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Textbook - FORCE AND LAWS OF MOTION Questions in Hindi

Class 9 Science · FORCE AND LAWS OF MOTION · Textbook - FORCE AND LAWS OF MOTION

31+

Questions

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Showing 31 of 31 questions in Hindi

1
Medium
निम्नलिखित में से किसका जड़त्व (inertia) अधिक है: $(a)$ समान आकार की रबर की गेंद और पत्थर? $(b)$ एक साइकिल और एक ट्रेन? $(c)$ पाँच रुपये का सिक्का और एक रुपये का सिक्का?

Solution

(N/A) जड़त्व किसी वस्तु के द्रव्यमान का माप है। वस्तु का द्रव्यमान जितना अधिक होता है,उसका जड़त्व उतना ही अधिक होता है और इसके विपरीत।
$(a)$ समान आकार की रबर की गेंद की तुलना में पत्थर का द्रव्यमान अधिक होता है। इसलिए,पत्थर का जड़त्व रबर की गेंद से अधिक होता है।
$(b)$ साइकिल की तुलना में ट्रेन का द्रव्यमान बहुत अधिक होता है। इसलिए,ट्रेन का जड़त्व साइकिल से अधिक होता है।
$(c)$ एक रुपये के सिक्के की तुलना में पाँच रुपये के सिक्के का द्रव्यमान अधिक होता है। इसलिए,पाँच रुपये के सिक्के का जड़त्व एक रुपये के सिक्के से अधिक होता है।
2
Medium
निम्नलिखित उदाहरण में, यह पहचानने का प्रयास करें कि गेंद का वेग कितनी बार बदलता है:
"एक फुटबॉल खिलाड़ी एक फुटबॉल को अपनी टीम के दूसरे खिलाड़ी की ओर किक मारता है जो फुटबॉल को गोल की ओर किक करता है। विपक्षी टीम का गोलकीपर फुटबॉल को पकड़ता है और उसे अपनी टीम के एक खिलाड़ी की ओर किक मारता है"।
प्रत्येक मामले में बल लगाने वाले एजेंट की भी पहचान करें।

Solution

(N/A) गेंद का वेग $4$ बार बदलता है।
$1$. पहला खिलाड़ी गेंद को किक करता है: वेग $0$ से एक निश्चित मान में बदल जाता है। एजेंट पहला खिलाड़ी है।
$2$. दूसरा खिलाड़ी गेंद को गोल की ओर किक करता है: दिशा बदल जाती है, इसलिए वेग बदल जाता है। एजेंट दूसरा खिलाड़ी है।
$3$. गोलकीपर गेंद को पकड़ता है: गेंद स्थिर हो जाती है, इसलिए वेग एक निश्चित मान से $0$ में बदल जाता है। एजेंट गोलकीपर है।
$4$. गोलकीपर गेंद को अपने साथी खिलाड़ी की ओर किक करता है: वेग $0$ से एक निश्चित मान में बदल जाता है। एजेंट गोलकीपर है।
3
Medium
समझाइए कि यदि हम किसी पेड़ की शाखा को जोर से हिलाते हैं तो उसकी कुछ पत्तियाँ क्यों टूटकर गिर सकती हैं।

Solution

(N/A) जब हम पेड़ की शाखा को जोर से हिलाते हैं,तो शाखा गति में आ जाती है। हालाँकि,विराम के जड़त्व (inertia of rest) के कारण पत्तियाँ अपनी विराम अवस्था में ही बने रहने की प्रवृत्ति रखती हैं। चूँकि पत्तियाँ अपनी गति की अवस्था में परिवर्तन का विरोध करती हैं,इसलिए उन पर एक बल कार्य करता है जिसके कारण वे शाखा से अलग होकर नीचे गिर जाती हैं।
4
MediumMCQ
जब चलती हुई बस में ब्रेक लगाया जाता है तो आप आगे की ओर क्यों गिरते हैं और जब वह विरामावस्था से त्वरित होती है तो पीछे की ओर क्यों गिरते हैं?
A
गति के जड़त्व के कारण
B
विराम के जड़त्व के कारण
C
दिशा के जड़त्व के कारण
D
द्रव्यमान के जड़त्व के कारण

Solution

(A) यह घटना यात्री के $\text{जड़त्व}$ (inertia) के कारण होती है।
$1$. जब बस चल रही होती है, तो यात्री भी गति की अवस्था में होता है। जब ड्राइवर ब्रेक लगाता है, तो यात्री के शरीर का निचला हिस्सा, जो बस के संपर्क में है, विराम अवस्था में आ जाता है। हालाँकि, शरीर का ऊपरी हिस्सा $\text{गति के जड़त्व}$ के कारण गति में बने रहने का प्रयास करता है, जिससे यात्री आगे की ओर झुक जाता है।
$2$. जब बस विरामावस्था से त्वरित होती है, तो यात्री के शरीर का निचला हिस्सा बस के साथ चलने लगता है, लेकिन शरीर का ऊपरी हिस्सा $\text{विराम के जड़त्व}$ के कारण स्थिर रहने का प्रयास करता है। इस कारण यात्री बस के सापेक्ष पीछे की ओर गिर जाता है।
5
EasyMCQ
यदि क्रिया हमेशा प्रतिक्रिया के बराबर होती है,तो समझाइए कि घोड़ा गाड़ी को कैसे खींच सकता है।
A
घोड़ा गाड़ी को प्रतिक्रिया बल से अधिक बल से खींचता है।
B
घोड़ा जमीन को पीछे की ओर धकेलता है,और जमीन से मिलने वाला प्रतिक्रिया बल घोड़े को आगे बढ़ाता है।
C
गाड़ी इसलिए आगे बढ़ती है क्योंकि घोड़ा गाड़ी से अधिक शक्तिशाली है।
D
गाड़ी और जमीन के बीच घर्षण शून्य है।

