Gujarati

Apparent weight and Pseudo Force Questions in Gujarati

Class 11 Physics · Newton's Laws of Motion and Friction · Apparent weight and Pseudo Force

157+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 49 of 157 questions in Gujarati

1
MediumMCQ
એક લિફ્ટ કાર,જેની ભોંયતળિયાથી છત સુધીનું અંતર $2.7 \, m$ છે,તે $1.2 \, m/s^2$ ના અચળ પ્રવેગ સાથે ઉપર તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે. શરૂ થયાના $2 \, s$ પછી,એક બોલ્ટ કારની છત પરથી નીચે પડવાનું શરૂ કરે છે. બોલ્ટનો મુક્ત પતનનો સમય ......... $s$ છે.
A
$\sqrt{0.54}$
B
$\sqrt{6}$
C
$0.7$
D
$1$

Solution

(C) લિફ્ટ $a = 1.2 \, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપર તરફ ગતિ કરી રહી છે. જ્યારે બોલ્ટ છતથી અલગ થાય છે,ત્યારે તે ઉપર તરફ પ્રવેગિત સંદર્ભ ફ્રેમમાં હોય છે.
લિફ્ટની સાપેક્ષમાં બોલ્ટનો અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + a$ છે,જ્યાં $g = 9.8 \, m/s^2$ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે.
ઊંચાઈ $h = 2.7 \, m$ આપેલ છે,બોલ્ટને ભોંયતળિયે પહોંચવા માટે લાગતો સમય $t$ ગતિના સમીકરણ $h = \frac{1}{2} g_{eff} t^2$ દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા:
$2.7 = \frac{1}{2} (9.8 + 1.2) t^2$
$2.7 = \frac{1}{2} (11) t^2$
$2.7 = 5.5 t^2$
$t^2 = \frac{2.7}{5.5} \approx 0.49$
$t = \sqrt{0.49} = 0.7 \, s$.
2
MediumMCQ
જ્યારે દૂધને વલોવવામાં આવે છે ત્યારે તેમાંથી મલાઈ અલગ થઈ જાય છે,તેનું કારણ શું છે?
A
ગુરુત્વાકર્ષણ બળ
B
કેન્દ્રગામી બળ
C
કેન્દ્રત્યાગી બળ
D
ઘર્ષણ બળ

Solution

(C) જ્યારે દૂધને વલોવવામાં આવે છે,ત્યારે તે વર્તુળાકાર ગતિ કરે છે.
ભ્રમણની ગતિને કારણે,સંદર્ભના ફરતા માળખામાં રહેલા કણો પર કેન્દ્રત્યાગી બળ (centrifugal force) નામનું આભાસી બળ લાગે છે.
આ બળ પરિભ્રમણના કેન્દ્રથી ત્રિજ્યાવર્તી દિશામાં બહારની તરફ લાગે છે.
મલાઈના કણો દૂધના અન્ય ઘટકો કરતા હલકા હોવાથી,વલોવવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન તેઓ પાત્રના કેન્દ્ર તરફ ધકેલાય છે,જેનાથી તે અલગ થઈ શકે છે.
તેથી,દૂધમાંથી મલાઈનું અલગીકરણ કેન્દ્રત્યાગી બળને કારણે થાય છે.
3
EasyMCQ
એક બિંદુવત દળ $m$ ને $l$ લંબાઈના હલકા દોરા વડે $O$ બિંદુએ લટકાવેલ છે અને તેને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ અચળ ઝડપે સમક્ષિતિજ વર્તુળમાં ફેરવવામાં આવે છે. દળની સાપેક્ષમાં સ્થિર રહીને જોતા,દળ પર લાગતા બળો કયા છે?
Question diagram
A
Option A
B
Option B
C
Option C
D
Option D

Solution

(A) જ્યારે આપણે દળ $m$ ની સાપેક્ષમાં સ્થિર રહીને તંત્રનું અવલોકન કરીએ છીએ,ત્યારે આપણે અજડત્વીય સંદર્ભ ફ્રેમમાં હોઈએ છીએ.
આ ફ્રેમમાં,દળ સ્થિર દેખાય છે,તેથી તેના પર લાગતું પરિણામી બળ શૂન્ય હોવું જોઈએ.
દળ પર લાગતા બળો નીચે મુજબ છે:
$1$. દોરામાં તણાવબળ $T$,જે દોરાની દિશામાં આધાર $O$ તરફ લાગે છે.
$2$. વજનબળ $W = mg$,જે શિરોલંબ નીચેની તરફ લાગે છે.
$3$. કેન્દ્રત્યાગી બળ $F = m\omega^2r$,જે વર્તુળાકાર પથના કેન્દ્રથી ત્રિજ્યાવર્તી બહારની તરફ લાગે છે.
આ પરિભ્રમણ કરતી ફ્રેમમાં દળ સંતુલનમાં હોવાથી,આ ત્રણેય બળો એકબીજાને સંતુલિત કરે છે.
આપેલા વિકલ્પો જોતા,આ ત્રણેય બળોનું સાચું નિરૂપણ આકૃતિ $18-b87$ (વિકલ્પ $A$) માં દર્શાવેલ છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
4
MediumMCQ
એક કાર $10 \, m$ ત્રિજ્યાના વર્તુળાકાર સમક્ષિતિજ ટ્રેક પર $10 \, m/s$ ની અચળ ઝડપે ગતિ કરી રહી છે. કારની છત પરથી $1.00 \, m$ લંબાઈના હળવા સખત સળિયા વડે એક પ્લમ્બ બોબ લટકાવેલ છે. સળિયા દ્વારા શિરોલંબ સાથે બનતો ખૂણો ........ $^o$ છે.
A
$0$
B
$30$
C
$45$
D
$60$

Solution

(C) જ્યારે કાર વર્તુળાકાર માર્ગ પર ગતિ કરે છે,ત્યારે પ્લમ્બ બોબ કારના ફ્રેમમાં કેન્દ્રત્યાગી બળ (pseudo-force) અનુભવે છે,જે ત્રિજ્યાવર્તી બહારની દિશામાં હોય છે,જે $F_c = \frac{mv^2}{r}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
બોબ પર લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$ છે,જે શિરોલંબ નીચેની તરફ લાગે છે.
ધારો કે $\theta$ એ સળિયા દ્વારા શિરોલંબ સાથે બનતો ખૂણો છે. સંતુલન સ્થિતિમાં,કારની ફ્રેમમાં બોબ પરનું ચોખ્ખું બળ શૂન્ય હોય છે.
સમક્ષિતિજ બળ અને શિરોલંબ બળનો ગુણોત્તર લેતા,આપણને મળે છે:
$\tan \theta = \frac{F_c}{mg} = \frac{mv^2/r}{mg} = \frac{v^2}{rg}$.
અહીં $v = 10 \, m/s$,$r = 10 \, m$,અને $g = 10 \, m/s^2$ લેતા:
$\tan \theta = \frac{10^2}{10 \times 10} = \frac{100}{100} = 1$.
તેથી,$\theta = \tan^{-1}(1) = 45^\circ$.
Solution diagram
5
EasyMCQ
$2 \, kg$ દળ ધરાવતો એક પદાર્થ લિફ્ટમાં લટકાવેલ સ્પ્રિંગ બેલેન્સ પર લટકાવવામાં આવ્યો છે. જો લિફ્ટ ગુરુત્વપ્રવેગ $g$ જેટલા પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરતી હોય,તો સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન ....... $kg$ હશે.
A
$2$
B
$4$
C
$1$
D
$0$

Solution

(D) સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન એ પદાર્થનું લંબબળ અથવા આભાસી વજન દર્શાવે છે.
જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $W'$ નું સૂત્ર $W' = m(g - a)$ છે.
આ પ્રશ્નમાં,દળ $m = 2 \, kg$ અને લિફ્ટનો પ્રવેગ $a = g$ છે.
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$W' = m(g - g) = m(0) = 0$.
તેથી,સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન $0 \, kg$ થશે.
6
EasyMCQ
$2 \, kg$ દળ ધરાવતા પદાર્થને લિફ્ટમાં ઊભી રીતે લટકાવેલ સ્પ્રિંગ બેલેન્સ પર લટકાવવામાં આવે છે. જો લિફ્ટ ગુરુત્વપ્રવેગ $g$ જેટલા પ્રવેગ સાથે નીચે ઉતરે,અને જો લિફ્ટ $2 \, m/s$ ના અચળ વેગથી ઉપર જાય,તો બેલેન્સ પરનું રીડિંગ ......... $kg$ હશે.
A
$2$
B
$4$
C
$0$
D
$1$

