 - 2RP \cos \theta_1$।
चूंकि $P = Q = R$,हमारे पास है $P^2 = P^2 + P^2 - 2P^2 \cos \theta_1 \implies P^2 = 2P^2(1 - \cos \theta_1) \implies 1 = 2 - 2 \cos \theta_1 \implies 2 \cos \theta_1 = 1 \implies \cos \theta_1 = 1/2 \implies \theta_1 = 60^\circ$।
स्थिति $2$: $\vec{P} + \vec{Q} + \vec{R} = \vec{0} \implies \vec{P} + \vec{R} = -\vec{Q}$।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $P^2 + R^2 + 2PR \cos \theta_2 = Q^2$।
चूंकि $P = Q = R$,हमारे पास है $P^2 + P^2 + 2P^2 \cos \theta_2 = P^2 \implies 2P^2 + 2P^2 \cos \theta_2 = P^2 \implies 2 \cos \theta_2 = -1 \implies \cos \theta_2 = -1/2 \implies \theta_2 = 120^\circ$।
अतः,$\theta_2 = 2\theta_1$,जिसका अर्थ है $\theta_1 = \theta_2 / 2$।
7
DifficultMCQ
$\vec{A} + \vec{B} + \vec{C} = \vec{0}$ दिया गया है। तीन सदिशों में से दो सदिशों का परिमाण समान है और तीसरे सदिश का परिमाण अन्य दो के परिमाण का $\sqrt{2}$ गुना है। सदिशों के बीच के कोण क्या होंगे?
A
$30^\circ, 60^\circ, 90^\circ$
B
$45^\circ, 45^\circ, 90^\circ$
C
$45^\circ, 60^\circ, 90^\circ$
D
$90^\circ, 135^\circ, 135^\circ$

Solution

(D) दिया गया है कि $\vec{A} + \vec{B} + \vec{C} = \vec{0}$. मान लीजिए $|A| = |B| = x$. तो $|C| = \sqrt{2}x$.
$\vec{A} + \vec{B} = -\vec{C}$ से,दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $A^2 + B^2 + 2AB \cos \theta_1 = C^2$.
मान रखने पर: $x^2 + x^2 + 2x^2 \cos \theta_1 = (\sqrt{2}x)^2$.
$2x^2 + 2x^2 \cos \theta_1 = 2x^2 \Rightarrow 2x^2 \cos \theta_1 = 0 \Rightarrow \cos \theta_1 = 0 \Rightarrow \theta_1 = 90^\circ$.
अब,$\vec{B} + \vec{C} = -\vec{A}$ पर विचार करें। दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $B^2 + C^2 + 2BC \cos \theta_2 = A^2$.
मान रखने पर: $x^2 + 2x^2 + 2(x)(\sqrt{2}x) \cos \theta_2 = x^2$.
$2x^2 + 2\sqrt{2}x^2 \cos \theta_2 = 0 \Rightarrow 2\sqrt{2}x^2 \cos \theta_2 = -2x^2$.
$\cos \theta_2 = -\frac{1}{\sqrt{2}} \Rightarrow \theta_2 = 135^\circ$.
चूंकि $|A| = |B|$,समरूपता के कारण,$\vec{A}$ और $\vec{C}$ के बीच का कोण भी $\theta_3 = 135^\circ$ होगा।
अतः,सदिशों के बीच के कोण $90^\circ, 135^\circ, 135^\circ$ हैं।
8
MediumMCQ
यदि $\vec{A} = 3\hat{i} + 4\hat{j}$ और $\vec{B} = 6\hat{i} + 8\hat{j}$ है,जहाँ $A$ और $B$ क्रमशः सदिश $\vec{A}$ और $\vec{B}$ के परिमाण हैं,तो निम्नलिखित में से कौन सा गलत है?
A
$\vec{A} \times \vec{B} = 0$
B
$\frac{A}{B} = \frac{1}{2}$
C
$\vec{A} \cdot \vec{B} = 40$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) दिया गया है $\vec{A} = 3\hat{i} + 4\hat{j}$ और $\vec{B} = 6\hat{i} + 8\hat{j}$।
परिमाण $A = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5$ और $B = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10$ हैं।
विकल्प $(A)$ की जाँच करें: $\vec{A} \times \vec{B} = (3\hat{i} + 4\hat{j}) \times (6\hat{i} + 8\hat{j}) = (3 \times 8 - 4 \times 6)\hat{k} = (24 - 24)\hat{k} = 0$। यह सही है।
विकल्प $(B)$ की जाँच करें: $\frac{A}{B} = \frac{5}{10} = \frac{1}{2}$। यह सही है।
विकल्प $(C)$ की जाँच करें: $\vec{A} \cdot \vec{B} = (3)(6) + (4)(8) = 18 + 32 = 50$। विकल्प में $40$ दिया गया है,जो गलत है।
अतः,गलत कथन विकल्प $(C)$ है।
9
EasyMCQ
निम्नलिखित में से कौन सा सत्य नहीं है? यदि $\overrightarrow A = 3\hat i + 4\hat j$ और $\overrightarrow B = 6\hat i + 8\hat j$ है,जहाँ $A$ और $B$,$\overrightarrow A$ और $\overrightarrow B$ के परिमाण हैं।
A
$\overrightarrow A \times \overrightarrow B = 0$
B
$\frac{A}{B} = \frac{1}{4}$
C
$\overrightarrow A \cdot \overrightarrow B = 50$
D
$A = 5$