Solution

(B) न्यूटन के गति के तीसरे नियम के अनुसार,प्रत्येक क्रिया के लिए एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है।
जब घोड़ा गाड़ी को खींचता है,तो वह अपने पैरों से जमीन को पीछे की ओर एक कोण पर धकेलता है।
घोड़े द्वारा जमीन पर लगाए गए इस क्रिया बल के परिणामस्वरूप,जमीन घोड़े पर आगे की दिशा में एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया बल लगाती है।
यह प्रतिक्रिया बल घोड़े को आगे बढ़ने में मदद करता है,और चूंकि गाड़ी घोड़े से जुड़ी होती है,इसलिए गाड़ी भी उसके साथ आगे खिंची चली आती है।
6
Medium
समझाइए कि एक फायरमैन के लिए उस नली (होज़) को पकड़ना कठिन क्यों होता है,जिससे बड़ी मात्रा में पानी उच्च वेग से बाहर निकलता है।

Solution

(N/A) यह कठिनाई बाहर निकलते हुए पानी के पीछे की ओर लगने वाले प्रतिक्रिया बल के कारण उत्पन्न होती है।
जब एक फायरमैन ऐसी नली को पकड़ता है जिससे बड़ी मात्रा में पानी उच्च वेग से बाहर निकल रहा होता है,तो $Newton$ के गति के तीसरे नियम के अनुसार,बाहर निकलता हुआ पानी नली पर पीछे की दिशा में एक समान और विपरीत प्रतिक्रिया बल लगाता है।
यह पीछे की ओर लगने वाला बल फायरमैन को धक्का देता है,जिससे नली को पकड़ते समय उनके लिए अपना संतुलन और स्थिरता बनाए रखना कठिन हो जाता है।
7
MediumMCQ
$4\, kg$ द्रव्यमान की एक राइफल से $50\, g$ द्रव्यमान की एक गोली $35\, m\, s^{-1}$ के प्रारंभिक वेग से छोड़ी जाती है। राइफल का प्रारंभिक प्रतिक्षेप वेग ($m/s$ में) ज्ञात कीजिए।
A
$0.8375$
B
$0.1023$
C
$0.4375$
D
$0.6523$

Solution

(C) राइफल का द्रव्यमान,$m_1 = 4\, kg$.
गोली का द्रव्यमान,$m_2 = 50\, g = 0.05\, kg$.
गोली का प्रारंभिक वेग,$v_2 = 35\, m/s$.
माना राइफल का प्रतिक्षेप वेग $v_1$ है।
प्रारंभ में,निकाय स्थिर है,इसलिए प्रारंभिक संवेग $0$ है।
संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार,गोली चलाने के बाद का कुल संवेग,गोली चलाने से पहले के कुल संवेग के बराबर होना चाहिए।
$m_1 v_1 + m_2 v_2 = 0$.
$4(v_1) + (0.05 \times 35) = 0$.
$4 v_1 + 1.75 = 0$.
$4 v_1 = -1.75$.
$v_1 = -1.75 / 4 = -0.4375\, m/s$.
ऋणात्मक चिह्न यह दर्शाता है कि राइफल गोली की विपरीत दिशा में $0.4375\, m/s$ के वेग से पीछे की ओर प्रतिक्षेपित होती है।
8
DifficultMCQ
$100 \, g$ और $200 \, g$ द्रव्यमान की दो वस्तुएं एक ही रेखा और दिशा में क्रमशः $2 \, m \, s^{-1}$ और $1 \, m \, s^{-1}$ के वेग से गति कर रही हैं। वे टकराती हैं और टक्कर के बाद,पहली वस्तु $1.67 \, m \, s^{-1}$ के वेग से गति करती है। दूसरी वस्तु का वेग ($m/s$ में) ज्ञात कीजिए।
A
$1.125$
B
$1.556$
C
$1.365$
D
$1.165$

Solution

(D) पहली वस्तु का द्रव्यमान,$m_1 = 100 \, g = 0.1 \, kg$.
दूसरी वस्तु का द्रव्यमान,$m_2 = 200 \, g = 0.2 \, kg$.
टक्कर से पहले $m_1$ का वेग,$u_1 = 2 \, m/s$.
टक्कर से पहले $m_2$ का वेग,$u_2 = 1 \, m/s$.
टक्कर के बाद $m_1$ का वेग,$v_1 = 1.67 \, m/s$.
मान लीजिए टक्कर के बाद $m_2$ का वेग $v_2$ है।
संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार:
टक्कर से पहले का कुल संवेग = टक्कर के बाद का कुल संवेग
$m_1 u_1 + m_2 u_2 = m_1 v_1 + m_2 v_2$
$(0.1 \times 2) + (0.2 \times 1) = (0.1 \times 1.67) + (0.2 \times v_2)$
$0.2 + 0.2 = 0.167 + 0.2 v_2$
$0.4 = 0.167 + 0.2 v_2$
$0.2 v_2 = 0.4 - 0.167$
$0.2 v_2 = 0.233$
$v_2 = 0.233 / 0.2 = 1.165 \, m/s$.
अतः,टक्कर के बाद दूसरी वस्तु का वेग $1.165 \, m/s$ है।
9
Medium
एक वस्तु पर शून्य बाह्य असंतुलित बल कार्य कर रहा है। क्या वस्तु के लिए अशून्य वेग के साथ यात्रा करना संभव है? यदि हाँ,तो वेग के परिमाण और दिशा पर लगाई जाने वाली शर्तों का उल्लेख करें। यदि नहीं,तो कारण दें।