Solution

(A) પ્રશ્ન એ છે કે જ્યારે લિફ્ટ $2 \, m/s$ ના અચળ વેગથી ઉપર જાય ત્યારે સ્પ્રિંગ બેલેન્સ પરનું રીડિંગ શું હશે.
જ્યારે લિફ્ટ અચળ વેગથી ગતિ કરે છે,ત્યારે તેનો પ્રવેગ $a = 0$ થાય છે.
આભાસી વજન $R$ એ સૂત્ર $R = m(g + a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$a = 0$ અને $m = 2 \, kg$ મૂકતા,આપણને $R = 2(g + 0) = 2g \, N$ મળે છે.
સ્પ્રિંગ બેલેન્સ દળને $kg$ માં માપવા માટે કેલિબ્રેટ કરેલું હોવાથી,રીડિંગ $R/g = 2 \, kg$ થશે.
નોંધ: લિફ્ટ $g$ પ્રવેગ સાથે નીચે ઉતરે તે શરત એક અલગ પરિસ્થિતિ છે જ્યાં રીડિંગ $m(g - g) = 0 \, kg$ થાય,પરંતુ પ્રશ્ન ખાસ કરીને અચળ વેગથી ઉપર જતી વખતે રીડિંગ વિશે પૂછે છે.
7
EasyMCQ
$2\, kg$ દળ ધરાવતો એક પદાર્થ લિફ્ટમાં લટકાવેલ સ્પ્રિંગ બેલેન્સ પર લટકાવવામાં આવ્યો છે. જો લિફ્ટ ગુરુત્વપ્રવેગ $g$ જેટલા પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે,તો સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન .......... $kg$ હશે.
A
$2$
B
$2g$
C
$4g$
D
$4$

Solution

(D) લિફ્ટમાં સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન આભાસી વજન $R = m(g + a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $m$ એ દળ છે,$g$ એ ગુરુત્વપ્રવેગ છે અને $a$ એ લિફ્ટનો પ્રવેગ છે.
આપેલ છે: $m = 2\, kg$ અને $a = g$ (ઉપરની તરફ પ્રવેગ).
આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકતા:
$R = 2(g + g) = 2(2g) = 4g\, N$.
સ્પ્રિંગ બેલેન્સ દળને $kg$ માં માપવા માટે અંકિત કરેલ હોવાથી,અવલોકન $4\, kg$ થશે.
8
MediumMCQ
એક લિફ્ટમાં સિક્કો નીચે પાડવામાં આવે છે. જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય ત્યારે તેને ભોંયતળિયે પહોંચતા $t_1$ સમય લાગે છે. જ્યારે લિફ્ટ અચળ પ્રવેગ સાથે ઉપર જતી હોય ત્યારે તેને $t_2$ સમય લાગે છે. તો:
A
$t_1 > t_2$
B
$t_2 > t_1$
C
$t_1 = t_2$
D
$t_1 >> t_2$

Solution

(A) જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય,ત્યારે સિક્કાનો લિફ્ટના ભોંયતળિયાની સાપેક્ષ પ્રવેગ $g$ છે. $h$ અંતર કાપવા માટે લાગતો સમય $t_1 = \sqrt{\frac{2h}{g}}$ છે.
જ્યારે લિફ્ટ અચળ પ્રવેગ $a$ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે લિફ્ટના ભોંયતળિયાની સાપેક્ષ સિક્કાનો અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + a$ થાય છે.
તે જ $h$ અંતર કાપવા માટે લાગતો સમય $t_2 = \sqrt{\frac{2h}{g + a}}$ છે.
અહીં $g + a > g$ હોવાથી,$\frac{2h}{g + a} < \frac{2h}{g}$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $t_2 < t_1$ અથવા $t_1 > t_2$.
9
EasyMCQ
એક વ્યક્તિ લિફ્ટમાં ઉભી છે. નીચેનામાંથી કઈ પરિસ્થિતિમાં તેને તેનું વજન તેના વાસ્તવિક વજન કરતા ઓછું લાગે છે?
A
લિફ્ટ અચળ પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે.
B
લિફ્ટ અચળ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે.
C
લિફ્ટ સમાન વેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે.
D
લિફ્ટ સમાન વેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે.

Solution

(B) લિફ્ટમાં રહેલી વ્યક્તિનું આભાસી વજન $W'$ એ $W' = m(g \pm a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $m$ એ વ્યક્તિનું દળ છે,$g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે અને $a$ એ લિફ્ટનો પ્રવેગ છે.
જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $W' = m(g - a)$ થાય છે.
કારણ કે $(g - a) < g$,તેથી આભાસી વજન $W'$ એ વાસ્તવિક વજન $W = mg$ કરતા ઓછું હોય છે.
તેથી,જ્યારે લિફ્ટ અચળ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે ત્યારે વ્યક્તિને તેનું વજન ઓછું લાગે છે.
10
MediumMCQ
એક માણસ લિફ્ટમાં રાખેલા વજન કાંટા પર ઊભો છે. જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય ત્યારે તેનું વજન $40 \, kg$ નોંધાય છે. જો લિફ્ટ $2 \, m/s^2$ ના પ્રવેગથી ઉપરની તરફ ગતિ કરે,તો વજન કાંટા પર નોંધાયેલું વજન .......... $kg$ હશે $(g = 10 \, m/s^2)$.
A
$32$
B
$40$
C
$42$
D
$48$

Solution

(D) જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય છે,ત્યારે વજન કાંટા દ્વારા લાગતું લંબબળ $N$ એ વાસ્તવિક વજન $W = mg = 40 \times 10 = 400 \, N$ જેટલું હોય છે.
જ્યારે લિફ્ટ $a = 2 \, m/s^2$ ના પ્રવેગથી ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $W'$ એ સમીકરણ $W' = m(g + a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કિંમતો મૂકતા: $W' = 40 \times (10 + 2) = 40 \times 12 = 480 \, N$.
વજન કાંટો $kg$ માં વજન દર્શાવવા માટે કેલિબ્રેટ કરેલો હોવાથી (જ્યાં આ પ્રશ્નમાં $1 \, kg$ એટલે $10 \, N$),કાંટા પરનું રીડિંગ $480 / 10 = 48 \, kg$ થશે.
11
MediumMCQ
$4 \, kg$ દળ ધરાવતો પદાર્થ ગતિશીલ લિફ્ટમાં લટકાવતા તેનું વજન $4.8 \, kg$ જણાય છે. તો લિફ્ટનો પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$9.80 \, m/s^2$ નીચેની તરફ
B
$9.80 \, m/s^2$ ઉપરની તરફ
C
$1.96 \, m/s^2$ નીચેની તરફ
D
$1.96 \, m/s^2$ ઉપરની તરફ

Solution

(D) પદાર્થનું આભાસી વજન $W' = 4.8 \, kgf = 4.8 \, g \, N$ છે.
પદાર્થનું વાસ્તવિક દળ $m = 4 \, kg$ છે,તેથી તેનું વાસ્તવિક વજન $W = 4 \, g \, N$ થાય.
અહીં આભાસી વજન એ વાસ્તવિક વજન કરતા વધારે હોવાથી $(4.8 \, g > 4 \, g)$,લિફ્ટ ઉપરની તરફ પ્રવેગિત થતી હોવી જોઈએ.
પ્રવેગિત લિફ્ટમાં આભાસી વજનનું સૂત્ર $R = m(g + a)$ છે.
કિંમતો મૂકતા: $4.8 \, g = 4(g + a)$.
બંને બાજુ $4$ વડે ભાગતા: $1.2 \, g = g + a$.
તેથી,$a = 1.2 \, g - g = 0.2 \, g$.
$g = 9.8 \, m/s^2$ લેતા,$a = 0.2 \times 9.8 = 1.96 \, m/s^2$ ઉપરની દિશામાં મળે છે.
12
EasyMCQ
$40 \, kg$ દળ ધરાવતો એક છોકરો લિફ્ટમાં ઊભો છે. લિફ્ટમાં છોકરાના પગ દ્વારા અનુભવાતું બળ (આભાસી વજન) ક્યારે સૌથી વધુ હશે? $(g = 9.8 \, m/s^2)$:
A
સ્થિર હોય
B
$4 \, m/s$ ના અચળ વેગથી નીચે તરફ ગતિ કરે
C
$4 \, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરે
D
$4 \, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપર તરફ ગતિ કરે

Solution

(D) લિફ્ટમાં રહેલી વ્યક્તિનું આભાસી વજન $N = m(g + a)$ સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $a$ એ ઉપરની તરફનો પ્રવેગ છે.
કિસ્સા $A$ (સ્થિર) માટે: $a = 0$,તેથી $N = mg = 40 \times 9.8 = 392 \, N$.
કિસ્સા $B$ (અચળ વેગ) માટે: $a = 0$,તેથી $N = mg = 392 \, N$.
કિસ્સા $C$ (નીચે તરફ પ્રવેગિત) માટે: $a = -4 \, m/s^2$,તેથી $N = m(g - 4) = 40(9.8 - 4) = 40(5.8) = 232 \, N$.
કિસ્સા $D$ (ઉપર તરફ પ્રવેગિત) માટે: $a = 4 \, m/s^2$,તેથી $N = m(g + 4) = 40(9.8 + 4) = 40(13.8) = 552 \, N$.
બધા કિસ્સાઓની સરખામણી કરતા,જ્યારે લિફ્ટ ઉપરની તરફ પ્રવેગિત થાય ત્યારે બળ સૌથી વધુ હોય છે.
13
MediumMCQ
સ્થિર લિફ્ટમાં અને જ્યારે તે $a$ જેટલા સમાન પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરતી હોય ત્યારે એક માણસના વજનનો ગુણોત્તર $3 : 2$ છે. $a$ નું મૂલ્ય શોધો ($g$ = પૃથ્વીનું ગુરુત્વપ્રવેગ).
A
$3/2 g$
B
$g/3$
C
$2/3 g$
D
$g$