Solution

(B) सबसे पहले,सदिशों के परिमाण की गणना करें:
$A = |\overrightarrow A| = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$.
$B = |\overrightarrow B| = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10$.
अब,प्रत्येक विकल्प का मूल्यांकन करें:
$A$: $\overrightarrow A \times \overrightarrow B = (3\hat i + 4\hat j) \times (6\hat i + 8\hat j) = (3 \times 8 - 4 \times 6)\hat k = (24 - 24)\hat k = 0$. यह सत्य है।
$B$: $\frac{A}{B} = \frac{5}{10} = \frac{1}{2}$. कथन $\frac{A}{B} = \frac{1}{4}$ असत्य है।
$C$: $\overrightarrow A \cdot \overrightarrow B = (3)(6) + (4)(8) = 18 + 32 = 50$. यह सत्य है।
$D$: $A = 5$. यह सत्य है।
अतः,जो कथन सत्य नहीं है वह $\frac{A}{B} = \frac{1}{4}$ है।
10
MediumMCQ
यदि $A = 3 \hat{i} + 4 \hat{j}$ और $B = 6 \hat{i} + 8 \hat{j}$ दिया गया है,तो निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही है?
A
$A \times B = 0$
B
$\frac{|A|}{|B|} = \frac{1}{2}$
C
$(a)$ और $(b)$ दोनों
D
$A \cdot B = 48$

Solution

(C) सबसे पहले,सदिश $A$ और $B$ के परिमाण (magnitudes) की गणना करें:
$|A| = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$
$|B| = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10$
अब,कथन $(b)$ की जाँच करें: $\frac{|A|}{|B|} = \frac{5}{10} = \frac{1}{2}$. यह सही है।
इसके बाद,ध्यान दें कि $B = 2(3 \hat{i} + 4 \hat{j}) = 2A$ है। चूँकि $B$,$A$ का एक अदिश गुणज है,इसलिए सदिश समांतर हैं।
समांतर सदिशों के लिए,उनका क्रॉस गुणनफल शून्य होता है: $A \times B = 0$. यह भी सही है।
चूँकि $(a)$ और $(b)$ दोनों सही हैं,इसलिए सही विकल्प $(c)$ है।
11
DifficultMCQ
$100$ समतलीय बल,जिनमें से प्रत्येक $10 \ N$ के बराबर है,एक पिंड पर कार्य करते हैं। प्रत्येक बल पिछले बल के साथ $\pi/50$ रेडियन का कोण बनाता है। बलों का परिणामी बल $N$ में क्या है?
A
$1000$
B
$500$
C
$250$
D
$0$