Solution

(N/A) हाँ। न्यूटन के गति के प्रथम नियम के अनुसार,कोई वस्तु तब तक अपनी विरामावस्था या एक सीधी रेखा में एकसमान गति की अवस्था में बनी रहती है जब तक कि उस पर कोई असंतुलित बल कार्य न करे।
यदि कुल बाह्य असंतुलित बल शून्य है,तो वस्तु अपनी गति की अवस्था को बनाए रखेगी।
इसलिए,यदि वस्तु पहले से ही अशून्य वेग के साथ गति कर रही है,तो वह उसी नियत वेग (अर्थात,नियत परिमाण और नियत दिशा) के साथ एक सीधी रेखा में गति करना जारी रखेगी।
अतः,शून्य बाह्य बल के तहत किसी वस्तु का अशून्य वेग के साथ यात्रा करना संभव है,बशर्ते कि वेग का परिमाण और दिशा दोनों स्थिर रहें।
10
Medium
जब कालीन को छड़ी से पीटा जाता है,तो उससे धूल बाहर निकलती है। व्याख्या कीजिए।

Solution

(N/A) किसी वस्तु का जड़त्व उसकी विरामावस्था या गति की अवस्था में होने वाले किसी भी परिवर्तन का विरोध करता है। जब कालीन को छड़ी से पीटा जाता है,तो कालीन गति में आ जाता है। हालाँकि,कालीन में मौजूद धूल के कण अपने विरामावस्था के जड़त्व के कारण इस परिवर्तन का विरोध करते हैं और अपनी विरामावस्था में ही बने रहने का प्रयास करते हैं। न्यूटन के गति के प्रथम नियम के अनुसार,कोई वस्तु तब तक विरामावस्था में रहती है जब तक उस पर कोई बाहरी बल न लगाया जाए। जैसे ही कालीन आगे बढ़ता है,धूल के कण अपने जड़त्व के कारण पीछे ही रह जाते हैं,जिससे वे कालीन से बाहर निकल जाते हैं।
11
Medium
बस की छत पर रखे सामान को रस्सी से बांधने की सलाह क्यों दी जाती है?

Solution

(N/A) जब बस त्वरित होती है और आगे बढ़ती है,तो वह गति की अवस्था प्राप्त कर लेती है। हालाँकि,छत पर रखा सामान अपने जड़त्व के कारण अपनी विरामावस्था में ही बने रहने की प्रवृत्ति रखता है। इसलिए,बस के आगे बढ़ने पर,सामान अपनी मूल स्थिति में ही रहने का प्रयास करता है और अंततः बस की छत से नीचे गिर जाता है। इससे बचने के लिए,बस की छत पर रखे किसी भी सामान को रस्सी से बांधने की सलाह दी जाती है।
12
MediumMCQ
एक बल्लेबाज क्रिकेट की गेंद को मारता है जो फिर समतल जमीन पर लुढ़कती है। थोड़ी दूरी तय करने के बाद,गेंद स्थिर हो जाती है। गेंद धीमी होकर रुक जाती है क्योंकि
A
बल्लेबाज ने गेंद को पर्याप्त जोर से नहीं मारा था।
B
वेग गेंद पर लगाए गए बल के समानुपाती होता है।
C
गेंद पर कोई असंतुलित बल नहीं है,इसलिए गेंद स्थिर होना चाहती है।
D
गेंद पर गति का विरोध करने वाला एक बल कार्य कर रहा है।

Solution

(D) एक बल्लेबाज क्रिकेट की गेंद को मारता है,जो फिर समतल जमीन पर लुढ़कती है। थोड़ी दूरी तय करने के बाद,गेंद स्थिर हो जाती है क्योंकि गेंद पर घर्षण बल कार्य कर रहा है जो उसकी गति का विरोध करता है।
घर्षण बल हमेशा गति की दिशा के विपरीत दिशा में कार्य करता है। अतः,यह बल क्रिकेट की गेंद को धीमा करने और अंततः रोकने के लिए जिम्मेदार है।
13
MediumMCQ
एक ट्रक विरामावस्था से चलना शुरू करता है और एक समान त्वरण के साथ पहाड़ी से नीचे लुढ़कता है। यह $20 \, s$ में $400 \, m$ की दूरी तय करता है। यदि इसका द्रव्यमान $7 \, \text{tonnes}$ $(1 \, \text{tonne} = 1000 \, kg)$ है,तो इस पर कार्य करने वाला बल ($N$ में) ज्ञात कीजिए।
A
$14000$
B
$41000$
C
$16000$
D
$11000$