Solution

(B) ધારો કે માણસનું દળ $m$ છે.
જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય,ત્યારે આભાસી વજન $W_1 = mg$ થાય.
જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા સમાન પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $W_2 = m(g - a)$ થાય.
પ્રશ્ન મુજબ,વજનનો ગુણોત્તર $W_1 : W_2 = 3 : 2$ છે.
તેથી,$\frac{mg}{m(g - a)} = \frac{3}{2}$.
અંશ અને છેદમાંથી $m$ ઉડાડતા,આપણને $\frac{g}{g - a} = \frac{3}{2}$ મળે છે.
ચોકડી ગુણાકાર કરતા $2g = 3(g - a)$ મળે.
$2g = 3g - 3a$.
$3a = 3g - 2g$.
$3a = g$.
આમ,$a = g/3$.
14
EasyMCQ
$g$ જેટલા પ્રવેગ સાથે શિરોલંબ ઉપરની તરફ ગતિ કરતી લિફ્ટમાં,$M$ દળ ધરાવતા મુસાફર દ્વારા લિફ્ટના તળિયા પર લાગતું બળ કેટલું હશે?
A
$Mg$
B
$\frac{1}{2}Mg$
C
$Zero$
D
$2Mg$

Solution

(D) જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરતી હોય,ત્યારે મુસાફરનું આભાસી વજન $R$ શોધવાનું સૂત્ર $R = M(g + a)$ છે.
અહીં આપેલ છે કે લિફ્ટ $a = g$ જેટલા પ્રવેગ સાથે શિરોલંબ ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા,$R = M(g + g)$ મળે છે.
તેથી,$R = M(2g) = 2Mg$.
આમ,મુસાફર દ્વારા લિફ્ટના તળિયા પર લાગતું બળ $2Mg$ છે.
15
EasyMCQ
$50 \, kg$ નો એક છોકરો લિફ્ટમાં છે જે $9.8 \, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરી રહી છે. છોકરાનું આભાસી વજન ........... $N$ છે $(g = 9.8 \, m/s^2)$.
A
$490$
B
$0$
C
$50$
D
$5.1$

Solution

(B) પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરતી લિફ્ટમાં રહેલા પદાર્થનું આભાસી વજન $W'$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $W' = m(g - a)$.
આપેલ છે:
દળ $m = 50 \, kg$
પ્રવેગ $a = 9.8 \, m/s^2$
ગુરુત્વ પ્રવેગ $g = 9.8 \, m/s^2$
કિંમતો મૂકતા:
$W' = 50 \times (9.8 - 9.8)$
$W' = 50 \times 0 = 0 \, N$.
તેથી,છોકરાનું આભાસી વજન $0 \, N$ છે.
16
EasyMCQ
એક દળ સ્પ્રિંગ બેલેન્સ પર લટકાવેલું છે જે લિફ્ટમાં રાખેલું છે. લિફ્ટ ઉપર તરફ જાય છે. સ્પ્રિંગ બેલેન્સ તેના રીડિંગમાં શું બતાવશે?
A
વધારો
B
ઘટાડો
C
કોઈ ફેરફાર નહીં
D
વેગ પર આધારિત ફેરફાર

Solution

(D) પ્રવેગ સાથે ગતિ કરતી લિફ્ટમાં $m$ દળના પદાર્થનું આભાસી વજન $W'$ નીચે મુજબ મળે છે: જો લિફ્ટ ઉપર તરફ પ્રવેગિત થતી હોય તો $W' = m(g + a)$ અને જો તે નીચે તરફ પ્રવેગિત થતી હોય તો $W' = m(g - a)$.
આ પ્રશ્નમાં જણાવેલ છે કે લિફ્ટ ઉપર જાય છે,પરંતુ તે અચળ વેગથી ગતિ કરે છે કે પ્રવેગ સાથે તે સ્પષ્ટ નથી.
જો લિફ્ટ અચળ વેગથી ગતિ કરે,તો પ્રવેગ $a = 0$ થાય,તેથી રીડિંગ $mg$ રહે છે (કોઈ ફેરફાર નહીં).
જો લિફ્ટ ઉપર તરફ પ્રવેગિત થાય,તો રીડિંગ વધે છે.
જો લિફ્ટ નીચે તરફ પ્રવેગિત થાય (ઉપર જતી વખતે મંદન),તો રીડિંગ ઘટે છે.
તેથી,રીડિંગ લિફ્ટની ગતિની સ્થિતિ (પ્રવેગ) પર આધાર રાખે છે,જે સમય સાથે તેના વેગના ફેરફાર સાથે સંબંધિત છે.
17
EasyMCQ
જ્યારે કોઈ પદાર્થ $2 \ m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરતું હોય અને તેનું દળ $10 \ kg$ હોય,ત્યારે તેનું આભાસી વજન ......... $N$ થશે.
A
$198$
B
$164$
C
$140$
D
$118$

Solution

(D) જ્યારે $m$ દળ ધરાવતો પદાર્થ $a$ પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $R$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $R = m(g + a)$.
આપેલ છે: દળ $m = 10 \ kg$,પ્રવેગ $a = 2 \ m/s^2$,અને ગુરુત્વપ્રવેગ $g = 9.8 \ m/s^2$.
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$R = 10 \times (9.8 + 2)$
$R = 10 \times 11.8$
$R = 118 \ N$.
તેથી,આભાસી વજન $118 \ N$ છે.
18
EasyMCQ
$1.0 \, kg$ દળ ધરાવતો પદાર્થ $10 \, m/s^2$ ના પ્રવેગથી નીચે પડી રહ્યો છે. તેનું આભાસી વજન ......... $kg \, wt$ થશે $(g = 10 \, m/s^2)$.
A
$1.0$
B
$2.0$
C
$0.5$
D
$0$

Solution

(D) પ્રવેગ સાથે નીચેની દિશામાં ગતિ કરતા $m$ દળના પદાર્થનું આભાસી વજન $R$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે: $R = m(g - a)$.
આપેલ છે:
દળ $m = 1.0 \, kg$
પ્રવેગ $a = 10 \, m/s^2$
ગુરુત્વપ્રવેગ $g = 10 \, m/s^2$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$R = 1.0 \times (10 - 10)$
$R = 1.0 \times 0$
$R = 0 \, kg \, wt$.
તેથી,પદાર્થનું આભાસી વજન $0$ થશે.
19
EasyMCQ
જો લિફ્ટનું દોરડું અચાનક તૂટી જાય,તો લિફ્ટની સપાટી દ્વારા અનુભવાતું તણાવ (બળ) કેટલું હશે? ($a =$ લિફ્ટનો પ્રવેગ)
A
$mg$
B
$m(g + a)$
C
$m(g - a)$
D
$0$

Solution

(D) જ્યારે લિફ્ટનું દોરડું તૂટી જાય છે,ત્યારે લિફ્ટ ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ મુક્ત પતન કરે છે.
તેથી,લિફ્ટનો પ્રવેગ ગુરુત્વપ્રવેગ જેટલો થાય છે,એટલે કે $a = g$.
લિફ્ટની અંદર રહેલા $m$ દળના વ્યક્તિ પર લાગતું આભાસી વજન (લિફ્ટની સપાટી દ્વારા લાગતું લંબબળ) $N = m(g - a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમીકરણમાં $a = g$ મૂકતા,આપણને $N = m(g - g) = 0$ મળે છે.
આમ,વ્યક્તિ ભારહીનતા અનુભવે છે અને સપાટી દ્વારા લાગતું બળ $0$ હોય છે.
20
EasyMCQ
$50\,kg$ દળ ધરાવતો એક છોકરો લિફ્ટની અંદર સ્પ્રિંગ બેલેન્સ પર ઊભો છે. લિફ્ટ $2\,m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપર તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે. મશીન અથવા બેલેન્સનું રીડિંગ $(g = 10\,m/s^2)$ ........ $kg$ છે.
A
$50$
B
$0$
C
$49$
D
$60$

Solution

(D) પ્રવેગી લિફ્ટમાં રહેલી વ્યક્તિનું આભાસી વજન $R$ એ સૂત્ર $R = m(g + a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $m$ એ દળ છે,$g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ છે અને $a$ એ લિફ્ટનો પ્રવેગ છે.
આપેલ છે: $m = 50\,kg$,$g = 10\,m/s^2$,અને $a = 2\,m/s^2$.
કિંમતો મૂકતા: $R = 50 \times (10 + 2) = 50 \times 12 = 600\,N$.
બેલેન્સનું રીડિંગ $kg$ વજનમાં છે,તેથી $R = 600/10 = 60\,kg$.
21
EasyMCQ
એક લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરી રહી છે. લિફ્ટમાં રહેલો એક માણસ દડાને લિફ્ટની સાપેક્ષે $a_0$ પ્રવેગથી ઉપરની તરફ ફેંકે છે $(a_0 < a)$. પૃથ્વી પરના અવલોકનકાર દ્વારા અવલોકન કરવામાં આવતો દડાનો પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$(a + a_0)$ ઉપરની તરફ
B
$(a - a_0)$ ઉપરની તરફ
C
$(a + a_0)$ નીચેની તરફ
D
$(a - a_0)$ નીચેની તરફ