Solution

(D) जब समान परिमाण $F$ के $n$ समतलीय बल इस प्रकार व्यवस्थित होते हैं कि प्रत्येक बल पिछले बल के साथ समान कोण $\Delta\theta$ बनाता है,तो वे एक बंद बहुभुज बनाते हैं यदि कुल कोण $2\pi$ का गुणज हो।
यहाँ,बलों की संख्या $n = 100$ है।
लगातार बलों के बीच का कोण $\Delta\theta = \pi/50$ है।
बलों द्वारा कवर किया गया कुल कोण $\theta_{total} = n \times \Delta\theta = 100 \times (\pi/50) = 2\pi$ है।
चूंकि बल समतलीय हैं और कुल कोण $2\pi$ है,इसलिए ये बल सदिश योग में एक बंद बहुभुज बनाते हैं।
अतः,इन बलों का सदिश योग (परिणामी बल) $0 \ N$ है।
12
MediumMCQ
यदि $\theta$ दो सदिशों $\vec{A}$ और $\vec{B}$ के बीच का कोण है,तो निम्नलिखित दो स्तंभों का मिलान करें।
स्तंभ $I$ स्तंभ $II$
$(A)$ $\vec{A} \cdot \vec{B} = |\vec{A} \times \vec{B}|$ $(p)$ $\theta = 45^{\circ}$ या $135^{\circ}$
$(B)$ $\vec{A} \cdot \vec{B} = B^2$ $(q)$ $\theta = 0^{\circ}$
$(C)$ $|\vec{A} + \vec{B}| = |\vec{A} - \vec{B}|$ $(r)$ $\vec{A} = \vec{B}$
$(D)$ $|\vec{A} \times \vec{B}| = AB$ $(s)$ $\theta = 90^{\circ}$
A
$(A \rightarrow p, B \rightarrow q, C \rightarrow s, D \rightarrow s)$
B
$(A \rightarrow q, B \rightarrow r, C \rightarrow p, D \rightarrow s)$
C
$(A \rightarrow p, B \rightarrow r, C \rightarrow s, D \rightarrow s)$
D
$(A \rightarrow s, B \rightarrow p, C \rightarrow q, D \rightarrow r)$

Solution

(A) $\vec{A} \cdot \vec{B} = |\vec{A} \times \vec{B}| \implies AB \cos \theta = AB \sin \theta \implies \tan \theta = 1 \implies \theta = 45^{\circ}$ या $135^{\circ}$। अतः,$A \rightarrow p$।
$(B)$ $\vec{A} \cdot \vec{B} = B^2 \implies AB \cos \theta = B^2 \implies A \cos \theta = B$। यदि $A=B$ है,तो $\cos \theta = 1 \implies \theta = 0^{\circ}$। अतः,$B \rightarrow q, r$।
$(C)$ $|\vec{A} + \vec{B}| = |\vec{A} - \vec{B}| \implies A^2 + B^2 + 2AB \cos \theta = A^2 + B^2 - 2AB \cos \theta \implies 4AB \cos \theta = 0 \implies \theta = 90^{\circ}$। अतः,$C \rightarrow s$।
$(D)$ $|\vec{A} \times \vec{B}| = AB \implies AB \sin \theta = AB \implies \sin \theta = 1 \implies \theta = 90^{\circ}$। अतः,$D \rightarrow s$।
13
MediumMCQ
दो सदिशों $A$ और $B$ का परिमाण समान $x$ है। उनके बीच का कोण $60^{\circ}$ है। निम्नलिखित दो स्तंभों का मिलान करें:
स्तंभ $I$ स्तंभ $II$
$(A) |A+B|$ $(p) \frac{\sqrt{3}}{2} x^2$
$(B) |A-B|$ $(q) x$
$(C) A \cdot B$ $(r) \sqrt{3} x$
$(D) |A \times B|$ $(s) \frac{x^2}{2}$
A
$(A \rightarrow r, B \rightarrow q, C \rightarrow s, D \rightarrow p)$
B
$(A \rightarrow q, B \rightarrow r, C \rightarrow s, D \rightarrow p)$
C
$(A \rightarrow s, B \rightarrow q, C \rightarrow r, D \rightarrow p)$
D
$(A \rightarrow r, B \rightarrow q, C \rightarrow p, D \rightarrow s)$