Solution

$(A)$ ट्रक का प्रारंभिक वेग,$u = 0 \, m/s$.
लिया गया समय,$t = 20 \, s$.
तय की गई दूरी,$s = 400 \, m$.
गति के दूसरे समीकरण के अनुसार,$s = ut + \frac{1}{2}at^2$.
मान रखने पर: $400 = 0 \times 20 + \frac{1}{2} \times a \times (20)^2$.
$400 = 200a$.
अतः,त्वरण $a = 2 \, m/s^2$.
ट्रक का द्रव्यमान,$m = 7 \, \text{tonnes} = 7000 \, kg$.
बल $F = m \times a$ द्वारा प्राप्त होता है।
$F = 7000 \times 2 = 14000 \, N$.
14
MediumMCQ
$1\, kg$ का एक पत्थर $20\, m\ s^{-1}$ के वेग से एक झील की जमी हुई सतह पर फेंका जाता है और $50\, m$ की दूरी तय करने के बाद रुक जाता है। पत्थर और बर्फ के बीच घर्षण बल ($N$ में) क्या है?
A
$-6$
B
$-4$
C
$-3$
D
$-2$

Solution

(B) पत्थर का प्रारंभिक वेग,$u = 20\, m/s$.
पत्थर का अंतिम वेग,$v = 0\, m/s$.
पत्थर द्वारा तय की गई दूरी,$s = 50\, m$.
गति के तीसरे समीकरण के अनुसार,$v^2 = u^2 + 2as$.
मान रखने पर: $(0)^2 = (20)^2 + 2 \times a \times 50$.
$0 = 400 + 100a$.
$100a = -400$.
$a = -4\, m/s^2$.
ऋणात्मक चिह्न यह दर्शाता है कि त्वरण पत्थर की गति के विपरीत कार्य कर रहा है।
पत्थर का द्रव्यमान,$m = 1\, kg$.
न्यूटन के गति के दूसरे नियम से,बल $F = m \times a$.
$F = 1\, kg \times (-4\, m/s^2) = -4\, N$.
अतः,पत्थर और बर्फ के बीच घर्षण बल $-4\, N$ है।
15
EasyMCQ
एक $8000 \,kg$ का इंजन $2000 \,kg$ के $5$ वैगनों वाली एक ट्रेन को क्षैतिज पटरी पर खींचता है। यदि इंजन $40000 \,N$ का बल लगाता है और पटरी $5000 \,N$ का घर्षण बल प्रदान करती है,तो कुल त्वरण बल ($N$ में) की गणना करें।
A
$30000$
B
$53000$
C
$35000$
D
$32000$

Solution

(C) इंजन द्वारा लगाया गया बल,$F = 40000 \,N$.
पटरी द्वारा प्रदान किया गया घर्षण बल,$F_f = 5000 \,N$.
कुल त्वरण बल,लगाए गए बल और विरोधी घर्षण बल के बीच का अंतर होता है।
कुल त्वरण बल,$F_a = F - F_f$.
$F_a = 40000 \,N - 5000 \,N = 35000 \,N$.
अतः,कुल त्वरण बल $35000 \,N$ है।
16
MediumMCQ
एक $8000 \,kg$ का इंजन $2000 \,kg$ के $5$ वैगनों वाली एक ट्रेन को क्षैतिज पटरी पर खींचता है। यदि इंजन $40000 \,N$ का बल लगाता है और पटरी $5000 \,N$ का घर्षण बल प्रदान करती है,तो ट्रेन का त्वरण ($m/s^2$ में) ज्ञात कीजिए।
A
$1.454$
B
$2.645$
C
$0.965$
D
$1.944$

Solution

(D) ट्रेन का कुल द्रव्यमान $(M)$ = इंजन का द्रव्यमान + $5$ वैगनों का द्रव्यमान।
इंजन का द्रव्यमान = $8000 \,kg$।
$5$ वैगनों का द्रव्यमान = $5 \times 2000 \,kg = 10000 \,kg$।
कुल द्रव्यमान $(M)$ = $8000 + 10000 = 18000 \,kg$।
नेट बल $(F_{net})$ = लगाया गया बल - घर्षण बल।
$F_{net} = 40000 \,N - 5000 \,N = 35000 \,N$।
न्यूटन के गति के दूसरे नियम का उपयोग करते हुए,$F_{net} = M \times a$।
$a = \frac{F_{net}}{M} = \frac{35000}{18000} \,m/s^2$।
$a = 1.944 \,m/s^2$।
17
MediumMCQ
एक ऑटोमोबाइल वाहन का द्रव्यमान $1500 \, kg$ है। यदि वाहन को $1.7 \, m \, s^{-2}$ के ऋणात्मक त्वरण (negative acceleration) के साथ रोकना है,तो वाहन और सड़क के बीच बल ($N$ में) कितना होना चाहिए?
A
$-2550$
B
$-5025$
C
$-5525$
D
$-2525$

Solution

(A) वाहन का द्रव्यमान,$m = 1500 \, kg$ है।
वाहन का त्वरण,$a = -1.7 \, m \, s^{-2}$ है।
न्यूटन के गति के दूसरे नियम के अनुसार,बल $F$ द्रव्यमान और त्वरण का गुणनफल होता है:
$F = m \times a$
$F = 1500 \, kg \times (-1.7 \, m \, s^{-2})$
$F = -2550 \, N$ है।
अतः,वाहन और सड़क के बीच लगने वाला बल $-2550 \, N$ है,जो वाहन की गति की विपरीत दिशा में कार्य करता है।
18
EasyMCQ
$m$ द्रव्यमान की एक वस्तु जो $v$ वेग से गति कर रही है, उसका संवेग क्या है?
A
$(mv)^2$
B
$mv$
C
$\frac{1}{2}mv^2$
D
$mv^2$