Solution

(D) ધારો કે નીચેની દિશા ધન છે.
લિફ્ટનો પૃથ્વીની સાપેક્ષે પ્રવેગ $a_{lift} = a$ (નીચેની તરફ) છે.
દડાનો લિફ્ટની સાપેક્ષે પ્રવેગ $a_{ball/lift} = -a_0$ (ઉપરની તરફ,તેથી ઋણ) છે.
સાપેક્ષ પ્રવેગના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા: $a_{ball/earth} = a_{ball/lift} + a_{lift/earth}$.
કિંમતો મૂકતા: $a_{ball/earth} = -a_0 + a = (a - a_0)$.
પરિણામ ધન હોવાથી,પૃથ્વી પરના અવલોકનકાર દ્વારા અવલોકન કરવામાં આવતો દડાનો પ્રવેગ $(a - a_0)$ નીચેની દિશામાં હશે.
22
MediumMCQ
એક લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરી રહી છે. લિફ્ટમાં રહેલો એક માણસ લિફ્ટની અંદર એક દડો નીચે પાડે છે. લિફ્ટમાં રહેલા માણસ દ્વારા અને જમીન પર સ્થિર ઉભેલા માણસ દ્વારા અવલોકન કરવામાં આવતો દડાનો પ્રવેગ અનુક્રમે કેટલો હશે?
A
$g, g$
B
$g - a, g - a$
C
$g - a, g$
D
$a, g$

Solution

(C) $1$. જમીન પર સ્થિર ઉભેલા માણસ (જડત્વીય નિર્દેશ ફ્રેમ) માટે,દડો ફક્ત ગુરુત્વાકર્ષણની અસર હેઠળ છે. તેથી,તેનો પ્રવેગ નીચેની તરફ $g$ છે.
$2$. લિફ્ટમાં રહેલા માણસ (અજડત્વીય નિર્દેશ ફ્રેમ) માટે,આપણે સ્યુડો ફોર્સ (આભાસી બળ) લાગુ કરવું પડશે. લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરે છે,તેથી દડા પર ઉપરની તરફ $ma$ જેટલું સ્યુડો ફોર્સ લાગે છે.
$3$. લિફ્ટની ફ્રેમમાં દડા પર લાગતું પરિણામી બળ $F_{net} = mg - ma$ (નીચેની તરફ) છે.
$4$. લિફ્ટમાં રહેલા માણસ દ્વારા અવલોકન કરાયેલ પ્રવેગ $a_{lift} = F_{net} / m = (mg - ma) / m = g - a$ (નીચેની તરફ) છે.
$5$. આમ,પ્રવેગ અનુક્રમે $g - a$ અને $g$ છે.
23
EasyMCQ
એક માણસનું વજન $80\,kg$ છે. તે એક લિફ્ટમાં વજન કાંટા પર ઊભો છે જે $5\,m/s^2$ ના સમાન પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરી રહી છે. વજન કાંટા પરનું રીડિંગ શું હશે? $(g = 10\,m/s^2)$ ............ $N$
A
$400$
B
$800$
C
$1200$
D
$0$

Solution

(C) જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા સમાન પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $R$ (વજન કાંટા પરનું રીડિંગ) નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$R = m(g + a)$
આપેલ છે:
માણસનું દળ,$m = 80\,kg$
લિફ્ટનો પ્રવેગ,$a = 5\,m/s^2$
ગુરુત્વ પ્રવેગ,$g = 10\,m/s^2$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$R = 80 \times (10 + 5)$
$R = 80 \times 15$
$R = 1200\,N$
તેથી,વજન કાંટા પરનું રીડિંગ $1200\,N$ હશે.
24
MediumMCQ
એક સ્પ્રિંગ બેલેન્સ લિફ્ટની છત સાથે જોડાયેલું છે. એક માણસ તેની બેગ સ્પ્રિંગ પર લટકાવે છે અને જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય ત્યારે સ્પ્રિંગનું રીડિંગ $49 \, N$ મળે છે. જો લિફ્ટ $5 \, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે,તો સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ .......... $N$ થશે.
A
$49$
B
$24$
C
$74$
D
$15$

Solution

(B) જ્યારે લિફ્ટ સ્થિર હોય,ત્યારે સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ બેગના વાસ્તવિક વજન જેટલું હોય છે: $W = mg = 49 \, N$.
$g = 9.8 \, m/s^2$ લેતા,આપણને બેગનું દળ મળે છે: $m = \frac{49}{9.8} = 5 \, kg$.
જ્યારે લિફ્ટ $a = 5 \, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે આભાસી વજન $R$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે: $R = m(g - a)$.
કિંમતો મૂકતા: $R = 5 \times (9.8 - 5) = 5 \times 4.8 = 24 \, N$.
તેથી,સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ $24 \, N$ થશે.
25
EasyMCQ
લિફ્ટમાં બેઠેલા એક વ્યક્તિનું દળ $50 \, kg$ છે. જો લિફ્ટ $10 \, m/s^2$ ના અચળ પ્રવેગ સાથે નીચે આવી રહી હોય,તો સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન ......... $N$ હશે $(g = 10 \, m/s^2)$.
A
$0$
B
$1000$
C
$100$
D
$10$

Solution

(A) જેટલા પ્રવેગ સાથે નીચે તરફ ગતિ કરતી લિફ્ટમાં રહેલી વ્યક્તિનું આભાસી વજન $R$ શોધવાનું સૂત્ર $R = m(g - a)$ છે.
આપેલ છે:
દળ $m = 50 \, kg$
લિફ્ટનો પ્રવેગ $a = 10 \, m/s^2$
ગુરુત્વપ્રવેગ $g = 10 \, m/s^2$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$R = 50 \times (10 - 10)$
$R = 50 \times 0$
$R = 0 \, N$.
તેથી,સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું અવલોકન $0 \, N$ થશે.
26
DifficultMCQ
$m$ દળનો એક બ્લોક $\theta$ ખૂણાવાળા લીસા વેજ (wedge) પર મૂકવામાં આવ્યો છે. આ આખી સિસ્ટમને સમક્ષિતિજ દિશામાં એવી રીતે પ્રવેગિત કરવામાં આવે છે કે જેથી બ્લોક વેજ પર સરકે નહીં. વેજ દ્વારા બ્લોક પર લાગતું બળ ($g$ એ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ છે) કેટલું હશે?
A
$mg\cos \theta$
B
$mg\sin \theta$
C
$mg$
D
$mg/\cos \theta$

Solution

(D) બ્લોકને વેજની સાપેક્ષમાં સ્થિર રાખવા માટે,ઢળતી સપાટી પર બ્લોક પર લાગતું પરિણામી બળ શૂન્ય હોવું જોઈએ.
$1$. વેજના ફ્રેમમાં બ્લોક પર લાગતા બળોના ઘટકો પાડો:
- નીચેની તરફ લાગતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$.
- વેજના પ્રવેગની વિરુદ્ધ દિશામાં સમક્ષિતિજ રીતે લાગતું સ્યુડો બળ $ma$.
- વેજ દ્વારા ઢળતી સપાટીને લંબ રૂપે લાગતું લંબ પ્રતિક્રિયા બળ $R$.
$2$. બ્લોક સરકે નહીં તે માટે,ઢળતી સપાટી પર નીચેની તરફ લાગતું $mg$ નું ઘટક,ઉપરની તરફ લાગતા સ્યુડો બળ $ma$ ના ઘટક દ્વારા સંતુલિત થવું જોઈએ:
$mg \sin \theta = ma \cos \theta$
$a = g \tan \theta$
$3$. લંબ પ્રતિક્રિયા બળ $R$ એ ઢળતી સપાટીને લંબ રૂપે લાગતા $mg$ અને $ma$ ના ઘટકોને સંતુલિત કરે છે:
$R = mg \cos \theta + ma \sin \theta$
$a = g \tan \theta = g \frac{\sin \theta}{\cos \theta}$ કિંમત મૂકતા:
$R = mg \cos \theta + m(g \frac{\sin \theta}{\cos \theta}) \sin \theta$
$R = mg \frac{\cos^2 \theta + \sin^2 \theta}{\cos \theta}$
$R = \frac{mg}{\cos \theta}$
Solution diagram
27
EasyMCQ
$75\, kg$ દળનો એક માણસ લિફ્ટમાં ઊભો છે જે $5\, m/s^2$ ના પ્રવેગથી ઉપરની તરફ ગતિ કરી રહી છે. માણસનું આભાસી વજન ........... $N$ થશે $(g = 10\, m/s^2)$.
A
$1425$
B
$1375$
C
$1250$
D
$1125$

Solution

(D) લિફ્ટમાં ઉપરની તરફ $a$ પ્રવેગથી ગતિ કરતા વ્યક્તિનું આભાસી વજન $R$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$R = m(g + a)$
આપેલ છે:
દળ $m = 75\, kg$
પ્રવેગ $a = 5\, m/s^2$
ગુરુત્વપ્રવેગ $g = 10\, m/s^2$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$R = 75(10 + 5)$
$R = 75 \times 15$
$R = 1125\, N$
તેથી,માણસનું આભાસી વજન $1125\, N$ થશે.
28
EasyMCQ
લિફ્ટની અંદર રહેલું સ્પ્રિંગ બેલેન્સ એક પદાર્થને લટકાવે છે. જેમ લિફ્ટ ઉપર તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે,તેમ સ્પ્રિંગ બેલેન્સ દ્વારા દર્શાવવામાં આવતું રીડિંગ
A
વધશે
B
ઘટશે
C
અપરિવર્તિત રહેશે
D
ઉપર જવાની ઝડપ પર આધાર રાખશે