Solution

(A) दिया गया है: $|A| = |B| = x$ और $\theta = 60^{\circ}$।
$(A) |A+B| = \sqrt{x^2 + x^2 + 2x^2 \cos(60^{\circ})} = \sqrt{2x^2 + 2x^2(0.5)} = \sqrt{3x^2} = \sqrt{3}x$। अतः,$(A \rightarrow r)$।
$(B) |A-B| = \sqrt{x^2 + x^2 - 2x^2 \cos(60^{\circ})} = \sqrt{2x^2 - 2x^2(0.5)} = \sqrt{x^2} = x$। अतः,$(B \rightarrow q)$।
$(C) A \cdot B = |A||B| \cos(60^{\circ}) = x \cdot x \cdot 0.5 = \frac{x^2}{2}$। अतः,$(C \rightarrow s)$।
$(D) |A \times B| = |A||B| \sin(60^{\circ}) = x \cdot x \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{2}x^2$। अतः,$(D \rightarrow p)$।
अतः,सही मिलान $(A \rightarrow r, B \rightarrow q, C \rightarrow s, D \rightarrow p)$ है।
14
MediumMCQ
स्तंभ-$I$ को स्तंभ-$II$ के साथ सुमेलित कीजिए।
स्तंभ-$I$ स्तंभ-$II$
$(1)$ दो परस्पर लंबवत सदिशों का परिणामी $(a)$ उनके बीच के कोण के समद्विभाजक के अनुदिश
$(2)$ $\overrightarrow A \times \overrightarrow B$ की दिशा $(b)$ समतलीय
$(c)$ $\overrightarrow A$ और $\overrightarrow B$ वाले तल के लंबवत
A
$(1-a), (2-b)$
B
$(1-a), (2-c)$
C
$(1-c), (2-b)$
D
$(1-b), (2-a)$

Solution

$(1)$ समान परिमाण वाले दो सदिशों के लिए,परिणामी सदिश उनके बीच के कोण के समद्विभाजक पर स्थित होता है। यदि परिमाण असमान हैं,तो परिणामी बड़े सदिश के करीब होता है। सामान्यतः,इस प्रकार के प्रश्नों में परिणामी सदिश की दिशा को कोण के समद्विभाजक के साथ जोड़ा जाता है।
$(2)$ सदिश गुणनफल $\overrightarrow A \times \overrightarrow B$ की परिभाषा के अनुसार,यह $\overrightarrow A$ और $\overrightarrow B$ दोनों को समाहित करने वाले तल के लंबवत होता है (दाएं हाथ के नियम के अनुसार)। अतः,$(2)$ का मिलान $(c)$ से होता है।
15
MediumMCQ
यदि $\overrightarrow{ F }=2 \hat{ i }+\hat{ j }-\hat{ k }$ और $\overrightarrow{ r }=3 \hat{ i }+2 \hat{ j }-2 \hat{ k }$ है,तो $\overrightarrow{ F }$ और $\overrightarrow{ r }$ के अदिश और सदिश गुणनफल के परिमाण क्रमशः क्या होंगे?
A
$5, \sqrt{3}$
B
$4, \sqrt{5}$
C
$10, \sqrt{2}$
D
$10, 2$

Solution

(C) दिया गया है: $\overrightarrow{ F }=2 \hat{ i }+\hat{ j }-\hat{ k }$ और $\overrightarrow{ r }=3 \hat{ i }+2 \hat{ j }-2 \hat{ k }$.
$1$. अदिश गुणनफल (डॉट प्रोडक्ट):
$\overrightarrow{ F } \cdot \overrightarrow{ r } = (2)(3) + (1)(2) + (-1)(-2) = 6 + 2 + 2 = 10$.
$2$. सदिश गुणनफल (क्रॉस प्रोडक्ट):
$\overrightarrow{ F } \times \overrightarrow{ r } = \begin{vmatrix} \hat{ i } & \hat{ j } & \hat{ k } \\ 2 & 1 & -1 \\ 3 & 2 & -2 \end{vmatrix}$
$= \hat{ i }((1)(-2) - (-1)(2)) - \hat{ j }((2)(-2) - (-1)(3)) + \hat{ k }((2)(2) - (1)(3))$
$= \hat{ i }(-2 + 2) - \hat{ j }(-4 + 3) + \hat{ k }(4 - 3)$
$= 0 \hat{ i } + 1 \hat{ j } + 1 \hat{ k } = \hat{ j } + \hat{ k }$.
$3$. सदिश गुणनफल का परिमाण:
$|\overrightarrow{ F } \times \overrightarrow{ r }| = \sqrt{0^2 + 1^2 + 1^2} = \sqrt{2}$.
अतः,परिमाण $10$ और $\sqrt{2}$ हैं।
16
MediumMCQ
दो कण मूल बिंदु से समान दूरी पर स्थित हैं। इनके स्थिति सदिश क्रमशः $\overrightarrow{A} = 2\hat{i} + 3n\hat{j} + 2\hat{k}$ और $\overrightarrow{B} = 2\hat{i} - 2\hat{j} + 4p\hat{k}$ द्वारा दर्शाए गए हैं। यदि दोनों सदिश एक-दूसरे के लंबवत हैं,तो $n^{-1}$ का मान . . . . . . है।
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$5$