Solution

(B) किसी वस्तु का संवेग उसके द्रव्यमान और उसके वेग के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है।
दिया गया है:
वस्तु का द्रव्यमान $= m$
वस्तु का वेग $= v$
अतः, संवेग $(p) = \text{द्रव्यमान} \times \text{वेग} = mv$.
19
EasyMCQ
$200\, N$ के क्षैतिज बल का उपयोग करके,हम एक लकड़ी की अलमारी को फर्श पर एक स्थिर वेग से ले जाना चाहते हैं। अलमारी पर लगने वाला घर्षण बल ($N$ में) क्या होगा?
A
$100$
B
$400$
C
$200$
D
$300$

Solution

(C) जब कोई वस्तु स्थिर वेग से गति करती है,तो उस पर कार्य करने वाला कुल बल शून्य होता है।
इसका अर्थ है कि लगाया गया बल विपरीत दिशा में लगने वाले घर्षण बल द्वारा पूरी तरह से संतुलित होना चाहिए।
यहाँ दिया गया क्षैतिज बल $200\, N$ है,इसलिए स्थिर वेग बनाए रखने के लिए घर्षण बल भी विपरीत दिशा में $200\, N$ होना चाहिए।
अतः,अलमारी पर लगने वाला घर्षण बल $200\, N$ है।
Solution diagram
20
DifficultMCQ
$1.5\, kg$ द्रव्यमान की दो वस्तुएं एक ही सीधी रेखा में लेकिन विपरीत दिशाओं में गति कर रही हैं। टक्कर से पहले प्रत्येक वस्तु का वेग $2.5\, m/s$ है,जिसके दौरान वे आपस में जुड़ जाती हैं। टक्कर के बाद संयुक्त वस्तु का वेग ($m/s$ में) क्या होगा?
A
$3$
B
$1$
C
$2$
D
$0$

Solution

(D) एक वस्तु का द्रव्यमान,$m_1 = 1.5\, kg$।
दूसरी वस्तु का द्रव्यमान,$m_2 = 1.5\, kg$।
टक्कर से पहले $m_1$ का वेग,$v_1 = 2.5\, m/s$।
टक्कर से पहले $m_2$ का वेग,$v_2 = -2.5\, m/s$ (क्योंकि यह विपरीत दिशा में गति कर रही है)।
संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार,टक्कर से पहले का कुल संवेग = टक्कर के बाद का कुल संवेग।
$m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1 + m_2)v$
मान रखने पर:
$1.5(2.5) + 1.5(-2.5) = (1.5 + 1.5)v$
$3.75 - 3.75 = 3v$
$0 = 3v$
$v = 0\, m/s$।
अतः,टक्कर के बाद संयुक्त वस्तु का वेग $0\, m/s$ होगा।
21
Medium
गति के तीसरे नियम के अनुसार,जब हम किसी वस्तु पर धक्का लगाते हैं,तो वह वस्तु भी हम पर समान और विपरीत दिशा में बल लगाती है। यदि वह वस्तु सड़क के किनारे खड़ी एक विशाल ट्रक है,तो वह संभवतः नहीं हिलेगी। एक छात्र इसे यह कहकर सही ठहराता है कि दोनों विपरीत और समान बल एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं। इस तर्क पर टिप्पणी करें और समझाएं कि ट्रक क्यों नहीं हिलती है।

Solution

(N/A) ट्रक का द्रव्यमान बहुत अधिक होता है,जिसके कारण ट्रक के टायरों और सड़क के बीच स्थैतिक घर्षण बल बहुत अधिक होता है।
ट्रक को गति में लाने के लिए,लगाए गए बल को अधिकतम स्थैतिक घर्षण बल से अधिक होना चाहिए।
जब कोई व्यक्ति ट्रक को धक्का देता है और ट्रक नहीं हिलती है,तो इसका मतलब है कि लगाया गया बल और विपरीत दिशा में कार्य करने वाला स्थैतिक घर्षण बल एक-दूसरे को संतुलित कर देते हैं।
इसलिए,छात्र का तर्क सही है कि ट्रक पर लगने वाला कुल बल शून्य है क्योंकि लगाया गया बल और घर्षण बल एक-दूसरे के प्रभाव को निरस्त कर देते हैं।
22
MediumMCQ
$200 \,g$ द्रव्यमान की एक हॉकी की गेंद $10 \,m \,s^{-1}$ के वेग से गति कर रही है। इसे हॉकी स्टिक से मारने पर यह अपने मूल पथ पर $5 \,m \,s^{-1}$ के वेग से वापस लौटती है। हॉकी स्टिक द्वारा लगाए गए बल के कारण हॉकी की गेंद के संवेग में हुए परिवर्तन का परिमाण ज्ञात कीजिए।
A
$6 \,kg \,m \,s^{-1}$
B
$3 \,kg \,m \,s^{-1}$
C
$2 \,kg \,m \,s^{-1}$
D
$4 \,kg \,m \,s^{-1}$