Solution

(A) જ્યારે લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે પદાર્થ પર લાગતું લંબબળ $N$ (અથવા સ્પ્રિંગ બેલેન્સમાં તણાવ $T$) ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ મળે છે: $N - mg = ma$।
તેથી,આભાસી વજન $N = m(g + a)$ થાય છે.
જેમ કે ઉપર તરફ ગતિની શરૂઆતમાં પ્રવેગ $a > 0$ હોય છે,તેથી રીડિંગ $N$ એ વાસ્તવિક વજન $mg$ કરતા વધી જાય છે.
આમ,સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ વધશે.
29
EasyMCQ
$80\, kg$ દળનો એક માણસ લિફ્ટમાં ઉભો છે જે $6\, m/s^2$ ના પ્રવેગ સાથે ઉપરની દિશામાં ગતિ કરી રહી છે. માણસનું આભાસી વજન ......... $N$ થશે $(g = 10\, m/s^2)$.
A
$1480$
B
$1280$
C
$1380$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) જેટલા પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરતી લિફ્ટમાં રહેલા વ્યક્તિનું આભાસી વજન $R$ નીચેના સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે:
$R = m(g + a)$
આપેલ છે:
માણસનું દળ,$m = 80\, kg$
લિફ્ટનો પ્રવેગ,$a = 6\, m/s^2$
ગુરુત્વપ્રવેગ,$g = 10\, m/s^2$
સૂત્રમાં કિંમતો મૂકતા:
$R = 80(10 + 6)$
$R = 80 \times 16$
$R = 1280\, N$
તેથી,માણસનું આભાસી વજન $1280\, N$ થશે.
30
EasyMCQ
એક ચોરે $W$ વજનની કિંમતી વસ્તુઓથી ભરેલી પેટી ચોરી અને તેને પોતાની પીઠ પર લઈને તે $h$ ઊંચાઈની દીવાલ પરથી નીચે કૂદ્યો. જમીન પર પહોંચતા પહેલા તેણે કેટલો ભાર અનુભવ્યો?
A
$2W$
B
$W$
C
$W/2$
D
શૂન્ય

Solution

(D) જ્યારે ચોર દીવાલ પરથી કૂદકો મારે છે,ત્યારે ચોર અને પેટી બંને માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણની અસર હેઠળ મુક્ત પતન (free fall) ની સ્થિતિમાં હોય છે.
મુક્ત પતનની સ્થિતિમાં,સિસ્ટમનો પ્રવેગ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગ જેટલો $(a = g)$ હોય છે.
કોઈપણ પદાર્થનું આભાસી વજન $W'$ એ સૂત્ર $W' = m(g - a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ સમીકરણમાં $a = g$ મૂકતા,આપણને $W' = m(g - g) = 0$ મળે છે.
તેથી,હવામાં હોવા દરમિયાન ચોર શૂન્ય ભાર અનુભવે છે.
31
EasyMCQ
જો $m$ દળ ધરાવતો પદાર્થ $a$ જેટલા ઉપરના પ્રવેગથી ગતિ કરતી લિફ્ટમાં હોય,તો પદાર્થ પર લાગતા બળો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ લિફ્ટના તળિયા પર ઉપરની તરફ લાગતી પ્રતિક્રિયા $R$.
$(ii)$ પદાર્થનું વજન $mg$ જે શિરોલંબ નીચેની તરફ લાગે છે.
તો ગતિનું સમીકરણ શું થશે?
A
$R = mg - ma$
B
$R = mg + ma$
C
$R = ma - mg$
D
$R = mg \times ma$

Solution

(B) જ્યારે $m$ દળનો પદાર્થ $a$ જેટલા પ્રવેગથી ઉપર જતી લિફ્ટમાં હોય,ત્યારે પદાર્થ પર લાગતા બળો લંબ પ્રતિક્રિયા $R$ (ઉપરની તરફ) અને વજન $mg$ (નીચેની તરફ) છે.
ન્યૂટનના ગતિના બીજા નિયમ મુજબ,પરિણામી બળ એ દળ અને પ્રવેગના ગુણાકાર જેટલું હોય છે:
$F_{net} = ma$
અહીં,લિફ્ટ ઉપરની તરફ પ્રવેગિત થતી હોવાથી પરિણામી બળ $R - mg$ થશે.
તેથી,ગતિનું સમીકરણ:
$R - mg = ma$
$R$ માટે પદોને ગોઠવતા:
$R = mg + ma$
32
MediumMCQ
એક બ્લોકને '$\alpha$' ખૂણાવાળી ઘર્ષણરહિત ઢળતી સપાટી પર રાખવામાં આવ્યો છે. બ્લોકને ઢાળની સાપેક્ષ સ્થિર રાખવા માટે ઢાળને '$a$' જેટલો સમક્ષિતિજ પ્રવેગ આપવામાં આવે છે. તો '$a$' નું મૂલ્ય કેટલું હશે?
Question diagram
A
$g$
B
$g \tan \alpha$
C
$g / \tan \alpha$
D
$g \csc \alpha$

Solution

(B) ધારો કે બ્લોકનું દળ $m$ છે. બ્લોકને ઢળતી સપાટીની સાપેક્ષ સ્થિર રાખવા માટે,આપણે ઢાળના ફ્રેમમાં બળોનું વિશ્લેષણ કરીએ.
$1$. બ્લોક પર લાગતા બળો તેના વજન $(mg)$ જે નીચેની તરફ લાગે છે,લંબબળ $(N)$ જે સપાટીને લંબ છે,અને સ્યુડો ફોર્સ $(ma)$ જે ઢાળના પ્રવેગની વિરુદ્ધ દિશામાં સમક્ષિતિજ રીતે લાગે છે.
$2$. ઢળતી સપાટીની દિશામાં બળોના ઘટકો લેતા:
- ગુરુત્વાકર્ષણ બળનો ઢાળની નીચેની તરફનો ઘટક $mg \sin \alpha$ છે.
- સ્યુડો ફોર્સનો ઢાળની ઉપરની તરફનો ઘટક $ma \cos \alpha$ છે.
$3$. બ્લોક ઢાળની સાપેક્ષ સ્થિર રહે તે માટે,આ બંને બળો એકબીજાને સંતુલિત કરવા જોઈએ:
$ma \cos \alpha = mg \sin \alpha$
$4$. બંને બાજુને $m \cos \alpha$ વડે ભાગતા:
$a = g \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}$
$a = g \tan \alpha$
Solution diagram
33
EasyMCQ
પાણી ભરેલા પાત્રને સીધા આડા માર્ગ પર જમણી તરફ $a$ જેટલો અચળ પ્રવેગ આપવામાં આવે છે. નીચેનામાંથી કઈ આકૃતિ પ્રવાહીની સપાટી દર્શાવે છે?
Question diagram
A
$A$
B
$B$
C
$C$
D
$D$

Solution

(C) જ્યારે પ્રવાહી ધરાવતા પાત્રને આડા દિશામાં $a$ પ્રવેગ આપવામાં આવે છે,ત્યારે પાત્રના સંદર્ભ ફ્રેમમાં પ્રવાહી દ્વારા અનુભવાતો અસરકારક પ્રવેગ એ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ $g$ (નીચેની તરફ) અને સ્યુડો-પ્રવેગ $-a$ (પાછળની તરફ) નો સદિશ સરવાળો છે.
પ્રવાહીની મુક્ત સપાટી ચોખ્ખા અસરકારક પ્રવેગ સદિશને લંબ હોવી જોઈએ. સપાટી આડા સાથે જે ખૂણો $\theta$ બનાવે છે તે $\tan \theta = \frac{a}{g}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જેহেতু પ્રવેગ $a$ જમણી તરફ છે,તેથી સ્યુડો-બળ ડાબી તરફ કાર્ય કરે છે. પરિણામે,પાત્રની ડાબી બાજુએ પાણીનું સ્તર વધે છે અને જમણી બાજુએ ઘટે છે. આ આકૃતિ $C$ માં દર્શાવેલ સપાટી પ્રોફાઇલને અનુરૂપ છે.
34
MediumMCQ
સ્થિર લિફ્ટમાં ભૌતિક તુલા (physical balance) દ્વારા માપવામાં આવેલ પદાર્થનું દળ $m$ છે. જો લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે ઉપર જતી હોય,તો તેનું દળ કેટલું માપવામાં આવશે?
A
$m(1 - a/g)$
B
$m(1 + a/g)$
C
$m$
D
$0$

Solution

(C) ભૌતિક તુલા એ પદાર્થ પર લાગતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળ (વજન) ની સરખામણી બીજા પલ્લામાં રાખેલા પ્રમાણિત દળ પર લાગતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળ સાથે કરવાના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે.
પદાર્થનું વજન $W = mg$ અને પ્રમાણિત દળનું વજન $W' = m'g$ બંને લિફ્ટના સમાન પ્રવેગ $a$ થી પ્રભાવિત થાય છે,તેથી અસરકારક વજન $W_{eff} = m(g + a)$ અને $W'_{eff} = m'(g + a)$ થાય છે.
જ્યારે તુલા સંતુલનમાં હોય,ત્યારે $W_{eff} = W'_{eff}$,જેનો અર્થ છે કે $m(g + a) = m'(g + a)$.
તેથી,$m = m'$.
આમ,ભૌતિક તુલા દ્વારા માપવામાં આવેલ દળ $m$ જ રહે છે અને તે લિફ્ટના પ્રવેગથી સ્વતંત્ર છે.
35
MediumMCQ
ત્રણ વજન $W, 2W$ અને $3W$ ને એક મજબૂત આડા સળિયા પરથી લટકાવેલી સમાન સ્પ્રિંગ સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. સળિયા અને વજનની આ આખી સિસ્ટમ મુક્ત પતન કરે છે. સળિયાથી વજનના અંતર વિશે નીચેનામાંથી શું સાચું છે?
A
$3W$ સૌથી દૂર હશે
B
$W$ સૌથી દૂર હશે
C
બધા સમાન અંતરે હશે
D
$2W$ સૌથી દૂર હશે