Solution

(B) दिया गया है कि कण मूल बिंदु से समान दूरी पर हैं,इसलिए उनके परिमाण समान हैं: $|\overrightarrow{A}| = |\overrightarrow{B}|$.
$|\overrightarrow{A}|^2 = |\overrightarrow{B}|^2 \implies 2^2 + (3n)^2 + 2^2 = 2^2 + (-2)^2 + (4p)^2$.
$4 + 9n^2 + 4 = 4 + 4 + 16p^2 \implies 8 + 9n^2 = 8 + 16p^2 \implies 9n^2 = 16p^2$.
वर्गमूल लेने पर,$3n = \pm 4p$,अतः $p = \pm \frac{3n}{4}$.
चूंकि सदिश लंबवत हैं,उनका अदिश गुणनफल शून्य होगा: $\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = 0$.
$(2)(2) + (3n)(-2) + (2)(4p) = 0 \implies 4 - 6n + 8p = 0$.
स्थिति $1$: $p = \frac{3n}{4}$ को अदिश गुणनफल के समीकरण में रखने पर: $4 - 6n + 8(\frac{3n}{4}) = 0 \implies 4 - 6n + 6n = 0 \implies 4 = 0$ (असंभव)।
स्थिति $2$: $p = -\frac{3n}{4}$ को अदिश गुणनफल के समीकरण में रखने पर: $4 - 6n + 8(-\frac{3n}{4}) = 0 \implies 4 - 6n - 6n = 0 \implies 12n = 4 \implies n = \frac{1}{3}$.
अतः,$n^{-1} = \frac{1}{n} = 3$.
17
DifficultMCQ
एक व्यक्ति $3 \hat{i} + 4 \hat{j}$ की दिशा में $30 \ m$ की यात्रा करता है और फिर प्रारंभिक दिशा के लंबवत '$d$' मीटर चलता है ताकि उसका कुल विस्थापन $x$-अक्ष के अनुदिश हो। '$d$' का मान क्या है?
A
$24$
B
$36$
C
$16$
D
$40$

Solution

(D) प्रारंभिक विस्थापन सदिश $\vec{S}_1$,$3 \hat{i} + 4 \hat{j}$ की दिशा में है। इकाई सदिश $\hat{u} = \frac{3 \hat{i} + 4 \hat{j}}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = \frac{3 \hat{i} + 4 \hat{j}}{5}$ है।
अतः,$\vec{S}_1 = 30 \times \left(\frac{3 \hat{i} + 4 \hat{j}}{5}\right) = 18 \hat{i} + 24 \hat{j} \ m$.
माना दूसरा विस्थापन $\vec{S}_2 = d \hat{n}$ है,जहाँ $\hat{n}$,$\vec{S}_1$ के लंबवत इकाई सदिश है। चूँकि $\vec{S}_1 = 18 \hat{i} + 24 \hat{j}$ है,एक लंबवत सदिश $4 \hat{i} - 3 \hat{j}$ के समानुपाती होगा।
अतः,$\vec{S}_2 = k(4 \hat{i} - 3 \hat{j})$। इसका परिमाण $d = |k| \sqrt{4^2 + (-3)^2} = 5|k|$ है।
कुल विस्थापन $\vec{S}_{net} = \vec{S}_1 + \vec{S}_2 = (18 + 4k) \hat{i} + (24 - 3k) \hat{j}$ है।
चूँकि कुल विस्थापन $x$-अक्ष के अनुदिश है,$y$-घटक शून्य होना चाहिए:
$24 - 3k = 0 \implies k = 8$.
तब $\vec{S}_2 = 8(4 \hat{i} - 3 \hat{j}) = 32 \hat{i} - 24 \hat{j}$।
इसका परिमाण $d = |\vec{S}_2| = \sqrt{32^2 + (-24)^2} = \sqrt{1024 + 576} = \sqrt{1600} = 40 \ m$.
18
MediumMCQ
यदि $\overrightarrow{A}=3 \hat{\imath}-2 \hat{\jmath}+\hat{k}$,$\overrightarrow{B}=\hat{\imath}-3 \hat{\jmath}+5 \hat{k}$ और $\overrightarrow{C}=2 \hat{\imath}+\hat{\jmath}-4 \hat{k}$ एक समकोण त्रिभुज बनाते हैं,तो निम्नलिखित में से कौन सा संतुष्ट होता है?
A
$\overrightarrow{B}=\overrightarrow{A}+\overrightarrow{C}, B^{2}=A^{2}+C^{2}$
B
$\overrightarrow{A}=\overrightarrow{B}+\overrightarrow{C}, B^{2}=A^{2}-C^{2}$
C
$\overrightarrow{C}=\overrightarrow{A}+\overrightarrow{B}, C^{2}=A^{2}+B^{2}$
D
$\overrightarrow{A}=\overrightarrow{B}+\overrightarrow{C}, B^{2}=A^{2}+C^{2}$