Solution

(B) हॉकी की गेंद का द्रव्यमान,$m = 200 \,g = 0.2 \,kg$.
हॉकी की गेंद का प्रारंभिक वेग,$u = 10 \,m \,s^{-1}$.
प्रारंभिक संवेग,$p_i = m \times u = 0.2 \,kg \times 10 \,m \,s^{-1} = 2 \,kg \,m \,s^{-1}$.
चूंकि गेंद अपने मूल पथ पर वापस लौटती है,इसलिए अंतिम वेग विपरीत दिशा में होगा,$v = -5 \,m \,s^{-1}$.
अंतिम संवेग,$p_f = m \times v = 0.2 \,kg \times (-5 \,m \,s^{-1}) = -1 \,kg \,m \,s^{-1}$.
संवेग में परिवर्तन,$\Delta p = p_f - p_i = -1 \,kg \,m \,s^{-1} - 2 \,kg \,m \,s^{-1} = -3 \,kg \,m \,s^{-1}$.
संवेग में परिवर्तन का परिमाण $|\Delta p| = 3 \,kg \,m \,s^{-1}$ है।
23
DifficultMCQ
$10\, g$ द्रव्यमान की एक गोली $150\, m/s$ के वेग से क्षैतिज रूप से यात्रा करते हुए एक स्थिर लकड़ी के ब्लॉक से टकराती है और $0.03\, s$ में रुक जाती है। ब्लॉक में गोली के प्रवेश की दूरी की गणना करें। लकड़ी के ब्लॉक द्वारा गोली पर लगाए गए बल के परिमाण की भी गणना करें।
A
$2.75\, m, 55\, N$
B
$2.52\, m, 45\, N$
C
$2.25\, m, 50\, N$
D
$2.45\, m, 25\, N$

Solution

(C) दिया गया है:
गोली का प्रारंभिक वेग,$u = 150\, m/s$
गोली का अंतिम वेग,$v = 0\, m/s$ (क्योंकि यह रुक जाती है)
लिया गया समय,$t = 0.03\, s$
गोली का द्रव्यमान,$m = 10\, g = 0.01\, kg$
गति के पहले समीकरण $v = u + at$ का उपयोग करते हुए:
$0 = 150 + a(0.03)$
$a = -150 / 0.03 = -5000\, m/s^2$
प्रवेश की दूरी $(s)$ ज्ञात करने के लिए गति के दूसरे समीकरण का उपयोग करते हुए:
$s = ut + (1/2)at^2$
$s = (150 \times 0.03) + (1/2 \times -5000 \times (0.03)^2)$
$s = 4.5 - (2500 \times 0.0009)$
$s = 4.5 - 2.25 = 2.25\, m$
न्यूटन के गति के दूसरे नियम का उपयोग करके बल $(F)$ ज्ञात करते हुए:
$F = ma$
$F = 0.01\, kg \times 5000\, m/s^2 = 50\, N$
अतः,प्रवेश की दूरी $2.25\, m$ है और लगाया गया बल $50\, N$ है।
24
DifficultMCQ
$1\, kg$ द्रव्यमान की एक वस्तु $10\, m\, s^{-1}$ के वेग से एक सीधी रेखा में चलते हुए $5\, kg$ द्रव्यमान के एक स्थिर लकड़ी के गुटके से टकराती है और उससे चिपक जाती है। फिर वे दोनों एक ही सीधी रेखा में एक साथ चलते हैं। टक्कर से ठीक पहले और टक्कर के ठीक बाद कुल संवेग की गणना करें। संयुक्त वस्तु के वेग की भी गणना करें।
A
$12\, kg\, m\, s^{-1}$,$5/6\, m/s$
B
$15\, kg\, m\, s^{-1}$,$4/3\, m/s$
C
$20\, kg\, m\, s^{-1}$,$3/5\, m/s$
D
$10\, kg\, m\, s^{-1}$,$5/3\, m/s$

Solution

(D) वस्तु का द्रव्यमान,$m_1 = 1\, kg$.
टक्कर से पहले वस्तु का वेग,$v_1 = 10\, m/s$.
स्थिर लकड़ी के गुटके का द्रव्यमान,$m_2 = 5\, kg$.
टक्कर से पहले लकड़ी के गुटके का वेग,$v_2 = 0\, m/s$.
टक्कर से पहले कुल संवेग $= m_1 v_1 + m_2 v_2 = 1(10) + 5(0) = 10\, kg\, m\, s^{-1}$.
संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार,कुल संवेग संरक्षित रहता है।
इसलिए,टक्कर के बाद कुल संवेग $= 10\, kg\, m\, s^{-1}$.
संयुक्त निकाय का कुल द्रव्यमान $= m_1 + m_2 = 1 + 5 = 6\, kg$.
मान लीजिए संयुक्त वस्तु का वेग $v$ है।
$10 = (m_1 + m_2)v$
$10 = 6v$
$v = 10/6 = 5/3\, m/s$.
25
MediumMCQ
$100 \,kg$ द्रव्यमान की एक वस्तु को $5 \,m \,s^{-1}$ के वेग से $8 \,m \,s^{-1}$ के वेग तक $6 \,s$ में समान रूप से त्वरित किया जाता है। वस्तु के प्रारंभिक और अंतिम संवेग की गणना कीजिए। साथ ही, वस्तु पर लगाए गए बल का परिमाण ज्ञात कीजिए।
A
$100 \,kg \,m \,s^{-1}$ और $200 \,kg \,m \,s^{-1}$, $30 \,N$
B
$300 \,kg \,m \,s^{-1}$ और $500 \,kg \,m \,s^{-1}$, $20 \,N$
C
$400 \,kg \,m \,s^{-1}$ और $600 \,kg \,m \,s^{-1}$, $40 \,N$
D
$500 \,kg \,m \,s^{-1}$ और $800 \,kg \,m \,s^{-1}$, $50 \,N$