Solution

(C) જ્યારે કોઈ સિસ્ટમ ગુરુત્વાકર્ષણ હેઠળ મુક્ત પતન કરે છે,ત્યારે તે નીચેની તરફ ગુરુત્વપ્રવેગ $g$ જેટલો પ્રવેગ અનુભવે છે.
મુક્ત પતન કરતા સળિયાના સંદર્ભ ફ્રેમમાં,વજનનો અસરકારક પ્રવેગ શૂન્ય હોય છે કારણ કે દરેક દળ $m$ પર લાગતું સ્યુડો-બળ $F_p = -mg$ છે,જે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $F_g = mg$ ને સંપૂર્ણપણે નાબૂદ કરે છે.
દરેક સ્પ્રિંગ પરનું પરિણામી બળ શૂન્ય હોવાથી,કોઈપણ સ્પ્રિંગમાં કોઈ ખેંચાણ (extension) થતું નથી.
તેથી,બધા વજન સળિયાથી તેમની કુદરતી (ખેંચાયા વગરની) લંબાઈ પર રહેશે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ બધા સમાન અંતરે હશે.
36
DifficultMCQ
$2\, kg$ દળનો એક નક્કર ગોળો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ એક સમઘનની અંદર સ્થિર છે. સમઘન $\vec v = (5t\,\hat i + 2t\,\hat j)\,m/s$ ના વેગથી ગતિ કરી રહ્યો છે. અહીં $t$ એ સેકન્ડમાં સમય છે. બધી સપાટીઓ લીસી છે. ગોળો સમઘનની સાપેક્ષમાં સ્થિર છે. ગોળા દ્વારા સમઘન પર લાગતું કુલ બળ $N$ શોધો. ($g = 10\, m/s^2$ લો)
Question diagram
A
$\sqrt{29}\,N$
B
$29\,N$
C
$26\,N$
D
$\sqrt{89}\,N$

Solution

(C) સમઘનનો આપેલો વેગ: $\vec v = 5t\,\hat i + 2t\,\hat j$.
સમઘનનો પ્રવેગ: $\vec a = \frac{d\vec v}{dt} = 5\,\hat i + 2\,\hat j\,m/s^2$.
અહીં,$a_x = 5\,m/s^2$ અને $a_y = 2\,m/s^2$.
સમઘનના ફ્રેમમાં,ગોળો સ્યુડો બળ $\vec F_p = -m\vec a = -m(5\,\hat i + 2\,\hat j)$ અનુભવે છે.
સમઘનની ફ્રેમમાં ગોળા પર લાગતા બળો:
$1$. વજનબળ: $\vec W = -mg\,\hat j = -2(10)\,\hat j = -20\,\hat j\,N$.
$2$. સ્યુડો બળ: $\vec F_p = -2(5\,\hat i + 2\,\hat j) = -10\,\hat i - 4\,\hat j\,N$.
$3$. સમઘનની દીવાલો દ્વારા લંબબળ: $\vec N_x$ (દીવાલ $AD$ થી) અને $\vec N_y$ (દીવાલ $DC$ થી).
ગોળો સમઘનની સાપેક્ષમાં સ્થિર હોવાથી,પરિણામી બળ શૂન્ય છે:
$\vec N_x + \vec N_y + \vec W + \vec F_p = 0$.
$\vec N_x = -(-10\,\hat i) = 10\,\hat i\,N$.
$\vec N_y = -(-20\,\hat j - 4\,\hat j) = 24\,\hat j\,N$.
ગોળા દ્વારા સમઘન પર લાગતું કુલ બળ એ લંબબળોનો સદિશ સરવાળો છે: $\vec N = \vec N_x + \vec N_y = 10\,\hat i + 24\,\hat j\,N$.
તેનું મૂલ્ય $N = \sqrt{10^2 + 24^2} = \sqrt{100 + 576} = \sqrt{676} = 26\,N$ છે.
Solution diagram
37
EasyMCQ
એક લિફ્ટ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે પ્રવેગ જેટલા જ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરી રહી છે. લિફ્ટના તળિયે રાખેલ $m$ દળના પદાર્થને આડા દિશામાં ખેંચવામાં આવે છે. જો ઘર્ષણાંક $\mu$ હોય,તો પદાર્થ દ્વારા અનુભવાતો ઘર્ષણ અવરોધ કેટલો હશે?
A
$mg$
B
$\mu mg$
C
$2\mu mg$
D
શૂન્ય

Solution

(D) લિફ્ટની અંદર $m$ દળના પદાર્થ પર લાગતું લંબબળ $N$ ન્યૂટનના બીજા નિયમનો ઉપયોગ કરીને ગણી શકાય છે.
$a$ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરતી લિફ્ટ માટે ગતિનું સમીકરણ $mg - N = ma$ છે.
આપેલ છે કે લિફ્ટ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગ જેટલા જ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે,તેથી $a = g$.
સમીકરણમાં $a = g$ મૂકતા: $mg - N = mg$.
આથી $N = mg - mg = 0$ મળે છે.
ઘર્ષણ બળ $f$ એ $f = \mu N$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કારણ કે લંબબળ $N = 0$ છે,તેથી ઘર્ષણ અવરોધ $f = \mu \times 0 = 0$ થશે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
38
EasyMCQ
એક કોર્કને વાટકાના તળિયે જોડાયેલી સ્પ્રિંગ દ્વારા પાણીમાં ડૂબાડવામાં આવે છે. જ્યારે વાટકાને નીચેની તરફ $a$ પ્રવેગથી ગતિ કરતી લિફ્ટમાં રાખવામાં આવે છે, ત્યારે સ્પ્રિંગની લંબાઈ:
A
વધે છે
B
ઘટે છે
C
અપરિવર્તિત રહે છે
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) કોર્કને સ્પ્રિંગ બળ $F_s$ અને ઉત્પ્લાવક બળ $F_B$ દ્વારા ડૂબેલી રાખવામાં આવે છે, જે તેના વજન $W = mg$ ને સંતુલિત કરે છે।
$F_s + W = F_B$ અથવા $F_s = F_B - W = V \rho_w g - V \rho_c g = V(\rho_w - \rho_c)g$.
જ્યારે લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે નીચેની તરફ ગતિ કરે છે, ત્યારે અસરકારક ગુરુત્વાકર્ષણ $g' = (g - a)$ થાય છે।
નવું સ્પ્રિંગ બળ $F_s' = V(\rho_w - \rho_c)(g - a)$ છે।
કારણ કે $(g - a) < g$, તેથી સ્પ્રિંગ બળ $F_s'$ ઘટે છે।
જેમ કે $F_s = kx$, જ્યાં $k$ એ સ્પ્રિંગ અચળાંક છે અને $x$ એ લંબાઈમાં વધારો છે, $F_s$ માં ઘટાડો થવાથી લંબાઈમાં વધારો $x$ પણ ઘટે છે।
તેથી, સ્પ્રિંગની લંબાઈ ઘટે છે।
39
MediumMCQ
એક સાદું લોલક એક ટ્રોલીમાં ગોઠવેલું છે જે સમક્ષિતિજ સમતલ પર $a$ પ્રવેગ સાથે જમણી તરફ ગતિ કરે છે. તો મધ્યમાન સ્થિતિમાં લોલકનો દોરો શિરોલંબ સાથે કેટલો ખૂણો $\theta$ બનાવશે?
A
$\tan^{-1}(\frac{a}{g})$ આગળની દિશામાં
B
$\tan^{-1}(\frac{a}{g})$ પાછળની દિશામાં
C
$\tan^{-1}(\frac{g}{a})$ પાછળની દિશામાં
D
$\tan^{-1}(\frac{g}{a})$ આગળની દિશામાં

Solution

(B) પ્રવેગી સંદર્ભ ફ્રેમ (ટ્રોલી) માં,લોલકના ગોળા પર ટ્રોલીના પ્રવેગની વિરુદ્ધ દિશામાં એક આભાસી બળ (pseudo force) $F_p = ma$ લાગે છે.
ટ્રોલીની ફ્રેમમાં ગોળા પર લાગતા બળો નીચે મુજબ છે:
$1$. ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$ જે શિરોલંબ નીચેની તરફ લાગે છે.
$2$. આભાસી બળ $ma$ જે સમક્ષિતિજ પાછળની તરફ લાગે છે.
$3$. દોરીમાં તણાવ બળ $T$.
સંતુલન સ્થિતિમાં (મધ્યમાન સ્થિતિ),ગોળા પરનું પરિણામી બળ શૂન્ય હોય છે. બળોના ઘટકો લેતા:
$\tan \theta = \frac{\text{આભાસી બળ}}{\text{ગુરુત્વાકર્ષણ બળ}} = \frac{ma}{mg} = \frac{a}{g}$
તેથી,$\theta = \tan^{-1}(\frac{a}{g})$ પાછળની દિશામાં.
Solution diagram
40
DifficultMCQ
$R$ ત્રિજ્યાનો એક લીસો ગોળો સુરેખ પથ પર $a = g$ ના અચળ પ્રવેગથી ગતિ કરે છે. એક કણને ગોળાના ટોચના ભાગે મૂકવામાં આવે છે. તેને ત્યાંથી ગોળાની સાપેક્ષે શૂન્ય વેગથી મુક્ત કરવામાં આવે છે. કણ સરકે છે ત્યારે ખૂણા $\theta$ ના વિધેય તરીકે ગોળાની સાપેક્ષે તેની ઝડપ કેટલી હશે?
A
$\frac{\sqrt{Rg(\sin \theta + \cos \theta)}}{2}$
B
$\sqrt{Rg(1 + \cos \theta - \sin \theta)}$
C
$\sqrt{4Rg \sin \theta}$
D
$\sqrt{2Rg(1 + \sin \theta - \cos \theta)}$