Solution

(D) दिए गए सदिश $\vec{A}=3 \hat{\imath}-2 \hat{\jmath}+\hat{k}$,$\vec{B}=\hat{\imath}-3 \hat{\jmath}+5 \hat{k}$,और $\vec{C}=2 \hat{\imath}+\hat{\jmath}-4 \hat{k}$ हैं।
सबसे पहले,सदिश योग संबंध की जाँच करें:
$\vec{B}+\vec{C} = (\hat{\imath}-3 \hat{\jmath}+5 \hat{k}) + (2 \hat{\imath}+\hat{\jmath}-4 \hat{k}) = 3 \hat{\imath}-2 \hat{\jmath}+\hat{k} = \vec{A}$.
इस प्रकार,$\vec{A}=\vec{B}+\vec{C}$ संतुष्ट होता है।
अब,परिमाण के वर्गों की गणना करें:
$A^2 = |\vec{A}|^2 = 3^2 + (-2)^2 + 1^2 = 9 + 4 + 1 = 14$.
$B^2 = |\vec{B}|^2 = 1^2 + (-3)^2 + 5^2 = 1 + 9 + 25 = 35$.
$C^2 = |\vec{C}|^2 = 2^2 + 1^2 + (-4)^2 = 4 + 1 + 16 = 21$.
मानों को देखने पर,$B^2 = 35$ और $A^2 + C^2 = 14 + 21 = 35$.
इसलिए,$B^2 = A^2 + C^2$ संतुष्ट होता है।
अतः,सही विकल्प $\vec{A}=\vec{B}+\vec{C}$ और $B^2=A^2+C^2$ है।
19
EasyMCQ
$6$ इकाई परिमाण वाला एक सदिश $\vec{A}$,$x$-अक्ष पर स्थित सदिश $\vec{B}$ में जोड़ा जाता है। $\vec{A}$ और $\vec{B}$ का परिणामी सदिश $y$-अक्ष पर है। यदि $\vec{A}$ और $\vec{B}$ के परिणामी का परिमाण $\vec{B}$ के परिमाण का तीन गुना है,तो $\vec{B}$ का परिमाण क्या है?
A
$\sqrt{1.8}$
B
$\sqrt{2.4}$
C
$\sqrt{3.6}$
D
$\sqrt{1.2}$