Solution

(D) वस्तु का प्रारंभिक वेग, $u = 5 \,m \,s^{-1}$।
वस्तु का अंतिम वेग, $v = 8 \,m \,s^{-1}$।
वस्तु का द्रव्यमान, $m = 100 \,kg$।
लिया गया समय, $t = 6 \,s$।
प्रारंभिक संवेग $= m \times u = 100 \times 5 = 500 \,kg \,m \,s^{-1}$।
अंतिम संवेग $= m \times v = 100 \times 8 = 800 \,kg \,m \,s^{-1}$।
वस्तु पर लगाया गया बल, $F = \frac{mv - mu}{t}$।
$F = \frac{800 - 500}{6} = \frac{300}{6} = 50 \,N$।
अतः, प्रारंभिक संवेग $500 \,kg \,m \,s^{-1}$, अंतिम संवेग $800 \,kg \,m \,s^{-1}$ और लगाया गया बल $50 \,N$ है।
26
Medium
अख्तर, किरण और राहुल एक एक्सप्रेसवे पर उच्च वेग से चल रही मोटरकार में यात्रा कर रहे थे, तभी एक कीट विंडशील्ड से टकराया और विंडस्क्रीन पर चिपक गया। किरण ने सुझाव दिया कि मोटरकार की तुलना में कीट के संवेग में अधिक परिवर्तन हुआ। अख्तर ने कहा कि चूंकि मोटरकार बड़े वेग से चल रही थी, इसलिए उसने कीट पर अधिक बल लगाया। राहुल ने कहा कि मोटरकार और कीट दोनों ने समान बल का अनुभव किया और उनके संवेग में समान परिवर्तन हुआ। इन सुझावों पर टिप्पणी करें।

Solution

(C) संवेग संरक्षण के नियम के अनुसार, टक्कर के दौरान निकाय का कुल संवेग संरक्षित रहता है।
$1$. किरण का सुझाव: कार की तुलना में कीट के वेग में बहुत अधिक परिवर्तन होता है। चूंकि $p = mv$ होता है, इसलिए कीट के लिए संवेग में परिवर्तन $(\Delta p = m \Delta v)$ उसके द्रव्यमान के सापेक्ष महत्वपूर्ण है। कार का द्रव्यमान बहुत अधिक होने के कारण, उसके वेग में परिवर्तन नगण्य है, लेकिन दोनों के लिए संवेग में परिवर्तन का परिमाण समान होता है।
$2$. अख्तर का सुझाव: अख्तर का यह कहना आंशिक रूप से सही है कि कार एक बड़ा बल लगाती है, लेकिन न्यूटन के गति के तीसरे नियम के अनुसार, कार द्वारा कीट पर लगाया गया बल और कीट द्वारा कार पर लगाया गया बल परिमाण में समान होता है।
$3$. राहुल का सुझाव: राहुल का सुझाव सही है। न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, दोनों पर लगने वाला बल समान और विपरीत होता है। चूंकि टक्कर का समय दोनों के लिए समान है, इसलिए संवेग में परिवर्तन $(F \times t = \Delta p)$ दोनों के लिए परिमाण में समान होता है।
27
MediumMCQ
$10\, kg$ द्रव्यमान का एक डंबल यदि $80\, cm$ की ऊँचाई से गिरता है,तो वह फर्श पर कितना संवेग स्थानांतरित करेगा? इसका नीचे की ओर त्वरण $10\, m \,s^{-2}$ लें।
A
$25\, kg\, m \,s^{-1}$
B
$49\, kg\, m \,s^{-1}$
C
$40\, kg\, m \,s^{-1}$
D
$45\, kg\, m \,s^{-1}$

Solution

(C) दिया गया है: डंबल का द्रव्यमान,$m = 10\, kg$।
तय की गई दूरी,$s = 80\, cm = 0.8\, m$।
त्वरण,$a = 10\, m \,s^{-2}$।
प्रारंभिक वेग,$u = 0\, m \,s^{-1}$।
गति के तीसरे समीकरण का उपयोग करते हुए,$v^2 = u^2 + 2as$:
$v^2 = 0^2 + 2 \times 10 \times 0.8$
$v^2 = 16$
$v = 4\, m \,s^{-1}$।
संवेग $(p)$ द्रव्यमान और वेग का गुणनफल होता है: $p = m \times v$।
$p = 10\, kg \times 4\, m \,s^{-1} = 40\, kg\, m \,s^{-1}$।
अतः,डंबल फर्श पर $40\, kg\, m \,s^{-1}$ का संवेग स्थानांतरित करेगा।
28
Medium
गतिमान वस्तु के लिए दूरी-समय तालिका नीचे दी गई है:
समय (सेकंड में)दूरी (मीटर में)
$0$$0$
$1$$1$
$2$$8$
$3$$27$
$4$$64$
$5$$125$
$6$$216$
$7$$343$

$(a)$ आप त्वरण के बारे में क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं? क्या यह स्थिर, बढ़ रहा है, घट रहा है, या शून्य है?
$(b)$ वस्तु पर कार्य करने वाले बलों के बारे में आप क्या अनुमान लगाते हैं?