Solution

(D) ગોળો $a = g$ ના પ્રવેગથી ડાબી તરફ ગતિ કરે છે,તેથી કણ પર જમણી તરફ આભાસી બળ (pseudo force) $F_p = ma = mg$ લાગે છે.
ધારો કે કણ $t = 0$ સમયે ગોળાની ટોચ પર છે. જેમ તે શિરોલંબ સાથે $\theta$ ખૂણે સરકે છે,તેમ તેનું શિરોલંબ સ્થાનાંતર $h = R(1 - \cos \theta)$ અને સમક્ષિતિજ સ્થાનાંતર $d = R \sin \theta$ થાય છે.
ગોળાની સાપેક્ષે કાર્ય-ઊર્જા પ્રમેય લાગુ પાડતા:
$W_g + W_{pseudo} = \Delta K.E.$
ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા થયેલું કાર્ય: $W_g = mg \cdot h = mgR(1 - \cos \theta)$.
આભાસી બળ દ્વારા થયેલું કાર્ય: $W_{pseudo} = F_p \cdot d = (mg)(R \sin \theta)$.
પ્રારંભિક ગતિઊર્જા શૂન્ય હોવાથી,અંતિમ ગતિઊર્જા $\frac{1}{2}mv^2$ થશે:
$mgR(1 - \cos \theta) + mgR \sin \theta = \frac{1}{2}mv^2$.
$m$ વડે ભાગતા અને $2$ વડે ગુણતા:
$2gR(1 - \cos \theta + \sin \theta) = v^2$.
તેથી,$v = \sqrt{2gR(1 + \sin \theta - \cos \theta)}$.
41
DifficultMCQ
એક તારને $Y = Kx^2$ પરવલય આકારમાં વાળવામાં આવેલ છે. $m$ દળનું એક મણકું તાર પર ઘર્ષણરહિત સરકી શકે છે. જ્યારે તાર સ્થિર હોય ત્યારે મણકું પરવલયના સૌથી નીચેના બિંદુએ છે. જો તારને $X$-અક્ષને સમાંતર $a$ જેટલા અચળ પ્રવેગથી ગતિ કરાવવામાં આવે,તો તારની સાપેક્ષે મણકું સ્થિર રહે તેવા નવા સંતુલિત સ્થાનનું $Y$-અક્ષથી અંતર કેટલું હશે?
A
$\frac{a}{gk}$
B
$\frac{a}{2gk}$
C
$\frac{2a}{2gk}$
D
$\frac{a}{4gk}$

Solution

(B) જ્યારે મણકું તારની સાપેક્ષે સંતુલનમાં હોય,ત્યારે તારના ફ્રેમમાં તેના પર લાગતા બળો ગુરુત્વાકર્ષણ ($mg$ નીચેની તરફ),આભાસી બળ ($ma$ ઋણ $X$-દિશામાં) અને લંબબળ $(N)$ છે.
સંતુલન સ્થિતિમાં,તારની દિશામાં પરિણામી બળ શૂન્ય હોય છે.
બળોના ઘટકો લેતા: $N \cos \theta = mg$ અને $N \sin \theta = ma$,જ્યાં $\theta$ એ સ્પર્શક દ્વારા સમક્ષિતિજ સાથે બનાવેલો ખૂણો છે.
બંને સમીકરણોનો ભાગાકાર કરતા,આપણને $\tan \theta = \frac{a}{g}$ મળે છે.
પરવલય $Y = Kx^2$ નો ઢાળ $\frac{dy}{dx} = 2Kx$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ઢાળ એ $\tan \theta$ જેટલો હોવાથી,$2Kx = \frac{a}{g}$ થાય.
$x$ માટે ઉકેલતા,આપણને $x = \frac{a}{2Kg}$ મળે છે.
42
DifficultMCQ
સ્થિર લિફ્ટમાં માણસના વજન અને નીચે તરફ '$a$' પ્રવેગથી ગતિ કરતી લિફ્ટમાં માણસના વજનનો ગુણોત્તર $3:2$ હોય,તો '$a$' = . . . . . . .
A
$\frac{3}{2}g$
B
$\frac{g}{3}$
C
$\frac{2}{3}g$
D
$g$

Solution

(B) સ્થિર લિફ્ટમાં માણસનું વજન $W_1 = mg$ છે.
જ્યારે લિફ્ટ '$a$' પ્રવેગથી નીચે તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે માણસનું આભાસી વજન $W_2 = m(g - a)$ થાય છે.
આપેલ ગુણોત્તર $\frac{W_1}{W_2} = \frac{3}{2}$ છે.
સૂત્રો મૂકતા: $\frac{mg}{m(g - a)} = \frac{3}{2}$.
$\frac{g}{g - a} = \frac{3}{2}$.
ચોકડી ગુણાકાર કરતા: $2g = 3(g - a)$.
$2g = 3g - 3a$.
$3a = 3g - 2g$.
$3a = g$.
તેથી,$a = \frac{g}{3}$.
43
MediumMCQ
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $m$ દળનો એક બ્લોક કાર્ટ $C$ ના સંપર્કમાં છે. બ્લોક અને કાર્ટ વચ્ચેનો સ્થિત ઘર્ષણાંક $\mu$ છે. કાર્ટનો પ્રવેગ $\alpha$ જે બ્લોકને નીચે પડતા અટકાવશે તે નીચેનામાંથી કઈ શરતનું પાલન કરે છે?
Question diagram
A
$\alpha > \frac{mg}{\mu}$
B
$\alpha > \frac{g}{\mu m}$
C
$\alpha \ge \frac{g}{\mu}$
D
$\alpha < \frac{g}{\mu}$

Solution

(C) બ્લોકને નીચે પડતા અટકાવવા માટે,ઉપરની તરફ લાગતું ઘર્ષણ બળ $f$ એ નીચેની તરફ લાગતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$ ને સંતુલિત કરવું જોઈએ.
$1$. કાર્ટ $\alpha$ પ્રવેગથી ગતિ કરે છે. કાર્ટના સંદર્ભ ફ્રેમમાં,બ્લોક પર એક આભાસી બળ (pseudo force) $F_{fic} = m\alpha$ લાગે છે,જે તેને કાર્ટની સપાટી પર દબાવે છે. આ બળ લંબબળ $N = m\alpha$ પૂરું પાડે છે.
$2$. મહત્તમ સ્થિત ઘર્ષણ બળ $f_{max} = \mu N = \mu m\alpha$ છે.
$3$. બ્લોક નીચે ન પડે તે માટે,ઘર્ષણ બળ $f$ એ બ્લોકના વજન જેટલું અથવા તેનાથી વધારે હોવું જોઈએ: $f \ge mg$.
$4$. $f = \mu m\alpha$ મૂકતા,આપણને $\mu m\alpha \ge mg$ મળે છે.
$5$. $\alpha$ માટે ઉકેલતા,આપણને $\alpha \ge \frac{g}{\mu}$ મળે છે.
Solution diagram
44
MediumMCQ
$m$ દળનો એક બ્લોક $\theta$ ખૂણાવાળા લીસા ઢળતા વેજ $ABC$ પર આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ મૂકવામાં આવ્યો છે. વેજને જમણી તરફ $a$ જેટલો પ્રવેગ આપવામાં આવે છે. બ્લોક વેજ પર સ્થિર રહે તે માટે $a$ અને $\theta$ વચ્ચેનો સંબંધ શું છે?
Question diagram
A
$a = g \csc \theta$
B
$a = g \sin \theta$
C
$a = g \tan \theta$
D
$a = g \cos \theta$

Solution

(C) બ્લોકને વેજ પર સ્થિર રાખવા માટે,આપણે વેજના નોન-ઇનર્શિયલ ફ્રેમમાં બળોનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ.
$1$. બ્લોક પર લાગતા બળો છે: ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$ (નીચેની તરફ),લંબ પ્રતિક્રિયા $N$ (સપાટીને લંબ),અને સ્યુડો ફોર્સ $ma$ (ડાબી તરફ).
$2$. બળોને ઢળતી સપાટીને સમાંતર અને લંબ ઘટકોમાં વિભાજિત કરતા:
- સપાટીને સમાંતર: $ma \cos \theta = mg \sin \theta$.
$3$. સમાંતર ઘટકના સમીકરણ પરથી:
$ma \cos \theta = mg \sin \theta$
$a \cos \theta = g \sin \theta$
$a = g \frac{\sin \theta}{\cos \theta}$
$a = g \tan \theta$
Solution diagram
45
EasyMCQ
એક કાર સપાટ રસ્તા પર સમાન ઝડપે ગતિ કરી રહી છે. કારની અંદર હિલિયમથી ભરેલો એક ફુગ્ગો છે જે ફ્લોર સાથે બાંધેલી દોરી સાથે જોડાયેલ છે. દોરી શિરોલંબ (vertical) જોવા મળે છે. હવે કાર સપાટ રસ્તા પર સમાન ઝડપ જાળવી રાખીને ડાબી બાજુ વળાંક લે છે. તો કારમાં રહેલો ફુગ્ગો:
A
શિરોલંબ રહેશે
B
વળાંક લેતી વખતે ફૂટી જશે
C
જમણી બાજુ ફેંકાશે
D
ડાબી બાજુ ફેંકાશે