Solution

(C) मान लीजिए $\vec{B} = B\hat{i}$ और $\vec{A} = A_x\hat{i} + A_y\hat{j}$ है। दिया गया है $|\vec{A}| = 6$,इसलिए $A_x^2 + A_y^2 = 36$ है।
चूंकि परिणामी सदिश $\vec{R} = \vec{A} + \vec{B} = (A_x + B)\hat{i} + A_y\hat{j}$ $y$-अक्ष पर है,इसलिए इसका $x$-घटक शून्य होना चाहिए: $A_x + B = 0$,अतः $A_x = -B$ है।
$A_x = -B$ को परिमाण समीकरण में रखने पर: $(-B)^2 + A_y^2 = 36$,जिससे $A_y^2 = 36 - B^2$ प्राप्त होता है।
परिणामी सदिश $\vec{R} = A_y\hat{j}$ है,इसलिए इसका परिमाण $|\vec{R}| = |A_y| = \sqrt{36 - B^2}$ है।
दिया गया है $|\vec{R}| = 3B$,इसलिए $\sqrt{36 - B^2} = 3B$ है।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $36 - B^2 = 9B^2$,जो सरल होकर $10B^2 = 36$ हो जाता है।
अतः,$B^2 = 3.6$,इसलिए $B = \sqrt{3.6}$ इकाई है।
20
MediumMCQ
यदि $\vec{A}=\hat{i}+\hat{j}+3 \hat{k}$,$\vec{B}=-\hat{i}+\hat{j}+4 \hat{k}$ और $\vec{C}=2 \hat{i}-2 \hat{j}-8 \hat{k}$ है,तो सदिशों $\vec{P}=\vec{A}+\vec{B}+\vec{C}$ और $\vec{Q}=(\vec{A} \times \vec{B})$ के बीच का कोण (डिग्री में) क्या है ($^{\circ}$ में)?
A
$0$
B
$45$
C
$90$
D
$60$

Solution

(C) सबसे पहले,$\vec{P} = \vec{A} + \vec{B} + \vec{C} = (1-1+2)\hat{i} + (1+1-2)\hat{j} + (3+4-8)\hat{k} = 2\hat{i} + 0\hat{j} - 1\hat{k}$ की गणना करें।
इसके बाद,$\vec{Q} = \vec{A} \times \vec{B} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 1 & 1 & 3 \\ -1 & 1 & 4 \end{vmatrix} = \hat{i}(4-3) - \hat{j}(4+3) + \hat{k}(1+1) = 1\hat{i} - 7\hat{j} + 2\hat{k}$ की गणना करें।
अब,डॉट प्रोडक्ट $\vec{P} \cdot \vec{Q} = (2)(1) + (0)(-7) + (-1)(2) = 2 + 0 - 2 = 0$ ज्ञात करें।
चूंकि डॉट प्रोडक्ट $0$ है,इसलिए सदिश $\vec{P}$ और $\vec{Q}$ एक-दूसरे के लंबवत हैं।
अतः,उनके बीच का कोण $90^{\circ}$ है।
21
MediumMCQ
तीन सदिश $\vec{A}=3 \hat{i}-2 \hat{j}+\hat{k}$,$\vec{B}=\hat{i}-3 \hat{j}+5 \hat{k}$ और $\vec{C}=2 \hat{i}-\hat{j}+4 \hat{k}$ क्या बनाएंगे?
A
समद्विबाहु त्रिभुज।
B
समबाहु त्रिभुज।
C
कोई त्रिभुज नहीं।
D
समकोण त्रिभुज।

Solution

(C) यह निर्धारित करने के लिए कि क्या सदिश एक त्रिभुज बनाते हैं,हम जांचते हैं कि क्या उनका योग शून्य है या क्या उन्हें हेड-टू-टेल व्यवस्थित किया जा सकता है।
सबसे पहले,सदिशों का योग ज्ञात करें: $\vec{A} + \vec{B} + \vec{C} = (3+1+2) \hat{i} + (-2-3-1) \hat{j} + (1+5+4) \hat{k} = 6 \hat{i} - 6 \hat{j} + 10 \hat{k} \neq 0$.
चूंकि योग शून्य नहीं है,इसलिए वे एक बंद लूप नहीं बनाते हैं।
वैकल्पिक रूप से,जांचें कि क्या कोई सदिश अन्य दो का योग है।
$\vec{A} + \vec{B} = 4 \hat{i} - 5 \hat{j} + 6 \hat{k} \neq \vec{C}$.
$\vec{A} + \vec{C} = 5 \hat{i} - 3 \hat{j} + 5 \hat{k} \neq \vec{B}$.
$\vec{B} + \vec{C} = 3 \hat{i} - 4 \hat{j} + 9 \hat{k} \neq \vec{A}$.
चूंकि कोई भी सदिश अन्य दो का परिणामी नहीं है,इसलिए ये सदिश त्रिभुज नहीं बना सकते हैं।

3-1.Vectors — Mix Examples-Vectors · Frequently Asked Questions

1Are these 3-1.Vectors questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

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3How do I generate a question paper from this subtopic?

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