Solution

(N/A) समय के समान अंतराल में वस्तु द्वारा तय की गई दूरी असमान है (यह समय के घन $d = t^3$ का पालन करती है)। यह असमान गति को दर्शाता है। चूंकि वेग (दूरी में परिवर्तन की दर) बढ़ते हुए दर से बढ़ रहा है, इसलिए त्वरण बढ़ रहा है।
$(b)$ न्यूटन के गति के दूसरे नियम के अनुसार, $F = ma$। चूंकि वस्तु का त्वरण $(a)$ समय के साथ बढ़ रहा है, इसलिए वस्तु पर कार्य करने वाला कुल बल $(F)$ भी बढ़ रहा है।
29
MediumMCQ
$1200 \, kg$ द्रव्यमान वाली एक मोटरकार को दो व्यक्ति एक समतल सड़क पर एकसमान वेग से धक्का देते हैं। उसी मोटरकार को तीन व्यक्तियों द्वारा धक्का देने पर $0.2 \, m \, s^{-2}$ का त्वरण उत्पन्न होता है। प्रत्येक व्यक्ति कितने बल ($N$ में) से मोटरकार को धक्का देता है? (मान लीजिए कि सभी व्यक्ति समान पेशीय प्रयास से मोटरकार को धक्का देते हैं।)
A
$240$
B
$244$
C
$248$
D
$225$

Solution

(A) मोटरकार का द्रव्यमान $(m)$ $= 1200 \, kg$ है।
जब दो व्यक्ति कार को एकसमान वेग से धक्का देते हैं,तो कुल बाह्य बल शून्य होता है। इसका अर्थ है कि दो व्यक्तियों द्वारा लगाया गया बल घर्षण बल $(f)$ द्वारा संतुलित हो जाता है।
अतः,$2F = f$,जहाँ $F$ प्रत्येक व्यक्ति द्वारा लगाया गया बल है।
जब तीन व्यक्ति कार को धक्का देते हैं,तो कुल लगाया गया बल $3F$ होता है। त्वरण उत्पन्न करने वाला कुल बल $(F_{net})$ कुल लगाए गए बल और घर्षण बल का अंतर है:
$F_{net} = 3F - f = 3F - 2F = F$.
न्यूटन के गति के दूसरे नियम के अनुसार,$F_{net} = m \times a$ है।
यहाँ $a = 0.2 \, m \, s^{-2}$ दिया गया है,इसलिए:
$F = 1200 \, kg \times 0.2 \, m \, s^{-2} = 240 \, N$.
अतः,प्रत्येक व्यक्ति $240 \, N$ के बल से मोटरकार को धक्का देता है।
30
MediumMCQ
$500 \,g$ द्रव्यमान का एक हथौड़ा $50 \,m/s$ के वेग से गति करते हुए एक कील से टकराता है। कील हथौड़े को $0.01 \,s$ के बहुत कम समय में रोक देती है। हथौड़े पर कील द्वारा लगाया गया बल ($N$ में) क्या है?
A
$5000$
B
$2500$
C
$3500$
D
$4500$

Solution

(B) हथौड़े का द्रव्यमान,$m = 500 \,g = 0.5 \,kg$.
हथौड़े का प्रारंभिक वेग,$u = 50 \,m/s$.
कील द्वारा हथौड़े को रोकने में लगा समय,$t = 0.01 \,s$.
हथौड़े का अंतिम वेग,$v = 0 \,m/s$ (क्योंकि हथौड़ा अंत में स्थिर हो जाता है)।
न्यूटन के गति के दूसरे नियम के अनुसार,हथौड़े पर लगाया गया बल $F = m \times a = m \times \frac{v - u}{t}$ है।
मान रखने पर: $F = 0.5 \times \frac{0 - 50}{0.01} = 0.5 \times (-5000) = -2500 \,N$.
ऋणात्मक चिह्न यह दर्शाता है कि कील द्वारा हथौड़े पर लगाया गया बल हथौड़े की गति की विपरीत दिशा में है।
न्यूटन के गति के तीसरे नियम के अनुसार,कील द्वारा हथौड़े पर लगाए गए बल का परिमाण $2500 \,N$ है।
31
DifficultMCQ
$1200\, kg$ द्रव्यमान वाली एक मोटरकार $90\, km/h$ के एकसमान वेग से एक सीधी रेखा में चल रही है। एक असंतुलित बाहरी बल द्वारा इसका वेग $4\, s$ में घटकर $18\, km/h$ हो जाता है। त्वरण और संवेग में परिवर्तन की गणना करें। आवश्यक बल के परिमाण की भी गणना करें।
A
$ -8\, m/s^2$ और $ -30000\, kg\, m/s$,$2000\, N$
B
$ -1\, m/s^2$ और $ -28000\, kg\, m/s$,$8000\, N$
C
$ -5\, m/s^2$ और $ -24000\, kg\, m/s$,$6000\, N$
D
$ -2\, m/s^2$ और $ -42000\, kg\, m/s$,$5000\, N$

Solution

(C) मोटरकार का द्रव्यमान,$m = 1200\, kg$ है।
प्रारंभिक वेग,$u = 90\, km/h = 90 \times (5/18) = 25\, m/s$ है।
अंतिम वेग,$v = 18\, km/h = 18 \times (5/18) = 5\, m/s$ है।
लिया गया समय,$t = 4\, s$ है।
त्वरण $a = (v - u) / t = (5 - 25) / 4 = -20 / 4 = -5\, m/s^2$ है।
संवेग में परिवर्तन = $m(v - u) = 1200 \times (5 - 25) = 1200 \times (-20) = -24000\, kg\, m/s$ है।
बल $F = m \times a = 1200 \times (-5) = -6000\, N$ है।
आवश्यक बल का परिमाण $6000\, N$ है।

FORCE AND LAWS OF MOTION — Textbook - FORCE AND LAWS OF MOTION · Frequently Asked Questions

1Are these FORCE AND LAWS OF MOTION 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?

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