Solution

(D) જ્યારે કાર ડાબી બાજુ વળાંક લે છે,ત્યારે તે વળાંકના કેન્દ્ર (ડાબી તરફ) તરફ કેન્દ્રગામી પ્રવેગ અનુભવે છે.
જડત્વને કારણે,કારની અંદરની હવા સીધી રેખામાં ગતિ કરવાનું વલણ ધરાવે છે,પરંતુ કાર બંધ હોવાથી,હવા જમણી તરફ સ્યુડો-ફોર્સ (આભાસી બળ) અનુભવે છે.
હવા હિલિયમથી ભરેલા ફુગ્ગા કરતા વધુ ઘનતા ધરાવતી હોવાથી,આ સ્યુડો-ફોર્સને કારણે હવા કારની જમણી બાજુ ધકેલાય છે.
વધુ ઘનતા ધરાવતી હવાના જમણી તરફના આ સ્થાનાંતરણને કારણે દબાણનો તફાવત સર્જાય છે જે હલકા હિલિયમ ફુગ્ગાને ડાબી તરફ ધકેલે છે.
તેથી,ફુગ્ગો ડાબી બાજુ ફેંકાશે.
46
MediumMCQ
એક બ્લોક લિફ્ટના તળિયે રાખેલા $\theta$ ખૂણાવાળા લીસા ઢળતા સમતલ પર સરકી શકે છે. જ્યારે લિફ્ટ $a$ જેટલા પ્રતિપ્રવેગ સાથે નીચે ઉતરી રહી હોય,ત્યારે ઢળતા સમતલની સાપેક્ષમાં બ્લોકનો પ્રવેગ કેટલો હશે?
A
$(g + a)\sin \theta$
B
$(g - a)$
C
$g\sin \theta$
D
$(g - a)\sin \theta$

Solution

(A) સ્થિર લિફ્ટમાં,લીસા ઢળતા સમતલ પર સરકતા બ્લોકનો પ્રવેગ $a_{rel} = g \sin \theta$ હોય છે.
જ્યારે લિફ્ટ $A$ જેટલા પ્રવેગ સાથે ગતિ કરતી હોય (ઉપરની દિશાને ધન લેતા),ત્યારે ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + A$ થાય છે.
આ પ્રશ્નમાં,લિફ્ટ $a$ જેટલા પ્રતિપ્રવેગ સાથે નીચે ઉતરી રહી છે. નીચે ઉતરતી વખતે પ્રતિપ્રવેગનો અર્થ એ છે કે પ્રવેગ સદિશ ઉપરની દિશામાં છે. તેથી,$A = +a$ લેવાય.
અસરકારક પ્રવેગ $g_{eff} = g + a$ થશે.
તેથી,ઢળતા સમતલની સાપેક્ષમાં બ્લોકનો પ્રવેગ $a_{rel} = g_{eff} \sin \theta = (g + a) \sin \theta$ થશે.
47
MediumMCQ
એક $60\, kg$ નો માણસ લિફ્ટમાં રહેલા સ્પ્રિંગ સ્કેલ પર ઊભો છે. કોઈ ક્ષણે તેને જણાય છે કે સ્કેલનું રીડિંગ થોડા સમય માટે $60\, kg$ થી બદલાઈને $50\, kg$ થઈ જાય છે અને પછી પાછું મૂળ સ્થાને આવી જાય છે. આપણે શું નિષ્કર્ષ કાઢવો જોઈએ?
A
લિફ્ટ ઉપરની તરફ અચળ ગતિમાં હતી.
B
લિફ્ટ નીચેની તરફ અચળ ગતિમાં હતી.
C
લિફ્ટ ઉપરની તરફ અચળ ગતિમાં હતી અને અચાનક અટકી ગઈ.
D
લિફ્ટ નીચેની તરફ અચળ ગતિમાં હતી અને અચાનક અટકી ગઈ.

Solution

(C) લિફ્ટમાં રહેલી વ્યક્તિનું આભાસી વજન $W'$ એ $W' = m(g + a)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $a$ એ લિફ્ટનો પ્રવેગ છે.
જો લિફ્ટ અચળ વેગથી ઉપરની તરફ ગતિ કરતી હોય,તો પ્રવેગ $a = 0$ થાય,તેથી રીડિંગ $m \times g = 60\, kg$ મળે છે.
જ્યારે લિફ્ટ ઉપરની તરફ ગતિ કરતી વખતે અચાનક અટકી જાય છે,ત્યારે તે નીચેની તરફ પ્રવેગ (મંદન) અનુભવે છે,તેથી $a$ ઋણ બને છે. આભાસી વજન $W' = m(g - a)$ થાય છે.
રીડિંગ $60\, kg$ થી ઘટીને $50\, kg$ થાય છે,જે દર્શાવે છે કે લિફ્ટ ઉપરની તરફ ગતિ કરતી વખતે નીચેની તરફ પ્રવેગ (મંદન) અનુભવી રહી હતી.
તેથી,આપણે નિષ્કર્ષ કાઢી શકીએ કે લિફ્ટ અચળ ઝડપે ઉપરની તરફ જઈ રહી હતી અને અચાનક અટકી ગઈ.
48
EasyMCQ
એક લિફ્ટમાં સ્પ્રિંગ બેલેન્સ અને ભૌતિક તુલા (physical balance) રાખવામાં આવેલ છે. આ બંનેમાં સમાન દળ મૂકવામાં આવે છે. જો લિફ્ટ અચળ પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરવાનું શરૂ કરે,તો:
A
સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ વધશે અને ભૌતિક તુલાનું સંતુલન ખોરવાઈ જશે.
B
સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ બદલાશે નહીં અને ભૌતિક તુલા સંતુલનમાં રહેશે.
C
સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ ઘટશે અને ભૌતિક તુલા સંતુલનમાં રહેશે.
D
સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ વધશે અને ભૌતિક તુલા સંતુલનમાં રહેશે.

Solution

(D) જ્યારે લિફ્ટ $a$ પ્રવેગ સાથે ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે,ત્યારે લિફ્ટની અંદર રહેલા કોઈપણ દળ $m$ પર નીચેની તરફ આભાસી બળ (pseudo force) $F_p = ma$ લાગે છે.
સ્પ્રિંગ બેલેન્સ માટે,રીડિંગ એ તણાવ બળ છે,જે $T = m(g + a)$ થાય છે. અહીં $g + a > g$ હોવાથી,સ્પ્રિંગ બેલેન્સનું રીડિંગ વધે છે.
ભૌતિક તુલા માટે,આભાસી બળ $F_p = ma$ બંને પલ્લા પર સમાન રીતે લાગે છે. ભૌતિક તુલા બંને બાજુના વજનની સરખામણી કરતી હોવાથી,આભાસી બળની અસર નાબૂદ થાય છે અને સંતુલન સ્થિતિ જળવાઈ રહે છે.
49
MediumMCQ
એક ખરબચડા ઉભા બોર્ડનો પ્રવેગ $a$ છે,જેથી તેની સામે દબાયેલ $2 \ kg$ નો બ્લોક નીચે ન પડે. બ્લોક અને બોર્ડ વચ્ચેનો ઘર્ષણાંક કેટલો હોવો જોઈએ?
Question diagram
A
$> g/a$
B
$< g/a$
C
$= g/a$
D
$> a/g$

Solution

(A) બ્લોક નીચે ન પડે તે માટે,ઉપરની તરફ લાગતું ઘર્ષણ બળ $f$ એ નીચેની તરફ લાગતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળ $mg$ ને સંતુલિત કરવું જોઈએ.
$f = mg$
બોર્ડ દ્વારા બ્લોક પર લાગતું લંબબળ $R$ એ બોર્ડના પ્રવેગ $a$ ને કારણે બ્લોક પર લાગતા આભાસી બળ (pseudo-force) દ્વારા મળે છે:
$R = ma$
ઘર્ષણ બળ $f \leq \mu R$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. નીચે પડતું અટકાવવા માટે,મહત્તમ શક્ય ઘર્ષણ એ વજન જેટલું અથવા તેનાથી વધુ હોવું જોઈએ:
$f_{max} = \mu R = \mu (ma)$
$f_{max} \geq mg$ લેતા:
$\mu (ma) \geq mg$
બંને બાજુ $ma$ વડે ભાગતા:
$\mu \geq g/a$
Solution diagram

Newton's Laws of Motion and Friction — Apparent weight and Pseudo Force · Frequently Asked Questions

1Are these Newton's Laws of Motion and Friction 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?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

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

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Newton's Laws of Motion and Friction Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.